2.2.3 Принципы построения радиоприемников

Для понимания основных принципов действия радиоприемника удобно воспользоваться его структурной схемой. Она представляет собой набор прямоугольников, каждый из которых обозначает функционально необходимый тракт приемника.

Рассмотрим структурные схемы радиоприемников, которые применяются в авиационном РЭО.

Детекторный радиоприемник

Принципиальная схема простейшего детекторного приемника ведена на Рисунке 2.5.

Рисунок 2.5

В детекторном приемнике принятый сигнал не усиливается, а сразу подвергается детектированию. В простейшем случае, представленном на рисунке 2.5, детекторный приемник содержит лишь избирательную систему: в данном случае параллельный колебательный контур С, настраиваемый на частоту сигнала; детектор для преобразования модулированного напряжения радиочастоты в напряжение звуковой частоты, оконечное устройство С_Н и телефон BF.

В общем случае, детекторный радиоприемник может содержать сложную избирательную систему и усилитель звуковой частоты или видеоусилитель. Схема такого радиоприемника приведена на рисунке 2.6:

Рисунок 2.6

Основным достоинством детекторного приемника является простота реализации. К его недостаткам относятся низкие чувствительность и избирательность. Несмотря на серьезные недостатки детекторные приемники в настоящее время применяются достаточно широко в тех случаях, когда имеют дело с сигналами достаточной мощности .или когда усиление на частоте принимаемого сигнала является сложной задачей.

РИСУНКА НЕТ

Рисунок 2.6.1

Радиоприемник прямого преобразования

Структурная схема такого приемника на Рисунке 2.7.

Рисунок 2.7

РИСУНКА НЕТ

Рисунок 2.7.1

Радиосигнал с выхода приемной антенны А поступает на входную цепь. Входная цепь - это одноконтурная и многоконтурная система.

Она согласует выход приемной антенны со входом усилителя радиочастоты, обеспечивает выделение полезного сигнала и предварительное ослабление радиопомех. Усилитель радиочастоты (УРЧ) усиливает полезные сигналы и осуществляет дальнейшее ослабление мешающих радиосигналов, т.е. повышает частотную и избирательность радиоприемника. Детектор преобразует высокочастотные (f₀) модулированные колебания в колебания звуковой частоты - полезный сигнал Усилитель звуковой частоты (УЗЧ) усиливает их до уровня, необходимого для нормальной работы оконечного устройства.

В приемниках прямого преобразования в значительной степени устранены недостатки детекторных радиоприемников. Тем не менее, они также обладают довольно низкой чувствительностью, плохой избирательностью, неравномерным усилением по диапазону. Для получения высокой чувствительности в приемнике необходимо увеличивать усиление сигнала в каскадах УРЧ.

Некоторые качественные показатели могут быть улучшены путем применения регенерации и сверхрегенерации. Регенеративным называется

приемник, в одном их каскадов которого осуществляется регенерация, т.е. компенсация потерь в резонансной системе за счет положительной обратной связи. А сущность работы сверхрегенеративного приемника заключается в том, что глубина положительной обратной связи периодически меняется, за счет изменения крутизны активного прибора путем подачи на управляющий электрод колебаний специального генератора вспомогательной частоты.

Супергетеродинная схема приемника обеспечивает получение высокой чувствительности, высокой избирательности и постоянства этих показателей по диапазону. Схема супергетеродинного приемника приведена на Рисунке 2.8.

Рисунок 2.8

Назначение ВЦ и УРЧ то же самое, что и в приемнике прямого усиления. Принципиальное отличие супергетеродинного радиоприемника от приемника прямого усиления заключается в том, что в его состав включены преобразователь частоты (ПЧ), включающий в себя смеситель и гетеродин, и усилитель промежуточной частоты (УПЧ). Наличие преобразователя частоты позволяет преобразовать принятый сигнал радиочастоты f₀ в сигнал другой частоты, называемой промежуточной f_ПР. Переход на f_ПР происходит таким образом, чтобы полезная информация, заключенная в принятом радиосигнале, оставалась неискаженной. На промежуточной частоте осуществляется основное усиление сигнала и основная избирательность.

Гетеродин представляет собой автогенератор, который формирует напряжение с постоянной амплитудой и частотой f_Г. Смеситель - это нелинейный элемент, имеющий два входа, на первый из которых поступает входной сигнал, с частотой f₀ , а на второй - напряжение гетеродина с частотой f_Г. С выхода смесителя снимается колебание, частота которого равняется разности частот f₀ и f_Г. Разностная частота f_ПР = f₀ - f_Г называется промежуточной частотой. Использование преобразования частоты позволяет вести основную обработку принятых сигналов на фиксированной промежуточной частоте. Промежуточная частота приемника не изменяется при его перестройке в диапазоне рабочих частот. Следовательно, избирательные системы УПЧ также не нуждаются в перестройке. Это, в свою очередь, дает возможность использовать в приемнике большое количество колебательных контуров, применять системы связанных контуров и фильтры сосредоточенной избирательности. За счет этого амплитудно-частотная характеристика супергетеродинного приемника может быть сделана весьма близкой к идеальной - прямоугольной. Высокая чувствительность приемника связана с применением фиксированной f_ПР. Так как промежуточная частота выбирается и не перестраивается, то УПЧ позволяет получить практически любое необходимое усиление. Усиление полезного сигнала осуществляется также УРЧ и УЗЧ. Это улучшает устойчивость работы каскадов, уменьшения паразитной обратной связи и, соответственно, опасности самовозбуждения.

К недостаткам супергетеродинного радиоприемника относятся: сложность его схемы, наличие специфических помех, называемых дополнительными или побочными каналами приема, и возможность возникновения интерференционных свойств. К побочным каналам приема относятся зеркальный или симметричный канал и канал промежуточной частоты. Но несмотря на недостатки эти приемники являются наиболее распространенным типом современных приемников самого различного назначения.