Выбор конкретной схемы преселектора – числа каскадов УРЧ, числа избирательных систем – зависит не только от требуемых значений чувствительности, односигнальной и многосигнальной избирательности приемника, динамического диапазона входных сигналов, но и от помеховой обстановки в соответствующем поддиапазоне рабочих частот. Если уровень внешних помех в антенне значительно больше приведенного к антенне уровня шумов приемника, то нецелесообразно снижать коэффициент шума приемника путем введения УРЧ. При низком уровне внешних помех следует рассчитать допустимый коэффициент шума приемника и выбрать первые каскады, при которых коэффициент шума приемника меньше допустимого. В некоторых случаях может потребоваться применение двухкаскадного УРЧ, что сильно усложняет приемник. Поэтому иногда более экономичным решением является применение преобразователя частоты с меньшим коэффициентом шума.
Для снижения коэффициента шума приемника следует выбирать пассивные элементы преселектора (фидер, фильтры и др.) с минимальными потерями при требуемой полосе пропускания.
Использование новой элементной базы, интегральной схемотехники позволило расширить динамический диапазон современных профессиональных приемников КВ диапазона до 100...120 дБ, повысить чувствительность (коэффициент шума 5...7 дБ), улучшить селективность.
Проектирование тракта радиочастоты (преселектора) сводится к определению типа, параметров и числа избирательных систем, настроенных на частоту принимаемого сигнала. Преселектор может быть выполнен:
с одиночными контурами во входной цепи с индуктивной или емкостной связью. Количество контуров преселектора не должно превышать трех N < 3.
39
с двухконтурным полосовым фильтром во входной цепи с индуктивной связью антенны с колебательным контуром.
7.2.Проектирование тракта промежуточной частоты
Проектирование тракта промежуточной частоты включает в себя определение типа, параметров и числа избирательных систем, настроенных на промежуточную частоту.
Тракт промежуточной частоты может быть представлен: одиночными резонансными контурами (число одиночных контуров не более четырех – N ≤ 4); двухконтурными полосовыми фильтрами (число полосовых фильтров не более четырех – N ≤ 4); фильтром сосредоточенной селекции (число контуров ФСС не более восьми – N ≤ 8);
– системой сосредоточенной избирательности на пьезокерамических, пьезомеханических, пьезоэлектрических и электромеханических фильтрах.
40
8.ВЫБОР АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ИРАСПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛЕНИЯ ПРИЕМНИКА
8.1.Выбор активных элементов
При выборе типа АЭ (транзисторов) учитывают их усилительные, частотные, шумовые и нелинейные свойства, диапазон рабочих температур. Тип транзистора и режим его работы в каждом случае выбирают таким образом, чтобы получить необходимое усиление при возможно меньшей стоимости устройства и потребляемой мощности от источников питания. В зависимости от типа приемника та или иная группа требований может приобретать решающее значение. Число типов усилительных элементов для удобства эксплуатации сводят к минимуму. Типы интегральных схем выбирают по функциональному назначению, электрическим параметрам, эксплуатационным данным.
При выборе транзисторов для УРЧ и смесителя в первую очередь руководствуются требованиями к чувствительности и многосигнальной избирательности приемника. Чувствительность во многом зависит от шумовых и усилительных параметров, а многосигнальная избирательность - от нелинейных параметров транзисторов этих каскадов. Во многих случаях этим требованиям лучше удовлетворяют ПТ с соответствующими характеристиками. В тех случаях, когда предъявляются очень высокие требования к динамическому диапазону и многосигнальной избирательности приемника, используют в УРЧ и смесителях мощные ПТ, каскадные схемы включения ПТ или гибридные схемы, сочетающие ПТ и БТ.
При выборе транзисторов для У П Ч в первую очередь оценивают их усилительные свойства, требования к шумовым и нелинейным параметрам менее жесткие, чем для транзисторов УРЧ.
При сравнимых значениях усилительных, шумовых и нелинейных параметров выбирают транзисторы с возможно меньшими входными и выходными активными и реактивными проводимостями и их разбросом.
41
8.2. Выбор и распределение усиления приемника
Общее усиление приемника выбирают так, чтобы обеспечить уверенный неискаженный прием передаваемых сообщений. Общее усиление обеспечивают высокочастотный (до детектора) и низкочастотный (после детектора) тракты приемника. Поскольку проще получить большое усиление на НЧ, усиление ВЧ тракта выбирают по возможности меньшим, как правило – минимально необходимым для нормальной работы детектора (демодулятора) приемника. Общее усиление ВЧ тракта выбирают так, чтобы обеспечить неискаженное детектирование принимаемого сигнала, если его уровень на входе приемника соответствует чувствительности.
Номинальное значение амплитуды сигнала на входе детектора выбирают так, чтобы получить малые искажения и большой коэффициент передачи детектора; в зависимости от типа детектора UВХ.ДЕТ = 0.1...2.0 В.
Для детектирования однополосных сигналов используют балансные и кольцевые перемножители (детекторы) на полупроводниковых диодах; входное напряжение таких детекторов UВХ.ДЕТ ≤ 20...40 мВ, коэффициент передачи кольцевого детектора КД=0.4...0.6, амплитуда опорного напряжения UОП= 1…2 В.
Для детектирования ЧМС используют дифференциальные частотные детекторы (ЧД) с настроенными в резонанс или с расстроенными контурами, обладающие достаточно высокой крутизной и линейностью характеристики детектирования.
При приеме частотно-манипулированных сигналов (ЧМнС) – частотной телеграфии (ЧТ) и двойной частотной телеграфии (ДЧТ) используют ЧД с взаимно-расстроенными контурами.
Все фазовые детекторы (ФД) являются когерентными, строятся с использованием перемножителей и требуют обязательного наличия опорного сигнала. ФД различают по типу используемого перемножителя, наличию или отсутствию
42
ограничителя амплитуд и методу создания опорного напряжения. Балансные и кольцевые фазовые детекторы на полупроводниковых диодах отличаются малым уровнем комбинационных составляющих на выходе; амплитуда сигнала на входе ФД должна быть порядка 50...100 мВ, коэффициент передачи около 0.5.
При распределении общего усиления ВЧ тракта по каскадам необходимо учитывать два противоречивых условия:
а) для уменьшения коэффициента шума приемника необходимо увеличивать коэффициенты передачи ВЦ и УРЧ;
б) для повышения многосигнальной избирательности усиление первых каскадов приемника (до фильтра основной селекции) должно быть небольшим, чтобы амплитуда сигнала и помехи на входах первого, второго и последующих каскадов не превышала их диапазона линейности.
Для получения предельно достижимой чувствительности, ограниченной шумами, коэффициенты усиления по мощности первого, второго и последующих каскадов выбирают так, чтобы коэффициент шума приемника за счет каждого последующего каскада возрастал примерно на
10 %.
43