Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Структурная схема супергетеродинного приемника




Радиоприемник, использующий супергетеродинный метод приема отличается от радиоприемника прямого усиления наличием преобразователя частоты. Структурная схема содержит следующие элементы: антенна, усилитель радиочастоты /УВЧ / преобразователь частоты, усилитель промежуточной частоты, детектор, усилитель низкой частоты и оконечное устройство.

Преобразователь частоты состоит из смесителя и гетеродина. Гетеродин - это маломощный генератор, вырабатывающий частоту fг. На вход смесителя подается напряжение частоты сигнала fс и напряжение с выхода гетеродина fг. В результате взаимодействия двух этих частот на выходе смесителя появляется сигнал, содержащий множество комбинационных составляющих, в то числе и составляющую, частота которой равна разности двух этих частот fс-fг. Величина этой разности может быть выше или ниже частоты сигнала, но обязательно выше частоты модуляции, поэтому ее называют промежуточной. Таким образом, можно записать:

fпр.с=fг-fс при fг>fc

fпр.с=fc-fг при fг<fc

На промежуточную частоту настроена резонансная система, включенная в выходную цепь смесителя, что позволяет при соответствующей полосе пропускания выделить напряжение сигнала на промежуточной частоте. Следовательно, назначение преобразователя - преобразование частоты радиосигнала в другую промежуточную частоту с сохранением закона модуляции. В случае работы радиоприемника в диапазоне частот перестраиваются только избирательные цепи тракта радиочастоты и изменяется частота гетеродина так, чтобы разность их настройки всегда была равна выбранной промежуточной частоте. Следует подчеркнуть, что настройка радиоприемника на частоту принимаемого сигнала определяется, прежде всего, настройкой гетеродина. Входные контуры и контуры усилителя высокой частоты могут быть не перестраиваемыми, но с полосой пропускания, равной диапазону рабочих частот.

Усилитель, который усиливает сигнал на промежуточной частоте, получил название усилителя промежуточной частоты. Таким образом, в супергетеродинном радиоприемнике усиление и выделение радиосигнала осуществляется на трех частотах: на радиочастоте, промежуточной частоте и частоте модуляции / низкой частоте/.

Соответственно участки радиоприемника, на которых происходит соответствующее усиление, называют трактом радиочастоты, промежуточной частоты и низкой частоты. Постоянство промежуточной частоты позволяет использовать в усилителе промежуточной частоты сложные избирательные системы, имеющие частотную характеристику, весьма близкую по форме к прямоугольной.

Супергетеродинный метод приема по сей день остается основным, так как он позволяет обеспечить устойчивый прием весьма слабых сигналов в условиях интенсивных помех. Сверхминиатюризация элементной базы не изменила основного принципа построения структурной схемы супергетеродинного радиоприемника, хотя он может представлять собой очень сложное устройство, в котором производится не одно а несколько преобразований частоты сигнала.

Наряду с достоинствами супергетеродинный метод приема имеет существенные недостатки. Наиболее серьезный из них - так называемые побочные каналы приема. В радиоприемнике прямого усиления основными источниками помех служат соседние по частоте станции. Побочные каналы приема создаются в супергетеродинном приемнике в процессе преобразования частоты. Так, один из таких каналов, наиболее опасный, образуется следующим образом. На входе радиоприемника всегда действует множество сигналов различных частот, среди которых может оказаться частота, удовлетворяющая условию формирования промежуточной частоты. Причем, если в радиоприемнике принято условие fг>fс, то частота побочного канала fзк>fг. относительное расположение частот для этого случая показано на рисунке.

Как видно, частота канала fзк всегда отстоит от частоты принимаемого сигнала на расстояние двух промежуточных частот, т.е. fзк-fс=   fзк =  fпрс. Частота fзк отстоит от частоты гетеродина fг на такое же расстояние, что и частота принимаемого сигнала fс. Поэтому канал, по которому проникает помеха на частоте fзк, называют симметричным или зеркальным. Для случая fг<fс частоты fс и fзк поменяются местами.

Второй побочный канал приема, по которому может проникать специфическая для супергетеродинного приема помеха, возникает на частоте, равной промежуточной fпрс. Поскольку фильтр, включенный в выходную цепь смесителя, настроен на промежуточную частоту, смеситель для сигналов, у которых fс = fпрс, является усилителем. Эту помеху называют помехой прямого прохождения.

Для того, чтобы уменьшить помеху прямого прохождения и помеху по зеркальному каналу, как и других побочных каналов, необходимо их ослабить до попадания на вход преобразователя. Эта задача выполняется резонансными контурами тракта радиочастоты, который часто называют преселектором (предварительным селектором).

Итак в структурную схему супергетеродинного радиоприемника входят следующие элементы:

· входное устройство - его назначение такое же, как и в приемнике прямого усиления, но главным образом для обеспечения избирательности по побочным каналам;

· усилитель радиочастоты - его основное назначение - это повышение соотношения сигнал /шум на входе преобразователя и ослабление помех от побочных каналов. Возможно построение супергетеродинного радиоприемника без усилителя радиочастоты;

· преобразователь частоты - специфический элемент супергетеродинного радиоприемника;

· усилитель промежуточной частоты - предназначен для выделения спектра радиосигнала из помех, близких по частоте, и усиления его до величины, необходимой для работы детектора сигнала;

· детектор сигнала - предназначен для преобразования спектра модулированного радиосигнала в спектр частот модуляции;

усилитель низкой частоты или усилитель сигнала частот модуляции - его назначение такое же как и в радиоприемнике прямого усиления.

 

Преимущества:

1) относительно высокая чувствительность, обусловленная возможностью получить высокое усиление на достаточно низкой промежуточной частоте;

2) равномерность чувствительности в пределах диапазона рабочих частот вследствие того, что основное усиление в радиотракте осуществляется на постоянной промежуточной частоте;

3) высокая избирательность, обусловленная тем, что основная избирательность в радиотракте обеспечивается на низкой и постоянной промежуточной частоте;

4) равномерность избирательности в диапазоне рабочих частот, так как она определяется главным образом избирательностью неперестраиваемого тракта промежуточной частоты;

5) относительно небольшие нелинейные искажения при детектировании, так как в радиотракте возможно получение усиления, обеспечивающего работу детектора в линейном режиме.

Недостатки:

1) возможность приема по побочным каналам — на зеркальной, промежуточной и комбинационной частотах;

2) нестабильность настройки вследствие нестабильности частоты гетеродина;

3) возможность излучения колебаний гетеродина в антенну;

4) сравнительная сложность сопряженной перестройки каскадов преселектора и гетеродина;

5) относительная сложность схемы.

Необходимо отметить, что указанные недостатки супергетеродина в значительной мере могут быть преодолены хорошо разработанной в настоящее время системой схемных и конструктивных мероприятий. Современные супергетеродинные приемники обладают недостижимыми для приемника прямого усиления показателями, в первую очередь в отношении чувствительности и избирательности.

Частным случаем супергетеродинного приемника является приемник без каскадов усиления высокой частоты. В этом случае вслед за входным устройством непосредственно стоит преобразователь частоты. В таком приемнике избирательность по отношению к побочным каналам приема обеспечивается только входным устройством и оказывается низкой. Большим будет излучение гетеродина в антенну. Кроме того, чувствительность приемника, в первую очередь определяемая уровнем шумов первого каскада, оказывается низкой. Это является следствием того, что преобразователю свойственны большие собственные шумы, чем усилителю.

 

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных