Материал: 469_Travin. _Radiopriemnye _Ustrojstva _UP _

С учетом современных типов полосовых фильтров и элементной базы (ИМС, УЭ), одного преобразования частоты будет достаточно для выполнения заданных значений по избирательности по соседнему и зеркальному каналам и по чувствительности.

Двойное же (или даже тройное) преобразование частоты принимаемых радиосигналов применяется лишь в специальных случаях при очень жестких требованиях к чувствительности и избирательности по соседнему и зеркальному каналам.

Чувствительность и избирательность по соседнему и зеркальному каналам являются одними из важнейших показателей качества тюнера, существенно влияющими на его элементную базу (УЭ, ИМС), типы полосовых фильтров и в целом на его структурную и принципиальную электрическую схемы.

Поэтому будет целесообразным заострить внимание на их суть и связь со схемой тюнера (до входа демодулятора).

Различают чувствительность, ограниченную усилением тюнера (при этом не учитываются внутренние шумы тюнера и антенны) и чувствительность, ограниченную внутренними шумами.

Чувствительность, ограниченная усилением, определяется только усилением: она тем лучше, чем больше усиление.

Чувствительность же ограниченная шумами, определяется не только усилением тюнера, но и заданным превышением сигнала над шумом сигнал/шум на выходе тюнера hВЫХ=PC. ВЫХ/PШ. ВЫХ, который в общем случае зависит от характера принимаемого сообщения, требуемого качества приема и вида модуляции сигнала и берется в пределах 6…12 дБ (hВЫХ дБ=10 lg hВЫХ).

В диапазоне СВЧ, который объединяет дециметровый, сантиметровый и миллиметровый диапазоны и в котором уровень внешних помех сравнительно мал, внутренние шумы имеют решающее значение.

Чувствительность, ограниченную внутренними шумами, количественно оценивают или реальной чувствительностью, или пороговой чувствительностью, или коэффициентом шума, или шумовой температурой.

Под реальной чувствительностью понимают минимально необходимый уровень сигнала в антенне, обеспечивающий требуемый уровень сигнала на выходе тюнера при заданном отношении сигнала к шуму.

Количественно ее оценивают минимальной ЭДС ЕА (для РПРУ умеренно высоких частот) или номинальной мощностью РА (для РПРУ СВЧ диапазона) нормально модулированного сигнала в антенне, при которых на выходе тюнера обеспечивается заданная мощность сигнала РС. ВЫХ при заданном отношении

21

где: PШ.ВЫХ. =PШ.ВЫХ.А PШ.ВЫХ.СОБ ;

PШ.ВЫХ.А - мощность усиленных шумов антенны ( PШ.ВЫХ.А PШ.А КР ); PШ.ВЫХ.СОБ - мощность собственных шумов тюнера на его выходе.

Чем выше уровень собственных шумов тюнера, тем больше коэффициент шума отличается от единицы.

Анализ показывает [1], что для всего тракта тюнера коэффициент шума

будет равен: ШПР=1/КР ВЦ ном+(ШУРЧ -1)/КР ВЦ ном+(ШПЧ-1)/КР ВЦ ном КР УРЧ ном + +(ШУПЧ -1)/КР ВЦ ном КР УРЧ ном КР ПЧ ном,

где: 1/КР ВЦ ном – коэффициент шума пассивной ВЦ; ШУРЧ, ШПЧ, ШУПЧ – коэффициенты шума соответственно УРЧ, ПЧ, УПЧ;

КР ВЦ ном, КР УРЧ ном, КР ПЧ ном – соответственно коэффициенты передачи по мощности ВЦ, УРЧ, ПЧ в режиме согласования по входу и выходу (номинальные).

Отсюда следует, что шумовые свойства тюнера РПРУ определяются в основном шумовыми свойствами и коэффициентами передачи по мощности первых каскадов. Если учесть, что ШУРЧ < ШПЧ, а КР УРЧ >>1, КР ПЧ 1, то становится понятным, что включение УРЧ очень сильно снижает результирующий коэффициент шума тюнера РПРУ. В связи с этим коэффициент шума тюнера можно приблизительно определять по выражению

ШПР 1/КР ВЦ ном+(ШУРЧ -1)/КР ВЦ ном,

где: КР ВЦ ном – коэффициент передачи по мощности ВЦ в режиме согласования с антенной и входом УРЧ (указывается в справочниках или в Интернете для выбранных готовых полосовых фильтров ВЦ или рассчитывается для вновь создаваемых фильтров);

ШУРЧ – коэффициент шума УРЧ (обычно указывается в справочниках или в Интернете для выбранного УЭ УРЧ как в дискретном, так и в интегральном исполнении).

С учетом вышеизложенного, расчетная реальная чувствительность тюнеров СВЧ (в единицах мощности) определяется выражением [1]:

K

Здесь РШ. ВХ – приведенная к антенне мощность шумов.

А расчетная реальная чувствительность РПРУ на умеренно высоких частотах определяется в единицах ЭДС [1]:

ЕА расч (В)= 4RA(Ом)РАрасч(Вт) =

23

Т0 - нормальная (при комнатной температуре) шумовая температура эквивалента антенны (Т0 =273°+20°=290°К);

ТA - эквивалентная шумовая температура антенны, °К;

k Т0 - произведение, характеризующее интенсивность тепловых флуктуаций в полосе 1 Гц при сопротивлении 1 Ом; ПШ – шумовая (энергетическая) полоса тюнера РПРУ, в пределах которой

измеряется мощность РА (или ЭДС) шумов, Гц; RA – активное сопротивление антенны, Ом.

В этих выражениях трудности возникают только с точным определением значения tА, т. к. эквивалентная шумовая температура антенны TА определяется не только тепловыми шумами сопротивления антенны RА, но и попаданием в антенну космических шумов, шумов атмосферы и теплового излучения Земли, интенсивность которых сложным образом зависит от частоты, диаграммы направленности и ориентации антенны, времени приема и географического положения. Поэтому, если в справочной литературе или в Интернете нет точных сведений по поводу tА, то в формулы подставляют ориентировочное значение tA 1.

Требования в отношении чувствительности считаются выполненными, если выполняются соотношения: РАрасч РАзад (или ЕАрасч ЕАзад ).

А теперь несколько слов о частотной избирательности (селективности) по соседнему и зеркальному каналам.

Как известно [1], под частотной избирательностью (селективностью) понимают способность РПРУ выделять полезный сигнал, ослабляя действия помех на других частотах.

В РПРУ супергетеродинного типа наиболее опасны помехи на частотах соседнего канала fCК f0 fCK , канала прямого прохождения fПП=fПР и зеркального канала: fЗК fC 2 fПР - при верхней настройке синтезатора частот и fЗК fC 2 fПР - при нижней настройке синтезатора частот (на частотах выше 30 МГц настройка синтезатора может быть любой.

Особенность этих помех состоит в том, что они ослабляются не всеми избирательными цепями тюнера РПРУ, а только частью из них: помехи по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения подавляются в преселекторе, а помехи по соседнему каналу, в основном, в тракте промежуточной частоты. В тюнерах РПрУ диапазона СВЧ в качестве избирательных цепей используются полосовые фильтры как в преселекторе, так и в тракте промежуточной частоты.

Различают односигнальную и многосигнальную (эффективную) частотную избирательность. В таблицах 2.2…2.4 с техническими заданиями приведены значения односигнальной избирательности.

Односигнальная избирательность преселектора или тракта промежуточной частоты тюнера РПРУ определяется амплитудно-частотной

24

характеристикой (АЧХ) фильтров этих узлов тюнера при действии на их входы только одного малого сигнала, не вызывающего нелинейных эффектов.

Нормированная АЧХ преселектора или тракта промежуточной частоты

( f ) Кf показывает отношение модуля коэффициента усиления (передачи),

К0

преселектора или тракта промежуточной частоты по напряжению Кf на любой частоте f к коэффициенту усиления (передачи) К0 на частоте настройки фильтров этих узлов f0.

( f ) называется относительным коэффициентом усиления (передачи) и

f

f0

γ(f), -дБ

(рис. 5.3) или в дБ (рис. 5.4). Зависимость Se(Δf) называется характеристикой односигнальной избирательности.

25