Частотная стабильность настройки

Функционирование приемника является нормальным, если частота настройки и основные показатели качества соответствуют желаемым нормам.

Стабильность настройки измеряется относительной величиной ξ = ∆f/f₀. Это коэффициент частотной нестабильности.

Обычно не превышает 10^-3, при жестких требованиях 10^-9. Для уменьшения нестабильности используют кварцевые стабилизаторы и автоподстройку.

Вопрос 2. Структурные схемы радиотракта приемника

1) Простейшим РПУ является приемник прямого детектирования (детекторный приемник).

ВЦ – входная цепь для связи антенны с последующим каскадом (резонансный контур). Ею определяются параметры приемника. Также ею обеспечивается настройка, и она отвечает за избирательность.

Недостатки: избирательность мала, низкая чувствительность. Поэтому их обычно применяют в мм и оптическом диапазоне.

2) Чтобы повысить чувствительность применяют схему прямого усиления:

Здесь дополнительно включен УРЧ с К_U=10^6-10^7. Такое высокое усиление обеспечивают многокаскадные усилители, но при этом затрудняется перестройка избирательных цепей.

При широком диапазоне перестройки параметры не сохраняются.

В некоторой степени эти недостатки можно устранить, используя регенеративную или сверхрегенеративную схемы. Но они имеют низкую стабильность частоты настройки и высокие паразитное излучение и шумы. Используются в мк, мм и оптическом диапазоне.

3) Супергетеродинный радиоприёмник (супергетеродин).

Один из типов РПУ, основанный на преобразовании принимаемого сигнала в сигнал фиксированной ПЧ (происходит перенос спектра в такую частотную область, где сигнал может быть обработан с наибольшей эффективностью).

Достоинство супергетеродина перед 2) в том, что наиболее критичные для качества приема части приемного тракта (узкополосный фильтр, усилитель ПЧ и демодулятор) не должны перестраиваться под разные частоты, что позволяет выполнить их со значительно лучшими характеристиками.

Принцип работы: смеситель содержит нелинейный элемент или элемент с переменными параметрами и осуществляет операцию преобразования сигнала по частоте. На его вход поступают сигналы из антенны и от гетеродина (меандр).

На его выходе появляются комбинационные частоты . Одна из них выделяется ПФ (ФСС). Как правило, используются наиболее интенсивные составляющие: .

Выделенная частота называется промежуточной. Она усиливается одним или несколькими каскадами, после чего поступает на демодулятор, восстанавливающий сигнал НЧ (ЗЧ).

Обычно используется как суммарное, так и разностное преобразования.

Если верхняя настройка, и наоборот – нижняя.

Наиболее часто используется разностное преобразование с верхней настройкой.

Недостаток – наличие зеркального канала, который создает помеху. Устранить его можно только до смесителя. Это возлагают на входную цепь и УРЧ, если он резонансный.

Чем выше промежуточная частота, тем дальше зеркальный канал, тем легче его отфильтровать.

Чтобы на вход смесителя поступал сигнал необходимого уровня, в схему вводится УРЧ (он снижает шумы в приемнике; система ВЦ + УРЧ = преселектор).

Несмотря на то, что смеситель – нелинейный элемент и операция переноса спектра – нелинейная, смеситель должен быть линеен к принимаемому сигналу.

На побочные каналы влияет линейность колебаний гетеродина. Если колебания не чисто гармонические, то на частоте появляется еще 2 канала приема. Поэтому для увеличения линейности на вход смесителя подают сигнал от гетеродина в виде меандра.

Если диапазон принимаемых частот близок промежуточной частоте, то в ВЦ устанавливают режекторный фильтр на промежуточную частоту.

Основное усиление идет на промежуточной частоте.

Преимущества супергетеродина:

1) резонансные цепи не надо перестраивать, упрощается их конструкция и увеличивается надежность;

2) АЧХ определяется ФСС

3) коэффициент усиления постоянный.

4) различие и позволяет получить высокое устойчивое усиление, такие приемники надежнее и дешевле.

Иногда используется разностное преобразование с нижней настройкой.

Используется при приеме сигналов с одной боковой полосой.

Суммарное преобразование:

Промежуточная частота намного выше диапазона принимаемых частот. Такой приемник – инфрадин. Он отличается существенным подавлением побочных каналов. ВЦ могут быть не перестраиваемыми (ПФ или ФНЧ).

Недостаток: возможность перегрузки УРЧ сильными помехами так как входные каскады широкополосные. Чтобы увеличить линейность и уменьшить вероятность перегрузки входных каскадов применяют мощные биполярные и полевые транзисторы.

При высоких требованиях применяют 2-х, 3-х кратное преобразование частоты.

Если f_с=f_г то такой приемник называют приемником прямого преобразования или синхродином, промежуточная частота при разностном преобразовании равна 0.

Если синхронизовать частоту гетеродина с частотой сигнала с точностью до фазы, используя фазовую АПЧ, то на выходе смесителя, который будет синхронным детектором, можно с помощью ФНЧ выделить сигнал, соответствующий закону модуляции.

Недостаток: сложность синхронизации.

Также есть квадратурные приемники (сигнал разделяется на 2 канала с фазовым сдвигом 90), их преимущество: можно компенсировать нежелательные продукты приема (ЗК).

Минус: сложно сделать точный фазовый сдвиг.