- •Содержание введение 7
- •1Общая характеристика устройств приема и обработки сигналов 8
- •2Структурные схемы линейного тракта устройств приема и обработки сигналов 45
- •3Особенности построения устройств приема и обработки сигналов различного назначения 56
- •4Элементы и узлы устройств приема и обработки сигналов 108
- •5Автоматические регулировки в устройствах приема и обработки сигналов 176
- •6Теория и техника измерения технических характеристик радиоприемных устройств 187
- •7Литература 193 введение
- •Общая характеристика устройств приема и обработки сигналов
- •Общие требования
- •1.2 Основные показатели технических характеристикустройств приема и обработки сигналов
- •1.3 Классификация устройств приема и обработки сигналов
- •1.4 Частотные диапазоны. Радиосигналы. Помехи
- •1.5 Чувствительность устройств приема и обработкисигналов
- •1.6 Избирательность устройств приема и обработки сигналов
- •1.7 Стабильность технических характеристик устройств приема и обработки сигналов
- •1.8 Электромагнитная совместимость и нелинейныеэффекты, возникающие в линейном тракте радиоприемного устройства
- •Структурные схемы линейного тракта устройств приема и обработки сигналов
- •Обобщенная структурная схема устройств приема и обработки сигналов
- •Детекторные устройства приема и обработки сигналов
- •Устройства приема и обработки сигналов прямого усиления
- •Сверхрегенеративные устройства приема и обработки сигналов
- •Супергетеродинные устройства приема и обработки сигналов
- •Устройства приема и обработки сигналов прямого преобразования
- •Инфрадинные устройства приема и обработки сигналов
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов различного назначения
- •Общие сведения по построению схем устройств приема и обработки сигналов различного назначения
- •Особенности построения радиовещательных устройств приема и обработки сигналов
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов систем звукового вещания
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов систем телевизионного вещания
- •Особенности построения профессиональныхустройств приема и обработки сигналов различного назначения
- •Классы радиоизлучений
- •Структурные схемы линейного тракта профессиональных устройств приема и обработки сигналов
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов систем радиосвязи
- •Особенности построения радиолокационных устройств приема и обработки сигналов
- •Особенности построения панорамных устройств приема и обработки сигналов
- •Особенности построения цифровых устройств приема и обработки сигналов
- •Общие сведения построения цифровых устройств приема и обработки сигналов
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов сотовой системы связи
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов пейджинговой системы связи
- •Элементы и узлы устройств приема и обработки сигналов
- •Входные цепи устройств приема и обработки сигналов
- •Общие сведения и структура входной цепи
- •Классификация, основные параметры и эквиваленты радиоприемных антенн
- •Схемы входных цепей устройств приема и обработки сигналов
- •Входные цепи с ненастроенной антенной
- •Входная цепь с магнитной антенной
- •Входные цепи с настроенной антенной
- •Входные цепи с электронной перестройкой по частоте
- •Шумовые свойства антенно-фидерной системы
- •Селективные усилители радиосигналов устройств приема и обработки сигналов
- •Общие сведения и структура селективных усилителей радиосигналов
- •Усилители радиочастоты устройств приема и обработки сигналов
- •Усилители промежуточной частоты устройств приема и обработки сигналов
- •Шумовые свойства селективных усилителей радиосигналов
- •Преобразователи частоты устройств приема и обработки сигналов
- •Общие сведения и теория преобразования
- •Шумовые свойства преобразователей частоты
- •Особенности построения гетеродинов в преобразователях частоты диапазонных устройств приема и обработки сигналов
- •Детекторы устройств приема и обработки сигналов
- •Общие сведения и структура детекторов радиосигналов
- •Амплитудный детектор радиосигналов
- •Детектор радиоимпульсных сигналов
- •Детектор частотно-модулированных сигналов
- •Фазовые детекторы радиосигналов
- •Автоматические регулировки в устройствахприема и обработки сигналов
- •Общие сведения о системах автоматических регулировок
- •Система автоматической регулировки усиления
- •Система автоматической подстройки частоты
- •Система фазовой автоподстройки частоты
- •Теория и техника измерения технических характеристик радиоприемных устройств
- •Стандартные условия измерения
- •Методы измерения технических характеристик радиовещательного приемника
- •Метод измерения диапазона принимаемых частот
- •Метод измерения реальной чувствительности радиоприемного устройства
- •Односигнальная методика измерения избирательности
- •Метод измерения общей низкочастотной характеристики
- •Метод измерения действия автоматической регулировки усиления
- •Литература
Особенности построения радиолокационных устройств приема и обработки сигналов
Радиолокационные приемники. Отличительной особенностью радиолокационного приемника является наличие обшей антенны для передатчика и приемника (при активной локации). Диапазон рабочих частот, используемый в радиотехнических системах, начинается с 40 МГц и выше. Структурная схема радиолокационного приемника в своем составе имеет приемно-преобразовательный блок и тракт промежуточной частоты с детектором. В зависимости от назначения детектор может быть с импульсным или пиковым детектированием. Приемно-преобразо-вательный блок подключен к антенному переключателю (АП) и содержит малошумящий усилитель (МШУ), фильтр подавления зеркального канала и смеситель (СМ 1) (рис. 3.33). Частота гетеродина (Г) стабилизируется цепями автоматической подстройки частоты.
Полоса пропускания радиолокационного радиоприемного устройства выбирается исходя из назначения и определяется эффективной шириной спектра. Эффективная ширина спектра радиоприемного устройства, предназначенного для измерения координат цели, сопровождения цели, определяется временем установления и формой радиоимпульсного сигнала (1. 10). Эффективная ширина спектра радиоприемного устройства обнаружения определяется выражением (1. 11).
Рис. 3.33 Структурная схема приемно-преобразовательного блока радиолокационного приемника:
П – передатчик; АП – антенный переключатель; ФЗК – фильтр зеркального канала (для подавления зеркального канала); ДМ – делитель мощности (работает от передатчика); МШУ – малошумящий усилитель; ВЦ – входная цепь; Дел. – делитель мощности гетеродина
Особенности построения панорамных устройств приема и обработки сигналов
Панорамное радиоприемное устройство параллельного частотного анализа. Сущность параллельного частотного анализа заключается в том, что все частотные составляющие в определенной полосе частот, называемой полосой обзора, выявляются одновременно [19 с.16]. Параллельный частотный анализ осуществляется с помощью большого числа резонаторов со смещенными резонансными частотами (рис. 3.34). Все резонаторы одновременно находятся под воздействием исследуемого радиоизлучения. Этот метод используется и для анализаторов спектра.
Точность частотного анализа определяется полосой пропускания каждого фильтра. Для увеличения точности анализа необходимо использовать большое количество фильтров, число которых определяется выражением
,
где 0 – полоса обзора; FСТ – статическая полоса пропускания каждого фильтра.
Рис. 3.34 Структурная схема панорамного радиоприемного устройства параллельного анализа
Сущность работы панорамного радиоприемного устройства с последовательным анализом состоит в том, что частотные составляющие исследуемого радиоизлучения в определенной полосе обзора выявляются последовательно с помощью резонатора с переменной настройкой. Структурная схема радиоприемника последовательного анализа (рис. 3.35) используется в тех случаях, когда невозможно обеспечить перемещение спектра исследуемого радиоизлучения и имеется возможность снизить требования частотной точности устройства. Данная реализация достаточно сложна в практической реализации из-за трудности обеспечения постоянства АЧХ резонатора при изменении частоты настройки.
Рис. 3.35 Структурная схема панорамного радиоприемного устройства последовательного анализа с перестройкой резонатора
В панорамных радиоприемниках, рассчитанных на просмотр относительно нешироких полос обзора, чаще используется метод последовательного частотного анализа с перемещением спектра по шкале частот (рис. 3.36). Для получения смещающегося по шкале частот спектра необходимо использовать частотно-модулированный гетеродин (ЧМГ), управляемый генератором развертки (ГР). Генератор развертки может управляться вручную или автоматически механическим или электронным способом.
Специфические переходные процессы в резонаторах панорамных устройств последовательного анализа, обусловленные перестройкой резонатора, накладывают существенные ограничения на скорость проведения анализа. Поэтому данный метод анализа используется при исследовании процессов, характер которых изменяется достаточно медленно по сравнению с временем ведения анализа.
Рис. 3.36 Структурная схема панорамного радиоприемного устройства последовательного анализа с перемещением спектра по шкале частот
Для устранения недостатков, отмеченных ранее, используется комбинированный метод, объединяющий метод параллельного и последовательного анализа. Комбинированный метод применяется в том случае, когда анализ ведется одновременно с помощью большого числа резонаторов, но напряжение с них снимается последовательно (рис. 3.37).
Рис. 3.37 Структурная схема панорамного радиоприемного устройства параллельного анализа с последовательным опросом фильтров
Комбинированный метод позволяет сократить время анализа или используется, когда последовательный анализ невозможен из-за очень широкой полосы обзора.
Основными качественными показателями панорамных радиоприемных устройств являются: разрешающая способность, точность отсчета частоты, полоса обзора, скорость анализа, динамический диапазон и чувствительность.
Разрешающая способность. Под разрешающей способностью понимается способность радиоприемного устройства разрешить (разделять) две соседние частотные составляющие анализируемого спектра или два соседних по частоте радиоизлучения. Количественно разрешающую способность определяют как минимальный интервал по частоте между двумя радиоизлучениями, при котором панорамный радиоприемник в состоянии их разделить.
Отличительной особенностью панорамных радиоприемных устройств с последовательным анализом является изменение АЧХ, т.е. динамической характеристики резонансной системы. С увеличением скорости перестройки увеличивается полоса пропускания радиоприемного устройства. Минимальная динамическая полоса пропускания
, (3.0)
где – скорость изменения частоты настройки радиоприемного устройства;
p – частота сканирования радиоприемного устройства.
Оптимальная статическая полоса пропускания резонансной системы
. (3.0)
Выражение (3.17) служит основным критерием расчета разрешающей способности, а выражение (3.18) определяет полосу пропускания радиоприемника.
Точность отсчета частоты S позволяет судить, с какой точностью можно измерить частотный интервал между спектральными составляющими или истинное значение частоты каждой из них. Точность отсчета частоты характеризуется выражением
. (3.0)
Чем меньше это отношение, тем выше точность отсчета частоты.
Полоса обзора. Полоса обзора характеризует полосу одновременно просматриваемых частот, в пределах которой ведется частотный анализ. В радиоприемниках параллельного и комбинированного анализа полоса обзора определяется полосой пропускания всех высокочастотных каскадов до смесителя. В радиоприемниках последовательного анализа полоса определяется полосой пропускания узкополосных фильтров. В зависимости от назначения полоса обзора может меняться. Широкополосный режим используют для грубого анализа, узкополосный – для точного.
Скорость анализа характеризует, насколько быстро осуществляется анализ исследуемого процесса в определенной полосе обзора. При параллельном анализе скорость анализа определяется временем установления колебаний в резонаторе, при последовательном – скоростью изменения частоты
. (3.0)
При проектировании необходимо исходить из требования максимума скорости анализа, учитывая изменения динамической полосы пропускания.
Динамический диапазон. Динамический диапазон определяется способностью радиоприемника нормально функционировать по определенному критерию при воздействии на его вход сигналов с большим разбросом их уровней. Величина динамического диапазона также определяет разрешающую способность, так как на вход радиоприемного устройства одновременно могут воздействовать несколько сигналов с большой разницей амплитуд отдельных составляющих.
Чувствительность. Чувствительность панорамного радиоприемного устройства определяется по визуальному каналу приема при минимальном значении э.д.с. или мощности в антенне.