Материал: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Устройства приема и передачи сигналов в СПЦС». Бочаров М.И., Поликарпов Э.Д

некоторым запасом радиолинии.

При выборе полосы пропускания радиовещательных приемников необходимо также принимать во внимание требования ГОСТ, устанавливающего нормы на допустимые искажения спектра принимаемого сигнала, которые проявляются на верхних звуковых частотах из-за неравномерности АЧХ как ВЧ, так и НЧ трактов приемника. В техническом задании на проектирование задается допустимое ослабление на краях полосы пропускания.

При проектировании заданная величина ослабления распределяется на верхних частотах по отдельным трактам приемника: преселектор, УПЧ, детектор, усилитель низких частот (УНЧ):

где σПР – ослабление сигнала в преселекторе; σУПЧ – ослабление сигнала в УПЧ; σАД – ослабление сигнала в детекторе; σУНЧ – ослабление сигнала в УНЧ.

При распределении частотных искажений по трактам необходимо помнить, что чем меньше допустимые искажения в преселекторе или в УПЧ (при заданных значениях избирательности), тем более сложные фильтры нужно будет использовать для получения требуемой формы АЧХ.

Ориентировочно σПР < 1...3 дБ (до 4...8 дБ при fC < 250 кГц),

σУПЧ ≤ 4...8 дБ, σАД ≤ 1...2 дБ, σУНЧ ≤ 1…5 дБ. Возможна компенсация завала (подъема) верхних или нижних частот

спектра принимаемого сигнала в одних каскадах приемника подъемом (завалом) этих же частот в других каскадах.

Реальная ширина спектра сигнала зависит как от вида модуляции, так и от вида передаваемого сигнала и определяется следующим образом. Реальная ширина спектра амплитудно-модулированных сигналов

34

сигналов с однополосной модуляцией с ослабленной или полной несущей

сигналов с однополосной модуляцией с подавленной несущей

где Fmax, Fmin – максимальная и минимальная частоты в спектре модулирующего сигнала;

mЧМ=Δfm/Fmax – максимальное значение индекса частотной модуляции;

fm – девиация частоты.

При узкополосной ЧМ (mЧМ<<1) ПС ≈ 2 Fmax, при широкополосной ЧМ (mЧМ>>1) ПС ≈ 2 fm+2 Fmax.

Реальный спектр телеграфного сигнала, который необходимо передать по каналу связи, должен включать (в зависимости от метода регистрации) от одной до трех-пяти гармоник частоты манипуляции FМАН. Поэтому максимальная частота, которую должен пропустить канал связи,

В=1/ τ0 - скорость телеграфирования, Бод; а=2...3 при регистрации методом укороченного контакта, а=1 при регистрации интегральным способом.

Реальная ширина спектра телеграфных сигналов при

35

при частотной манипуляции

(6.9)

где FМАН = 1/2τ0 – частота манипуляции; F0 - частота тона; D = 10...100 – задаваемое ослабление спектра на границах полосы; mЧМ=Δfm/Fmax – коэффициент модуляции, fm – девиация частоты, равная половине разноса частот

манипуляции.

Если приемник предназначается для приема сигналов с различной шириной спектра, то полосу пропускания определяют для каждого типа сигнала и выбирают большую из них, либо переключают полосу при изменении вида работы.

6.4. Выбор промежуточной частоты

Сложность принципиальной схемы и конструкции супергетеродинного приемника в значительной степени зависят от правильного выбора промежуточной частоты. ПЧ выбирают вне диапазона принимаемых частот (во избежание интерференционных помех и снижения устойчивости работы приемника), по возможности удаляют от границ поддиапазонов (для ослабления помех по прямому каналу) и от частот, на которых работают мощные радиостанции.

При более высокой ПЧ легче обеспечить необходимую избирательность по зеркальному каналу; лучше фильтрация ПЧ на выходе детектора (практически достаточно FПР ≥ (5...10) Fmax, где Fmax – максимальная частота в спектре модулирующего сигнала); при FПР > ((10...20)/τИ) лучше воспроизводится форма импульсных сигналов и сохраняется их длительность (τИ - длительность самого короткого импульса); шире полоса пропускания; ухудшается устойчивость работы УПЧ.

36

При более низкой ПЧ легче получить узкую полосу пропускания приемника и высокую избирательность по соседнему каналу при конструктивно осуществимых затуханиях контуров; выше устойчивое усиление и стабильность характеристик каскадов УПЧ; показатели УПЧ меньше зависят от разброса и нестабильности емкостей электронных приборов; меньше коэффициент шума УПЧ, который в диапазоне СВЧ сильно влияет на общий коэффициент шума приемника. Достоинства низкой ПЧ являются недостатками высокой и наоборот.

Применение пьезофильтров и фильтров на поверхностных акустических волнах, обеспечивающих узкую полосу пропускания и высокую избирательность по соседнему каналу при высоких частотах настройки, позволяет частично разрешить противоречия для низкой и высокой промежуточных частот; трудности получения большого устойчивого усиления на высоких частотах при этом сохраняются.

37

7. ВЫБОР СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ ПО ПОБОЧНЫМ И СОСЕДНЕМУ КАНАЛАМ ПРИЕМА

7.1. Выбор схемы тракта радиочастоты (преселектора)

Основное назначение преселектора - предварительная селекция сигналов, подавление побочных каналов приема, повышение чувствительности радиоприемника. Состав преселектора – ВЦ и одно – двухкаскадный УРЧ. При невысоких требованиях к чувствительности и избирательности приемника преселектор содержит только ВЦ.

Правильный выбор схемы преселектора во многом определяет такие важнейшие характеристики УПр, как чувствительность и избирательность. Известно, что чувствительность приемника определяется его коэффициентом шума FШ.ПР. Общий коэффициентом шума приемника зависит от коэффициентов шума и коэффициентов передачи отдельных каскадов приемника, причем в наибольшей степени FШ.ПР определяется коэффициентами шума входного устройства и УРЧ, поэтому от правильного выбора каскадов преселектора с точки зрения шумов и усиления во многом зависит чувствительность всего УПр. Для получения минимального FШ.ПР необходимо в преселекторе использовать малошумящие усилительные элементы.

Другое важное требование, предъявляемое к преселектору – это линейность его амплитудной характеристики. Есть три основных пути борьбы с нелинейными эффектами. Первый – это применение высокоэффективных селективных цепей до первого усилительного элемента. Второй – обеспечение минимального усиления каскадов до фильтра основной селекции. С этой точки зрения усиление сигнала в преселекторе должно быть минимальным, что приводит к возрастанию влияния шумов последующих каскадов на общие шумы приемника и в конечном счете – к ухудшению его чувствительности.

38