Общий тракт приемника

Общий тракт супергетеродинного приемника представлен обоб­щенной структурной схемой, приведенной на рис. 4.3.

Входная цепь обеспечивает согласование первого каскада при­емника с антенно-фидерным устройством и повышает его час­тотную избирательность, которая в дальнейшем определяет в значительной мере реальную избирательность приемника.

Рис. 4.3

Усилитель высоких частот (УВЧ) обеспечивает превышение уровня принимаемого сигнала над собственными шумами первого смесителя с тем, чтобы не ухудшать отношение сигнал/шум. Кро­ме того, УВЧ является элементом развязки избирательных цепей и звеном, ослабляющим проникновение колебаний гетеродина в антенну.

После УВЧ следует первый смеситель и тракт первой промежу­точной частоты. Номинал промежуточной частоты выбирается ни­же рабочего диапазона и настолько, чтобы помехи, действующие на этой частоте, существенно ослаблялись УВЧ в случае наст­ройки его контуров на минимальную частоту диапазона. При этом ослабление помех по соседнему каналу также должно быть не меньше заданной величины. А так как эти помехи отстоят от частоты принимаемого сигнала на величину удвоенной промежу­точной частоты, то выбор промежуточной частоты следует вести с учетом высшей частоты рабочего диапазона, где избиратель­ность тракта УВЧ самая низкая.

Для приемников KB диапазона промежуточная частота, в ос­новном удовлетворяющая этим требованиям, выбирается из ус­ловия 1 МГц << 1,5 МГц. Однако для получения требуемой избирательности по соседнему каналу необходимо прибегать ко второму преобразованию частоты.

Для повышения реальной избирательности приемника в трак­те между первым и вторым преобразователями частоты может включаться фильтр сосредоточенной селекции (ФСС). В качестве ФСС могут использоваться кварцевые и электромеханические фильтры. Для компенсации затухания сигнала в ФСС после него устанавливается усилитель первой промежуточной частоты, ко­эффициент усиления которого выбирается близким к единице.

Второе преобразование частоты улучшает условие основной фильтрации сигнала в частном тракте приемника. Как показано в [1] значение второй промежуточной частоты выбирается рав­ным 128 кГц или в пределах 100—200 кГц. После второго смеси­теля также устанавливается ФСС. В отличие от ФСС второй про­межуточной частоты ФСС в тракте первой промежуточной часто­ты может быть переключаемым, имеющим различную полосу пропускания в зависимости от вида принимаемого сигнала.

Избирательность частного тракта приемника с учетом дву­кратного преобразования частоты должна быть порядка 60 дБ.

Усиленный сигнал с выхода усилителя второй промежуточ­ной частоты поступает в частный тракт приема и обработки сигнала.

С целью повышения помехоустойчивости приема дискретных сигналов (ЧТ, ДЧТ, ОФТ) общий тракт приемника может стро­иться по принципу ШОУО (широкая полоса — ограничитель — узкая полоса — ограничитель). В этом случае широкая полоса обеспечивается первым ФСС, затем сигнал ограничивается по амплитуде, фильтруется вторым узкополосным ФСС и ограничи­вается снова.

Все рассмотренное выше справедливо и для приемников пос­леднего выпуска, в которых используется декадная установка частоты, а в качестве устройства диапазонно-кварцевой стабили­зации частоты применяется унифицированный блок опорных час­тот (рис. 4.4).

Рис. 4.4

Отличительной особенностью таких приемников является то, что у них тракт первой промежуточной частоты входит в коль­цо компенсации остаточной расстройки, а первый гетеродин вы­полняет роль вспомогательного генератора, охваченного кольцом автоматического поиска, настройки и слежения за требуемой ра­бочей частотой.

При декадной установке частоты схема компенсации совме­щается с интерполяционным методом формирования высокоста­бильных эталонных частот. Для выбора необходимой рабочей частоты необходимо ручки декадных переключателей селекторов гармоник С1—С6 установить в определенное положение. Возбу­дители, выполненные в виде унифицированных блоков, имеют шесть переключателей на десять положений каждый: «Десятки МГц», «Единицы МГц», «Сотни кГц», «Десятки кГц», «Единицы кГц» и «Сотни Гц». При работе в KB диапазоне используются только три положения переключателя «Десятки МГц»: 0,1 и 2.

Определенному положению частот селекторов (положению ру­чек) соответствует только одна частота первого гетеродина, при которой преобразованное колебание на выходе интерполяционной схемы попадает в полосу пропускания основного узкополосного фильтра. Задачей автомати-ческой систе­мы настройки гетеродина является изменение частоты в пределах данного диапазона и ее фиксация в момент появления напряже­ния на выходе узкополосного фильтра.

Рассмотрим, как осуществляется установка заданной частоты первого гетеродина. Предположим, что приемник был настроен на какую-то частоту, а теперь необходимо его перестроить на другую. Для этого следует установить ручки декадных переклю­чателей на номинал новой частоты. Если раньше приемник при­нимал сигнал прежнего корреспондента и на выходе узкополос­ного фильтра СМ6 имело место напряжение преобразованного колебания, то с установкой ручек в новое положение это напря­жение исчезнет. Это послужит командой на включение мотора поиска такой частоты гетеродина, которая бы совместно с сово­купностью установленных частот селекторов дала бы преобразо­ванную частоту, попадающую в полосу пропускания выходного узкополосного фильтра. Появление напряжения на выходе этого фильтра означает, что заданная частота гетеродина установлена и мотор выключается. После окончания режима поиска продол­жает действовать система электронного слежения за установлен­ной частотой, т. е. система автоподстройки частоты в случае воз­действия дестабилизирующих факторов (обычно это система ЧАП).

Теперь проследим, каким образом осуществляется компенса­ция остаточной расстройки частоты первого гетеродина. Для этого используют компенсационное кольцо, включающее в себя первый гетеродин, первый смеситель, второй смеситель и второй гетеродин. В этом кольце важную роль играет преобразованная частота на выходе узкополосного фильтра СМ6 интерполяцион­ной схемы. Эта частота имеет остаточную расстройку, равную остаточной расстройке частоты первого гетеродина .

Принятый сигнал преобразовывается в первую промежуточ­ную частоту с остаточной расстройкой и поступает на второй смеситель. С другой стороны на этот смеситель подается колебание частоты второго гетеродина, которое образовано вы­ходной частотой узкополосного фильтра СМ6 и вспомогательной частотой, поступающей с ДОЧ через селектор С6. Следователь­но, частота второго гетеродина также будет содержать остаточ­ную расстройку частоты, равную .

Поскольку при втором преобразовании частоты происходит вычитание колебаний первой промежуточной частоты и частоты второго гетеродина (или наоборот), то остаточная расстройка частоты первого гетеродина компенсируется.

Действительно, частота на выходе первого смесителя равна

а частота на выходе второго смесителя находится из соотношения

Таким образом, стабильность второй промежуточной частоты определяется стабильностью эталонных частот ДОЧ, а также стабильностью частоты принимаемого сигнала и не зависит от стабильности частоты первого гетеродина. Это означает, что по­лоса пропускания частных трактов (блоков видов работы) при­емника должна рассчитываться исходя из ширины спектра при­нимаемого сигнала и величины относительной нестабильности рабочей частоты передатчика и частоты ДОЧ. При применении унифицированных блоков опорной частоты в системах KB радио­связи величины относительной нестабильности частоты на пере­дающем и приемном конце одинаковы.

Существуют еще и некоторые другие варианты реализации общего тракта приемников. К ним можно отнести приемники с однократным и трехкратным преобразованием частоты, приемники с переменной первой и постоянной второй промежуточной часто­той и т. п.

В заключение следует отметить, что не существует оптималь­ной структуры общего тракта приемника вообще. В современных коротковолновых приемниках максимум внимания уделен вопро­сам электромагнитной совместимости различных радиосредств (по­вышению реальной избирательности, максимальному ослаблению помех по соседним каналам приема, снижению побочных излуче­ний). Поэтому принцип построения общего тракта приемника в каждом конкретном случае будет определяться главным обра­зом назначением приемника и условиями его эксплуатации.