§ 15.7. Приемники однополосных сигналов

В § 15.2, 15.4 рассматривались приемники двухполосных AM- и ЧМ-сигнаЛов, где полезная информация содержится как в верхней, так и в нижней боковых полосах сигналов. В целях экономии мощности передатчика и уменьшения полосы частот излучаемого сигнала, что особенно важно в многоканальных радиолиниях связи и телеметрии, ограничиваются излучением одной боковой полосы (ОБП) частот (рис. 15.22). Напряжение одной верхней боковой частоты этого сигнала u₆ m_AAJ2 X xcos((o,. il)t представляет собой гармоническое колебание. Амплитудное детектирование подобного колебания даст постоянное напряжение, пропорциональное т_АА₀/2, частотное детектирование— также постоянное напряжение, пропорциональное частоте Q. На выходе же детекторов необходимо иметь переменные напряжения с частотой сообщения П. Следовательно, детектировать сигнал только одной боковой полосы частот нельзя, а нужно передавать или создавать искусственно в приемнике несущую частоту <о,.. Поэтому приемники сигналов с ОБП в соответствии с характером излучаемого сигнала могут быть двух типов: 1) с восстановлением в приемнике несущей частоты 10₍. из не полностью подавленного колебания этой частоты в передатчике (см. рис. 15.22) или передачей специального «пилот-сигнала» ш_йс, расстройка которого по отношению к частоте со_с является строго постоянной; 2) с воспроизведением в приемнике несущей частоты со_с без

передачи «пилот-сигнала» или сигна л а на несущей частоте.

Таким образом, в обоих случая: для осуществления операции детек тирования в приемнике требуете; опорный сигнал с несущей частоте!

"оп = Uо cos (со_с/ + Ч?о)-

Если к амплитудному детектор! подвести сумму напряжений опорной сигнала и верхней боковой полое! принятого сигнала:

При большой амплитуде опорной сигнала по сравнению с принятьи (U₀ > Vi) квадратный корень мож но представить степенным рядом i пренебречь членами высших поряд ков, что приведет выражение (15.75 iK виду . :гк

где т-. — Ui/U_u — коэффициент AM Эта огибающая обычного АМ-ко лебания и будет воспроизведена ам плитудным детектором, на выходе ко торого получается сумма постоян ной составляющей и переменных на пряжений с частотами Q_{.

b^b^LVHbVHbVb^bIbhbbb^bWMbbH

Рассмотрим теперь основные структуры приемника сигнала с ОБП. Существует два основных типа структур, которые различаются способами получения колебания несущей частоты.

Схема с ФАПЧ, т. е. с управляемым местным гетеродином, автоматически настраиваемым на частоту «пилот-сигнала» (рис. 15.23). Для восстановления несущей («пилот-сигнала») из смеси принимаемого сигнала с шумом применяется система ФАПЧ, работающая в режиме узкополосного следящего фильтра (см. § 10.4).

После восстановления опорного сигнала до уровня, намного превышающего уровень сигнала боковой полосы и шумов на выходе УПЧ, он подается на демодулятор — когерентный детектор (КД), состоящий из перемножителя (фазового детектора) и интегратора в виде низкочастотного фильтра (ФНЧ). Одновременно на перемножитель поступает и сигнал ОБП с УПЧ. В результате происходит когерентное детектирование, повышающее помехоустойчивость приема.

Для уменьшения нестабильности частоты гетеродина до пределов, обеспечивающих нормальную работу ФАПЧ, применяются системы ЧАПЧ.

Схема с высокостабильным местным гетеродином, воспроизводящая в приемнике сигнал несущей частоты (рис. 15.24). Эта схема используется в многоканальных радиолиниях при

высокой стабильности задающего генератора передатчика и гетеродина приемника. В приемнике применяется автономная стабилизация местных гетеродинов с помощью высокостабильного синтезатора частот (СЧ). Однако абсолютной стабильности технически достигнуть невозможно. Вследствие нестабильности частот задающего генератора передатчика и опорного гетеродина в синтезаторе приемника частота колебания гетеродина, подводимого к демодулятору — когерентному детектору (КД), отличается от преобразованной частоты несущего колебания. За счет этого частоты выходных колебаний демодулятора отличаются от модулирующих частот в передатчике, что приводит к искажениям передаваемого сообщения. Однако иногда небольшие искажения допустимы. Так, для высокохудожественного воспроизведения речи и музыки допускается разница между воспроизводимой частотой и частотой модуляции в 1—2 Гц. Специфическая особенность такого приемника состоит в том, что постоянная времени фильтра АРУ должна быть достаточно большой (10 с при приеме радиовещания) для устранения скачков усиления за счет пауз в передаче и быстрых замираний сигнала.

Достоинством подобного приемника является сравнительная простота схемы, надежность работы, а также устранение вредного влияния помех на работу гетеродинов.