Материал: Экзамен по линейной части (Данилаев)

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

***Общая теория***

1.Понятие радиоприемного устройства. Основные операции радиоприемного устройства.

Радиоприемным устройством называется совокупность элементов, необходимых для того, чтобы могло быть должным образом воспроизведено сообщение, заключающееся в приходящих в место приема высокочастотных сигналов передатчика.

Основные операции:

  • Преобразование электромагнитного поля сигнала (помехи) в электрический сигнал;

  • Усиление принимаемого сигнала с целью обеспечения качественной приемника;

  • Демодуляция принятого сигнала с целью выделения информации, содержащейся в полезном сигнале;

  • Обработка принимаемых сигналов с целью ослабления мешающего воздействия помех искусственного и естественного происхождения

2.Классификация приемных устройств.

По назначению:

  • Профессиональные (радиосвязь, радионавигация);

  • Бытовые (ТВ и звуковое вещание);

  • Стационарные;

  • Бортовые;

По виду принимаемых сигналов:

  • Непрерывные;

  • Дискретные (ИКМ, ДМ);

По диапазону частот:

  • НЧ (30–300кГц);

  • СВЧ (300–3000кГц);

  • ВЧ (3–30МГц);

По схеме построения тракта усиления сигналов:

  • Приемники прямого усиления;

  • Супергетеродинные приемники;

3.Структурные схемы радиоприемных устройств.

Приемники прямого усиления:

  • Вх. цепь – обеспечивает связь антенно-фидерной системы с первым каскадом приемника;

  • УРЧ – обеспечивает необходимое усиление на радиочастоте и частотную избирательность;

  • Детектор – восстанавливает информацию из радиосигнала, заложенную в него модулятором

  • Усилитель – основное усиление сигнала

Супергетеродинные приемники:

4.Основные характеристики радиоприемных устройств.

Чувствительность — это способность приемника принимать слабые сигналы. Она определяется минимальной необходимой мощностью или ЭДС сигнала в антенне, при которых обеспечивается нормальное функционирование оконечного устройства при заданном отношении сигнал/шум. (пороговая чувствительность, реальная).

Избирательность – это способность радиоприемного устройства выделять полезный сигнал и ослаблять действие мешающих сигналов. Бывает частотной и временной.

частотная избирательность

избирательность на заданной частоте

Под динамическим диапазоном понимается отношение граничных уровней входного сигнала, при котором обеспечивается нормальное качество приема.

Под помехоустойчивостью понимается способность приемника обеспечивать прием переданной или извлеченной информации с заданной достоверностью при заданных видах

помех.

И остальные (полоса пропускания, мощность и амплитуда выходного сигнала, допустимые искажения)

5.Классификация шумов в радиоприемниках.

  • Шумы сопротивлений. Здесь имеется ввиду флуктуационный шум, беспорядочно изменяющийся во времени:

  • Шумы колебательного контура. Источником шумов в колебательном контуре служит только активное сопротивление:

  • Шумы антенны. ЭДС шумов антенны:

  • Шумы активных элементов. Дробовые шумы связаны с неоднородностью протекания токов в активных элементах:

6.Коэффициент шума элементов радиоприемника.

Любую систему можно представить в виде шумящего источника сигнала и шумящего четырехполюсника:

КШ показывает во сколько раз изменяется соотношение сигнал/шум при прохождении через шумящий 4-полюсник.

где:

где:

7.Коэффициент шума каскадного соединения четырехполюсников.

Коэффициент усиления по мощности каскадного соединения:

Cуммарная энергетическая шумовая полоса ВΣ всей схемы определяется энергетической шумовой полосой второго четырехполюсника:

: ;

Тогда:

После упрощений:

Из полученного выражения следует, что для уменьшения общего коэффициента шума Ш необходимо, чтобы первый 4-полюсник обладал наименьшей величиной коэффициента шума и максимальным коэффициентом усиления по мощности. Чем больше коэффициент усиления первого каскада по мощности, тем меньше влияют шумы последующих каскадов.

***Входные цепи***

1.Резонансные системы.

Бывают: РС с сосредоточенными параметрами, распределёнными параметрами, конденсаторные контура и объемные резонаторы.

Резонансные системы с сосредоточенными параметрами представляют из себя последовательный и параллельный колебательный контур.

Последовательный колебательный контур:

Параллельный колебательный контур:

Резонансные системы с распределёнными параметрами

При работе на частотах ниже 100 МГц контур входной цепи реализуется на сосредоточенных L и C-элементах. На частотах выше 300 МГц катушки индуктивности контура вырождаются в один неполный виток, а требуемая емкость становится соизмеримой с входной емкостью активного элемента совместно с емкостью монтажа, таким образом контур превращается в отрезок линии (коаксиальные линии передач, полосковые линии передач)

Объемные резонаторы. Перестройка в небольших размерах за счет введения зондов или изменения длины резонатора.

2.Настройка контуров в резонанс и перестройка по диапазону частот.

f0 – резонансная частота

В отличие от индуктивности, при перестройке емкости добротность контура не зависит от частоты. Следовательно, настройка емкостью сопровождается менее резкими изменениями параметров контуров. Поэтому контуры в относительно широком диапазоне частот обычно настраивают изменением емкости. Настройка индуктивностью используется при небольших перекрытиях диапазона. При настройке емкостью коэффициент перекрытия диапазона:

3.Контур, как трансформирующий элемент.

Контур позволяет согласовать входное сопротивление фильтра, в состав которого он входит и выходное сопротивление предыдущего устройства, а также выходное сопротивление фильтра и входное сопротивление последующего каскада. Согласование может сопровождаться трансформацией напряжения, и коэффициент передачи контура по напряжению, с учетом цепей согласования, может превышать 1.

Рассмотрим на примере схемы с авторотрансформаторным согласованием:

К олебательный контур частично включается к предыдущему устройству. регулируя точку подключения, можно менять величину входного сопротивления.

Согласование достигается соответствующим выбором значения коэффициента трансформации:

, где L1 –индуктивность части контурной катушки между точками подключения фидера; М1 – взаимоиндуктивность между точками подключения фидера и всеми витками контура.

4.Понятие входной цепи.

Входной цепью радиоприемного устройства называют цепь, связывающую антенно-фидерное устройство с первым активным каскадам приемника. Входная цепь должна наиболее полно передавать энергию сигнала из антенны в первый каскад приемника, т.е. должна иметь по возможности больший коэффициент передачи по мощности.

5.Функциональное назначение входной цепи.

Основное назначение входной цепи – это предварительная частотная селекция принимаемого сигнала от помех, ухудшающих реальную чувствительность радиоприемного устройства. Для обеспечения селективности она должна содержать фильтр, связанный с помощью цепей связи с антенной и с входом последующего каскада.

Функции: выделить полезный сигнал и ослабить помехи, обеспечить согласование, обеспечить максимальный коэффициент передачи принятого сигнала.

6.Основные качественные показатели входной цепи.

8.Виды связи входной цепи с антенно-фидерным трактом. Их достоинства и недостатки.

Входная цепь с емкостной связью с антенной

Коэффициент передачи в квадратичной зависимости от частоты настройки.

При перестройке контура в диапазоне частот от fmin до fmax, если затухание контура ВЦ неизменно в диапазоне рабочих частот, амплитудно-частотная характеристика контура расширяется, что приводит к ухудшению избирательных свойств ВЦ. Коэффициент передачи:

Входная цепь с индуктивной связью с антенной

Различают два вида ВЦ с индуктивной связью. Если fA > f0max, входная цепь называется входной цепью с «укороченной» антенной

Если fA < f0minвходной цепью с «удлиненной» антенной. Здесь f0min и f0max – соответственно максимальная и минимальная рабочие частоты диапазона перестройки ВЦ. Коэффициент передачи:

При сильном удлинении антенны, ток в антенной цепи обратно пропорционален частоте входного сигнала. Поэтому вносимая в контур ВЦ ЭДС оказывается независимой от частоты сигнала. Следовательно, напряжение на выходе ВЦ и коэффициент передачи постоянны в диапазоне частот перестройки ВЦ, что в большинстве случаев является достоинством. Недостатком ВЦ с индуктивной связью при сильном удлинении антенны является малая величина резонансного коэффициента передачи.

Источник: https://studfile.net/preview/16467633/