Вопрос 1. Основные показатели радиоприемных устройств
Основные показатели: электрические, конструкционно-эксплуатационные, производственно-экономические.
Электрические:
1) Чувствительность – способность РПУ принимать слабые сигналы.
Количественно чувствительность оценивается минимальной ЭДС в антенне (для приемника УВЧ) или номинальной мощностью (для приемников СВЧ) нормально-модулированного сигнала, при которой на выходе РПУ сигнал воспроизводится с заданным качеством.
Под заданным качеством понимают:
1) заданный уровень сигнала;
2) заданное отношение С/Ш;
3) реализация одного из вероятностных критериев.
Чувствительность можно повысить путем увеличения усиления РПУ. Но тогда она ограничена максимальным усилением приемника.
При большом увеличении усиления при приеме слабых сигналов возможно их заглушение помехами или сигналами соседних станций. Такая чувствительность ограничена помехами.
Различают чувствительность, ограниченную внешними помехами и внутренними шумами приемника.
Так как внутренние шумы приемника при нормальном режиме работы имеют определенный уровень, то чувствительность приемника, ограниченная собственными шумами имеет вполне конкретное значение, которое может быть определено. Количественная оценка - реальная или пороговая чувствительность, коэффициент шума и шумовая температура.
Реальная чувствительность – это основная величина, характеризующая чувствительность приёмника. Её определяет минимальный уровень входного сигнала, при котором получается стандартная выходная мощность при допустимом отношении мощности сигнала Pc к мощности собственных шумов Pш на выходе приёмника:
n = Pc / Pш, или в децибелах n = 20lg[Pc / Pш].
Пороговая чувствительность – мощность сигнала, наведенная в антенне и приходящаяся на 1Гц действующей ширины полосы пропускания радиоканала приёмника, при которой на выходе приёмника получается отношение С/Ш равное единице.
Максимальная чувствительность – минимальный уровень входного сигнала, при котором получается стандартная выходная мощность при установке всех органов управления приёмника в положение, отвечающее максимальному усилению.
Шумовая температура показывает на сколько должна быть увеличена абсолютная. температура сопротивления генератора, подключенного к входу идеального РП, чтобы мощность шумов на его выходе равнялась мощности шумов на выходе реального приемника.
Коэффициент шума показывает во сколько раз мощность шума на выходе радиоприемника превышает мощность на входе.
2) Избирательность (селективность) – способность РПУ выделить полезный сигнал и ослабить действие мешающих сигналов и помех. Она реализуется на основе различий полезного сигнала и помех (направление прихода, время действия, поляризация, амплитуда, частота, фаза).
- пространственная избирательность: достигается с помощью остронаправленных приемных антенн или применением фазированных антенных решеток.
- поляризационная избирательность: антенна настраивается на определенный вид поляризации полезного сигнала.
- временная избирательность: при приеме импульсных сигналов, когда приемник включается только на время действия полезного сигнала.
- частотная избирательность (основной вид), т.к. во всех радиочастотных системах сигналы отличаются по своей частоте, поэтому могут быть разделены с помощью резонансных цепей и фильтров.
Различают односигнальную и многосигнальную (эффективную) избирательности.
3) Помехоустойчивость – способность РПУ нормально функционировать в условиях воздействия на него определенной совокупности помех.
Критерии оценки помехоустойчивости: вероятностный (дискретные сигналы); энергетический (аналоговые сигналы); артикуляционный (экспертная оценка, для речевых сигналов).
Реальная чувствительность, избирательность, помехоустойчивость определяют в значительной степени ЭМС, которая отражает возможность работы приемника с устройствами данной системы (внутренняя ЭМС) и другими радиосистемами (межсистемная ЭМС).
Передаваемые по радиоканалу сообщения могут искажаться в приемном тракте из-за недостаточной ЭМС и непосредственно из-за не идеальности приемника.
Способность приемника в отсутствии помех воспроизводить на выходе сообщения, соответствующие закону модуляции входного сигнала с заданной точностью называют вероятностью воспроизведения сообщения. Количественно это оценивается вероятностью изменения формы сообщения на выходе приемника по отношению к исходному сигналу.
Существуют статические и динамические характеристики
Статические: линейные и нелинейные искажения и искажения, связанные с динамическим диапазоном.
Линейные искажения: амплитудно-частотные (оцениваются неравномерностью АЧХ ВЧ-тракта и тракта частоты модуляции, это характеристика верности воспроизведения), фазовые (оцениваются фазовым сдвигом и временем запаздывания τЗ=dф/(2πdf)).
Нелинейные искажения: в спектре появляются дополнительные составляющие, оцениваются коэффициентом гармоник:
Искажения, связанные с динамическим диапазоном:
Динамический диапазон характеризует предел изменения уровня входного сигнала, при котором обеспечивается допустимая потеря информации, содержащейся в полезном сигнале.
Динамические: к ним относится передаточная характеристика – временная зависимость выходного напряжения при подаче на вход сигнала в форме радиоимпульса.
Характеристики частотной настройки
Диапазоны рабочих частот – оцениваются коэффициентом перекрытия по частоте; плотность настройки, точность настройки; параметры системы подстройки частоты; шаг настройки, характеристики ручной и автоматической подстройки частоты; мощность, параметры системы питания.
Конструкционно-эксплуатационные характеристики:
Надежность; массогабаритные параметры; стабильность и устойчивость работы; экономичность питания; ремонтопригодность, эргономические показатели.
Производственно-экономические характеристики:
Стоимость, степень интеграции и унификации, соответствие мировым стандартам; сроки разработки; возможность серийного производства.