- •Раздел 1. Общие сведения о радиоприемных устройствах
- •1.1 Основные функции РПУ
- •1.2 Классификация РПУ
- •Раздел 2. Помехи радиоприему
- •2.1 Классификация радиопомех
- •2.2 способы описания внутренних шумов
- •2.3 Шумы сопротивлений
- •2.4 Шумы антенны
- •2.5 Шумы колебательного контура
- •2.6 Шумы усилительных компонентов
- •2.7 Эквивалентные шумовые схемы усилительных элементов
- •2.8 Коэффициент шума
- •2.9 Метод шумящего четырехполюсника
- •2.10 Оптимальное сопротивление источника сигнала
- •2.11 Коэффициент шума каскадного соединения четырехполюсников
- •2.12 Связь коэффициента шума и чувствительности
- •2.13 Коэффициент шума пассивного четырехполюсника
- •2.14 Расчет чувствительности РПУ
- •3.1 Классификация согласующих цепей
- •3.3 Структура идеальной согласующей цепи
- •3.4 Двухэлементная согласующая цепь
- •3.6 Анализ коэффициента передачи по мощности
- •3.7 Анализ коэффициента передачи по напряжению
- •3.8 Анализ полосы пропускания СЦ
- •3.9 Искажения сигналов
- •3.10 Общие сведения о ВЦ
- •3.11 Автотрансформаторная ВЦ
- •3.12 ВЦ с внешнеемкостной связью с антенной
- •3.13 Входная цепь с трансформаторной связью
- •3.14 ВЦ с комбинированной связью с антенной
- •3.15 ВЦ с внутриемкостной связью с антенной
- •3.16 Многозвенные согласующие цепи
- •3.17 Входная цепь с магнитной антенной
- •3.18 Согласующие цепи СВЧ
- •3.19 Согласование по мощности в цепях с распределенными параметрами
- •3.20 Входная цепь на микрополосковых линиях
- •3.21 Специальные входные устройства СВЧ
- •4.4 Анализ УРС с сосредоточенными параметрами
- •4.5 Коэффициент устойчивого усиления
- •4.6 Коэффициент передачи по мощности
- •4.7 Коэффициент шума УРС
- •4.8 УРС на полевых и биполярных транзисторах
- •4.9 Каскодная схема УРС
- •4.10 Многокаскадные УРС
- •4.11 Бесконтурные УРС
- •4.12 Узкополосные УРС с сосредоточенной избирательностью
- •4.13 Особенности УРС диапазона СВЧ
- •4.15 Усилители на ЛБВ
- •Раздел 5. Каскады с переменными параметрами
- •5.3 Транзисторные ПЧ
- •5.4 Диодные ПЧ
- •5.6 Расчет избирательности по зеркальному каналу
- •Раздел 6. Детекторы приемных каналов
- •6.1 Историческая справка
- •6.2 Общие сведения о детекторах
- •6.3. Амплитудные детекторы
- •6.5. Частотные детекторы
- •7.2. Настройка частоты
- •7.3 Системы автоматической подстройки частоты
- •7.4. Регулировка усиления
- •7.5 Примеры систем на основе АРУ
- •7.6. Регулировка чувствительности
- •8.2 Радиоприемные устройства с активными антеннами
- •8.3 Особенности РПрУ с активной фильтрацией
- •8.4 Приемники сигналов стереовещания
- •8.5 Прием ЧМ сигналов
- •8.6 Прием импульсных сигналов
- •8.7 Приём телеграфных сигналов
- •8.8 Прием сигналов в оптическом диапазоне
- •8.9 Телевизионные приёмники
- •8.10 Радиорелейные и спутниковые линии связи
- •Лекция №1. Основные определения и классификация радиоприёмных устройств
- •Лекция №2. Структуры и особенности построения радиоприёмных трактов
- •Лекция №3. Основные характеристики и параметры радиоприёмных устройств
- •Лекция №7. Согласование в цепях с сосредоточенными параметрами
- •Лекция №8. Входные цепи с сосредоточенными параметрами
- •Лекция №9. Согласование в цепях с распределенными параметрами
- •Лекция №10. Устройства согласования СВЧ специального назначения
- •Лекция №13. Типовые схемы УРС
- •Лекция №14. УРС СВЧ диапазона
- •Лекция №15. Окружности равного усиления
- •Лекция №17. Реактивные преобразователи частоты
- •Лекция №18. Резистивные преобразователи частоты
- •Лекция №19. Типовые схемы преобразователей частоты
- •Лекция №20. Общие сведения о детекторах. Внутренние и внешние параметры АМ детекторов
- •Лекция №21. Режим слабого сигнала
- •Лекция №22. Режим сильного сигнала
- •Лекция №23. Синхронные АМ детекторы
- •Лекция №24. Фазовые детекторы
- •Лекция №25. Частотные детекторы
- •Лекция №26. Регулировка частоты настройки
- •Лекция №27. Системы автоматической подстройки частоты
- •Лекция №28. Регулировка усиления. Основные способы и структуры
- •Лекция №32. РПРУ с активной фильтрацией
- •Лекция №34. Приемники ЧМ сигналов
- •Лекция №36. Приемники дискретных сигналов
- •Лекция №37. Приемники радиорелейных и спутниковых линий связи
- •Лекция №38. Цифровые приемники. Формирование цифровых сигналов
- •Лекция №40. Сжатие информации. Современные системы цифрового вещания
Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства
S = |
ωо |
|
R А |
1 + [Q |
|
( |
ωвк |
− |
ωо |
)]2 ≈ |
ωвк |
|
R А |
Q |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
вк |
ω2 |
|
Lсв |
|
э |
|
ωо ωвк |
|
ω2 |
|
Lсв |
э |
|
|||
|
оА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оА |
|
|
|
|
|
На частотах ωвк > ωоА
|
|
ω ω |
|
|
|
ω |
вк |
|
ω |
ω2 |
|
|
|
|
S |
= |
о вк |
1 + [Q |
|
( |
|
− |
о |
)]2 ≈ |
вк |
Q |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
вк |
|
ω2 |
|
э |
|
ωо |
ωвк |
ω2 |
|
э |
|
|||
|
|
оА |
|
|
|
|
|
|
|
|
оА |
|
|
|
2. |
Соотношение |
частот |
|
fоА < fоmin |
|
|
соответствует |
режиму |
|||||||||
удлинения, резонансный коэффициент передачи для которого из (3.116) |
|||||||||||||||||
|
|
|
kсв |
|
Lк |
|
Qэn 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Ko = |
|
|
|
Lсв |
|
|
|
= kсв |
L |
к |
Qэn 2 , |
(3.118) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
R А |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
Lсв |
|
|
||
|
( |
) |
+ |
(1 − |
ωоА |
) |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ωoLсв |
|
ω2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o |
|
|
|
|
|
|
|
|
при сильном удлинении ( |
fоА << fоmin ) не зависит |
от частоты |
настройки |
||||||||||||||
контура ВЦ (рис. 3.32). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
Ко( f ) |
|
|
|
|
|
|
fоА |
f min |
f max |
f |
|
Рис. 3.32 |
|
|
Коэффициент избирательности по внеполосным каналам
S |
= |
|
Ko |
= (k |
|
|
Lк |
||
вк |
|
|
K |
св Lсв |
|||||
= |
ωвк |
1 + [Qэ( |
ωвк |
− |
|||||
|
|
||||||||
|
ω |
|
ωо |
||||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kсв |
Lк |
|
ωо |
|
Qэn 2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Qэn 2 ) |
|
|
|
|
L |
св |
|
ω |
вк |
|
|
|
= |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
1 + [Qэ |
|
ωвк |
|
− |
|
ωо |
2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
|
)] |
|
||||
|
|
|
|
|
ωо |
|
|
ωвк |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
ωо |
|
2 |
|
ω2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
)] |
≈ |
|
вк |
Qэ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ωвк |
|
|
ω2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.14 ВЦ с комбинированной связью с антенной
Принципиальная схема ВЦ представлена на рис. 3.22,д. Формирование частотной зависимости резонансного коэффициента передачи поясняется на рис. 3.33. При этом виде связи антенная цепь работает в режиме удлинения. Связь с нагрузкой, как правило, автотрансформаторная или трансформаторная. Комбинированная связь обеспечивает малую неравномерность при высоких
82
Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства
значениях коэффициента передачи. Недостатком является пониженная избирательность для частот, близких к резонансной частоте антенного контура.
К0 Суммарная характеристика
Емкостная связь
Индуктивная связь
f0min |
f0max |
f |
Рис. 3.33.
3.15 ВЦ с внутриемкостной связью с антенной
На основании сигнального графа (рис. 3.34) Для ВЦ представленной на рис. 3.22,б запишем выражение для коэффициента передачи при RА=0:
|
pCА |
|
|
|
|
1/(pLк ) |
|
|
|
p(CА |
+ Cсв ) + |
1 |
|
|
pCк |
+ gо |
+ |
1 |
|
pLк |
|
|
pLк |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/(pLк ) |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p(CА |
+ Cсв ) + |
1 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pLк |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
pCА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/(pLк) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
[p(CА + Cсв) + |
1 |
|
|
] (pCк + gо + |
|
1 |
) |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
pLк |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
K = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pLк |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/(pLк)2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
1 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
(pCк + gо + |
|
1 |
|
)[p(CА + Cсв) + |
1 |
|
|
] |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
pLк |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pLк |
|||||||||
|
|
|
|
|
pCА |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= |
|
|
|
|
|
pLк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
[p(CА + Cсв) + |
|
1 |
](pCк + gо |
+ |
|
1 |
|
|
) − |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(pLк )2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
pLк |
|
|
|
|
|
|
pLк |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
jωCА |
|
gо[1 − ω2Lк (CА + Cсв)] + jω(CА + Cсв + Cк )(1 − ω2LкCэ) |
||
|
= jωCА , gэ + jbэ
83
Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства
где
gэ = gо[1 − ω2Lк (CА + Cсв )] ,
Сэ = Ск (CА + Cсв ) . CА + Cсв + Cк
Резонансная частота соответствует bэ = 0 , поэтому
|
|
|
|
Lк |
= |
|
|
1 |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
ω2C |
э |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K = |
|
|
|
|
|
|
jωCА |
|
|
|
|
|
|
|
. |
(3.119) |
||||
|
|
|
ω2 (C |
А |
|
+ C |
св |
+ C |
) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
g |
[1 − |
|
|
|
|
|
|
к |
|
] + jb |
э |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
о |
|
|
|
ω2C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Резонансный коэффициент передачи из (3.119) равен |
|
|||||||||||||||||||
Kо |
= |
|
ωоCАCк |
|
|
≈ |
CАQо |
=p1Qо |
|
|
(3.120) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
gо(CА +Cсв) (CА +Cсв) |
|
|
|
|
|
и не зависит от частоты.
Передача ВЦ для частот внеполосных каналов выше резонансной (при
ωвк >>ωо) уменьшается из-за наличия ФНЧ, образованного элементами контура
Lк и Ск.
На основании проведенного анализа можно сделать следующий вывод: наилучшей будет та ВЦ, в которой наилучшим образом сочетаются: простота, равномерность и величина резонансного коэффициента передачи в рабочей полосе частот, шумовые характеристики, подавление внеполосных побочных каналов.
3.16 Многозвенные согласующие цепи
При необходимости увеличения частотной селективности одноконтурные ВЦ заменяют многоконтурными. В этом случае вся цепь проектируется как фильтр n-го порядка. Чаще всего применяется максимально плоская аппроксимация характеристик по Баттерворту. Это приводит к получению минимальных линейных искажений полезного сигнала за счет неидеальности АЧХ и ФЧХ. Такие сложные СЦ, как правило, применяются только в неперестраиваемых широкополосных преселекторах, а также в УПЧ.
Квадрат коэффициента передачи цепи Баттерворта n-го порядка на входе
равен
K 2 |
= |
K 2o |
|
|
|
|
|
||
|
2n . |
|||
пр |
1+ξ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
пр |
Амплитудно-частотная характеристика при этом не имеет выбросов и приближается к идеальной для n=∞ (рис. 3.35).
Затухание, вносимое устройством при произвольной расстройке, равно
84
Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства |
|
|||
2 |
|
Ко2 |
2n |
|
Sx |
= |
К2 = 1 + ξ |
пр x . |
|
|
|
пр |
|
|
|
|
К2 |
|
|
|
|
1,0 |
|
n = ∞ |
|
|
|
|
n=1 |
|
|
0,5 |
|
|
|
|
0 |
|
|
-1 |
|
0 |
1 |
ξ |
|
|
Рис. 3.35 |
|
|
На границе полосы пропускания затухание равно |
|
2 |
= |
Ко2 |
= 1+ ξ |
2n |
Sг |
|
прг . |
||
К2 |
||||
|
|
пр |
|
|
Отношение обобщенных расстроек, соответствующих граничной частоте и частоте подавляемого сигнала,
|
ξпрг |
2n |
|
S2 |
− 1 |
|
|
|
|
|
= |
г |
|
|
|
|
|
S2 |
|
|
ξ |
|
|
− 1 |
|||
|
|
прх |
|
х |
|
позволяет рассчитать необходимое число колебательных контуров:
|
|
|
|
S2 |
|
− 1 |
|
||||||||
|
|
lg |
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
− 1 |
|
||||||
|
n = |
Sх |
|
. |
|||||||||||
|
|
|
|
ξ |
прг |
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
2lg |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ξ |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
прх |
|||||||||
Для ξпр г=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lg(S2 |
− 1) |
|
|
|
S |
х |
[дБ] . |
|||||||
n = |
х |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
||||
2lg ξпрх |
|
|
|
|
20lg ξпрх |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
85