Классификация приемников

РПрУ классифицируют по ряду признаков:

- по назначению;

- по виду модуляции принимаемых сигналов;

- по диапазону волн и др. Относительно подробная классификация приведена в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Кроме этого все РПрУ разделяются на две большие группы:

а) приемники умеренно высоких частот (работающие на частотах МГц);

б) приемники СВЧ (работающие с частотами МГц). Более того, особен­но выделяют приемники оптического диапазона. Это разделение основано на различиях в условиях распространения и приема радиоволн, свойствах элемент­ной базы и др.

В зависимости от внутренней структуры РПрУ делят на:

а) детекторные;

б) приемники прямого усиления;

в) супергетеродинные.

Рассмотрим схемы этих приемников более подробно.

3 Основные типы структурных схем рпу

Основные типовые структурные схемы РПрУ показаны на рисунке 2.2.

Рисунок 3.1

Детекторный приемник (рисунок 3.1, а) состоит из входной цепи (ВЦ), детектора (Д), усилителя низкой частоты (УНЧ).

ВЦ служит для связи приемника с антенной, а также для селекции (выделения, фильт­рации) сигнала по частоте, т.е. для осуществления частотной избирательности. В про­стейшем случае в качестве ВЦ используется параллельный колебательный кон­тур, настроенный в резонанс на частоту принимаемого сигнала.

Детектор служит для демодуляции (детектирования) сигнала, т.е. для выделения из ВЧ модулированного сигнала, принимаемого антенной, собственно мо­дулирующего напряжения, несущего в себе полезную информацию.

УНЧ - для усиления выделенного полезного НЧ - напряжения (или тока) с це­лью обеспечения нормальной работы оконечного устройства.

Достоинства схемы: простота.

Недостатки:

а) низкая чувствительность;

б) низкая частотная избирательность.

Первый недостаток обусловлен тем, что для нормальной работы детектора требуется достаточно сильный сигнал (1...2 В), т.е. при слабом входном сигнале приемник работать не будет.

Второй недостаток обусловлен трудностью изготовления резонансных колебательных систем (т.е. ВЦ) в диапазоне СВЧ, обладающих требуемой частотной избира­тельностью.

Приемник прямого усиления (рисунок 3.1, б) отличается от детекторного наличием перед детектором усилителя радиочастоты (УРЧ), который служит для предварительного усиления принимаемого сигнала прямо на высокой радиочастоте, т.е. на частоте принимаемых антенной колебаний (отсюда название - «прямое усиление»).

Достоинства схемы:

а) более высокая чувствительность, т.к. наличие перед детектором УРЧ позволяет приемнику работать с более слабыми сигналами, что и эквивалентно по­вы­шению чувствительности;

б) более высокая частотная избирательность, т.к. в состав УРЧ в большинстве случаев входят собственные резонансные системы, которые и позволяют повы­сить избирательность.

Недостатки:

а) в диапазоне СВЧ чувствительность и избирательность оказываются недостаточно высокими, т.к. с увеличением частоты коэффициент устойчивого усиле­ния ра­дио­ламп и транзисторов уменьшается, а конструкция частотно - избира­тель­ных резо­нансных систем усложняется;

б) схема более сложная по сравнения с детекторным приемником.

Супергетеродинный приемник (см. рисунок 3.1, в) отличается от предыдущего наличием преобразователя частоты (ПЧ) и усилителя промежуточной частоты (УПЧ). В свою очередь ПЧ состоит из смесителя (СМ) и генератора немодулированных высокочастотных колебаний, который называется гетеродином (Г).

В ПЧ несущая высокая частота радиосигнала преобразуется в сравнительно низкую несущую частоту, которая называется промежуточной , в соответствии с одним из правил:

; (2.1)

, (2.2)

где - частота гетеродина. В обоих случаях частота меньше частоты вход­ного сиг­нала , т.е. .

Модулирующий полезный сигнал при таком преобразовании переносится на час­тоту без нарушения закона модуляции.

Теперь основное усиление и частотная селекция осуществляются на пониженной частоте в УПЧ, где эти операции осуществить просто.

ВЦ и УРЧ в супергетеродинном приемнике обеспечивают предварительную селекцию сигнала и в совокупности называются преселектором приемника.

Достоинства схемы:

а) высокая чувствительность;

б) высокая избирательность.

Замечание:

избирательность повышается не только потому, что селекция осуществляется на пониженной частоте, но и потому, что колебательные контура УПЧ де­лаются не­перестраиваемыми, т.к. промежуточная частота постоянна даже при пере­стройке приемника. Частотная перестройка приемника осуществляется одновре­менной пе­рестройкой ВЦ и гетеродина.

Недостатки схемы:

а) появление дополнительного (паразитного) канала приема, который называется зеркальным;

б) усложнение схемы.

Поясним появление зеркального канала. Зеркальным назван канал приема, частота которого отличается от основной принимаемой частоты сигнала на две про­ме­жу­точные частоты, т.е.

_.

Зеркальный канал на оси частот расположен симметрично (зеркально) полезному относительно частоты гетеродина (см. рисунок 2.3). Если на вход приемника по­мимо полезного сигнала поступит посторонний, отличающийся от полезного на , то этот сигнал преобразуется в промежуточную частоту приемника и создаст помеху приему.

Чтобы защищать приемник от зеркальной помехи, необходимо этот канал отсечь до ПЧ. Так как частота заранее известна, то это можно сделать, используя избира­тельные свойства преселектора (см. рисунок 3.2), при этом говорят, что ВЦ должна обес­печивать избирательность по зеркальному каналу .

Если на вход приемника поступают мешающие сигналы, очень близко располо­женные по частоте к полезному, то такие каналы (частоты) называются со­седними каналами (СК). Защитить приемник от СК с помощью преселектора нель­зя, т.к. ска­ты резонансной характеристики преселектора на высокой частоте не могут быть слишком крутыми. С соседним каналом необходимо бороться после ПЧ, т.е. в УПЧ, резонансная характеристика которого позволяет это сделать (рисунок 2.3), при этом говорят, что в УПЧ должна обеспечиваться избирательность по соседнему каналу _.

Рисунок 3.2

Рисунок 2.4

Большинство современных специальных приемников строятся именно по су­пе­рге­теродинной схеме, которая обладает существенными достоинствами. Функ­циональная схема супергетеродинного приемника показана на рисунке 2.4.

А.В. Елисеев