- •Вц с индуктивной и комбинированной связью с антенной
- •Вц с индуктивной и комбинированной связью с антенной
- •Принцип действия преобразователя частоты
- •Амплитудные детекторы
- •Принципы детектирования сигналов с частотной и фазовой модуляцией
- •Влияние паразитных каналов приема о способы их ослабления
- •1. Канал промежуточной частоты.
- •2. Зеркальный канал
- •3. Дополнительные каналы приема
- •2. Зеркальный канал
- •3. Дополнительные каналы приема
- •29. Двухдетекторный приемник
- •30. Схема комбинированной системы ару
- •31. Упч: общие сведения
- •Регулировка полосы пропускания.
- •3. Дополнительные каналы приема
- •52. Рпму прямого усиления
3. Дополнительные каналы приема
Причиной появления дополнительных каналов являются высшие гармоники крутизны электронного прибора смесителя. По этим каналам возможно прохождение помех и шумов, поступающих как от антенно-фидерного устройства, так и от гетеродина.
Для ослабления влияний этих каналов:
— используют участки с линейной зависимостью крутизны электронного прибора смесителя от гетеродинного напряжения;
— повышают избирательность преселектора.
26. Простой частотный детектор (достоинства, недостатки)
Схемы частотных детекторов
Одноконтурный частотный детектор (ЧД) – устройство, предназначенное для преобразования колебаний высокой частоты, модулированных по частоте, в колебания низкой частоты, соответствующих переданному сообщению. Аналогично можно определить и фазовый детектор (ФД).
На рис. 4.18 показана схема ЧД с одиночным расстроенным контуром (а) и графики (б, в), поясняющие процесс частотного детектирования [9].
Рис. 4.18. Схема и графики напряжений частотного детектора.
Контур в цепи базы настроен на промежуточную частоту fпр приемника. Одиночный контур LC расстроен по отношению к fпр на , где- девиация частоты сигнала с ЧМ. Этот контур и используется как преобразователь сигнала ЧМ в напряжение, изменяющееся по амплитуде, причем изменение происходит пропорционально отклонению частоты от fпр на . (при увеличении частоты сигнала на∆U амплитуда на контуре возрастет на ∆U; при уменьшении частоты на ∆f амплитуда уменьшается на ∆U). В результате на вход амплитудного диодного детектора действует напряжение UАМ. Этот детектор и выделит на своем выходе модулирующее напряжение низкой частоты Uвых.
Достоинством такого детектора является простота настройки и схемы, поэтому его иногда так и называют – простейший частотный детектор. Недостатками детектора является в 2 раза меньшие коэффициент передачи Кд и динамический диапазон, а также значительные нелинейные искажения модулирующего сигнала. Эти недостатки устраняются в частотном детекторе с двумя контурами. Контуры могут быть расстроены или настроены на частоту принимаемого сигнала. Частотный детектор с парой расстроенных контуров и балансным детектором рассмотрен в [2]. Такой детектор часто используется в качестве частотного дискриминатора в системах частотной автоподстройки частоты. Ниже рассмотрен другой вид детектора с настроенными контурами.
Рис. 4.19. Принципиальные электрические схемы ЧД с настроенными контурами (а) и дробного детектора (б).
Частотный детектор с настроенными контурами, электрическая принципиальная схема которого показана на рис. 4.19, а, состоит из амплитудного ограничителя (АО), преобразователя ЧМ – AM и амплитудного детектора (АД) [9]. Из схемы видно, что к каждому из диодов приложено напряжение, равное геометрической сумме напряжений первого контура и половины напряжения второго контура, которые, в свою очередь, равны и. Заметим, что напряжение на дросселеUдр = U1, так как по высокой частоте первый контур соединен с дросселем Lдр. Таким образом, можно записать
(4.15)
(4.16)
Напряжение на выходе ЧД определится разностью напряжений на нагрузках диодов R1 и R2.
Процесс детектирования поясним с помощью векторных диаграмм (рис. 4.20). Векторная диаграмма (рис. 4.20, а) соответствует случаю, когда частота входного сигнала равна резонансной частоте связанных контуров. В этом случае напряжение U1 находится в противофазе с ЭДС E и током I2 второго контура. Ток I1 первого контура сдвинут по фазе по отношению к на 900. Напряжения на вторичной катушке инаходятся в противофазе (относительно средней точки). ТокI2находится в фазе с ЭДС . В этом случае модули напряженийи, приложенные к диодам, будут равны, а напряжение на выходеUвых будет равно нулю.
Рассмотрим случай, когда fc не равна резонансной частоте связанных контуров f0, а отличается от нее на , т. е. при поступлении на вход системы модулированного по частоте сигнала. Здесь при положительном (рис. 4.20,б) и отрицательном (рис. 4.20, в) значениях девиации резонанса в контурах не будет, в результате нарушатся фазовые соотношения (сдвиг на угол φ между и, что приведет и к сдвигу фаз между векторами, и,. В этом случае, и на нагрузкахR1 и R2 выделяется разность выпрямленных напряжений.
Рис. 4.20. Векторные диаграммы ЧД.
Важно подчеркнуть что по мере увеличения девиации ∆f возрастает и угол φ и напряжение Uвых; при уменьшении – наоборот.
Следовательно, поочередное отклонение fc от резонансной частоты f0 на вызывает нарушение баланса детектора, в результате чего на его выходе возникает напряжение низкой частоты.
Необходимо отметить, что в процессе изменения частоты изменяется и фазовый угол напряжений иUД2, которые затем подводятся к амплитудному детектору (ХД). Поэтому рассматриваемый ЧД может трактоваться и как частотно-фазовый (ЧФ).
Достоинством данного детектора является простота настойки, поскольку резонансная частота обоих контуров равна промежуточной частоте приемника.
Дробный детектор (рис: 4.19, б), как разновидность ЧД, широко используется для частотного детектирования в современных радиоприемниках [9]. Название – «дробный» происходит от слова дробь (отношение). Электрическая принципиальная схема дробного детектора во многом сходна с электрической принципиальной схемой рассмотренного выше ЧД, однако есть и отличия: амплитудные детекторы VD1 и VD2 включены последовательно по отношению к вторичному контуру; параллельно резисторам R1 и R2 подсоединен конденсатор С большой емкости, поэтому постоянная времени С (R1 + R2) больше периода самой низкочастотной составляющей модулирующего сигнала и при быстрых изменениях амплитуды на диодах VD1 и VD2 напряжения практически остается неизменным. Это значит, что дробный детектор не реагирует на амплитудное изменение входного сигнала, т.е.он выступает в роли амплитудного ограничителя. Конденсатор C4 подключен к средней точке между конденсаторами C1 и С2 (с него снимается выходное напряжение). Резистор R3 предназначен для подавления резонанса в цепи LсвС4, которые могут внести искажения (нелинейность) в его детекторную хaрактepиcтикy.
При подаче на вход детектора немодулированного сигнала (fc = f0) на диодах VD1 и VD2 будут равные напряжения. Ток диода VD1 зарядит конденсатор С1 до напряжения U1, а ток диода VD2 зарядит конденсатор C2 до напряжения U2, причем U1 = U2, так как токи диодов равны. Токи IД1 и IД2 протекают через выходную нагрузку – конденсатор C4 – в противоположных направлениях, поэтому напряжение на выходе детектора будет равно нулю.
При подаче входного сигнала, модулированного по частоте, напряжения плеч UД1 и UД2 имеют различные значения амплитуд, и токи диодов оказываются неравными: в одном диоде ток возрастает на значение величины ∆I1, в другом – уменьшается на такое значение величины ∆I2.
Результирующее значение тока, протекающего через конденсатор С4, определяется разностью этих токов: Iнч = I1 – I2 = I + ∆I1 – (I – ∆I2) = ∆I1 + ∆I2 = 2∆I, где I – ток, протекающий через каждый из диодов при немодулированном сигнале.
Таким образом, результирующее изменение тока равно сумме приращения токов ∆I1 и ∆I2, пропорциональных переменной составляющей низкой частоты. Напряжение низкой частоты через фильтр RфСф подается к усилителю низкой частоты. Недостатком дробного детектора является сложность настройки, что делает его эксплуатацию довольно капризной – требуется подстройка для компенсации эффектов старения радиокомпонентов.
27. Избирательность тракта радиочастоты в РПУ
Способность приемника выделять из различных сигналов, отличающихся по частоте, сигнал принимаемой станции, называется избирательностью. Сегодня ГОСТ не рекомендует к использованию в технической документации термин «селективность», который является синонимом слова избирательность. Однако, поскольку на протяжении многих десятилетий широко использовался термин «селективность», который и сегодня присутствует во многих учебных пособиях и радиотехнической литературе, автор счел возможным использовать в данном пособии оба термина. Избирательность возможна благодаря резонансным свойствам колебательных контуров входных цепей, усилителей высокой и промежуточной частоты, преобразователей частоты. Ее можно оценить по амплитудно-частотной характеристике (АЧХ). Избирательность определяется в относительных единицах или децибелах и в зависимости от класса приемника может находиться в пределах от 20 до 60 дБ.
28. Методы борьбы с побочными каналами приема
Канал промежуточной частоты.
Причиной появления этого канала, как было показано выше, является наличие у крутизны электронного прибора смесителя постоянной составляющей. По каналу промежуточной частоты возможно прямое прохождение через преобразователь частоты сторонних радиосигналов: помех и шумов, поступающих от антенно-фидерного устройства. Эти шумы будут добавляться к тепловому шуму приемника. В результате будет снижаться отношение сигнал/шум на выходе приемника.
Рис. 3.10. Схема включения заградительных фильтров:
а) во входную цепь; б) в усилитель высокой частоты.
Влияние канала промежуточной частоты ослабляют:
— повышением избирательности преселектора;
— включением во входную цепь и в каскады УВЧ заградительных фильтров (рис. 3.10). Элементы фильтра (рис. 3.10,а) выбираются из условий:
где d — затухание катушки LФ. Последовательный контур LФCФ на схеме (рис. 3.10,б) шунтирует выходную цепь УВЧ на частоте fп;
— использованием в смесителе таких электронных приборов и режимов их работы, когда среднее значение крутизны равно нулю.
Примером может быть смеситель на туннельном диоде, у которого рабочая точка лежит вблизи максимума вольт-амперной характеристики (рис. 3.11);
— применение двухтактных и мостовых смесителей.
Рис. 3.11. Диаграмма работы преобразователя частоты на туннельном диоде в режиме ослабления канала промежуточной частоты.