- •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
Входные цепи с электронной перестройкой по частоте
Входные цепи с электронной перестройкой частоты используются в устройствах приема и обработки сигналов диапазонного типа и в устройствах, рассчитанных на прием фиксированных частот. Первые необходимы для обеспечения плавной настройки на частоту полезного сигнала на любом участке диапазона принимаемого сигнала. Вторые – для обеспечения подстройки частоты в определенных дискретных точках диапазона принимаемых длин волн.
Электронная перестройка частоты в резонансных цепях входной цепи производится изменением емкости или индуктивности реактивных элементов. Это достигается путем воздействия управляющих напряжений (токов) на реактивные элементы колебательного контура входной цепи. В качестве реактивных элементов используются вариконды, варикапы и ферровариометры.
Вариконд – сегнетоэлектрический конденсатор, изменяющий емкость под воздействием приложенного электрического поля за счет изменения диэлектрической проницаемости материала.
Варикап – полупроводниковый прибор, емкость p-n перехода которого зависит от величины приложенного обратного напряжения.
Ферровариометры – катушка самоиндукции с ферритовым сердечником. Изменение индуктивности катушки основано на изменении магнитной проницаемости ферритового сердечника под действием постоянного подмагничивающего поля.
Из перечисленных выше реактивных элементов наибольшее распространение получили варикапы. Достоинствами варикапов являются:
малый расход мощности на управление;
высокая стабильность емкости n-p перехода при изменении температуры окружающей среды;
практически безынерционное изменение емкости n-p перехода;
относительно высокая добротность;
широкий частотный диапазон применения варикапов;
низкий уровень собственных шумов;
высокая надежность и долговечность;
небольшие размеры и вес;
нечувствительность к вибрациям и нагрузкам.
Недостатки избирательных цепей, использующих варикапы:
нелинейность вольтфарадной характеристики, что приводит при больших уровнях воздействия на вход радиоприемника сигналов к нелинейным явлениям вида блокирования, перекрестные и интермодуляционные искажения, гармонические искажения;
зависимость добротности варикапа от частоты (падает с ростом частоты) и от приложенного напряжения (возрастает при увеличении управляющего напряжения).
Зависимость таких основных параметров варикапов, как емкость и добротность, от частоты, начального смещения и уровня воздействующего сигнала приводит к соответствующим изменениям характеристик колебательного контура.
Добротность контура с варикапом определяется выражением
, (4.0)
где ,– добротность индуктивности и емкости соответственно.
Для контура (рис. 4.19, а) добротность контура определяется выражением
, (4.0)
где – добротность варикапа.
Для контура (рис. 4.19, б) определяется выражением
, (4.0)
где – постоянная емкость контура.
Добротность контура (рис. 4.19, в) определяется добротностью индуктивной и емкостной ветвями контура. Добротность емкостной ветви контура определяется выражением
. (4.0)
Включение последовательного конденсатора позволяет уменьшить потери, вносимые в контур варикапом. Однако такое включение емкости связи (рис. 4.19,в) и (рис. 4.20, а) приводит к уменьшению коэффициента перекрытия по частоте. Для устранения этого недостатка используют схему с встречно-последова-тельным соединением варикапов, называемых варикапными матрицами.
Рис. 4.19 Эквивалентные схемы колебательных контуров входной цепи с электронной перестройкой частоты
Добротность современных варикапов, предназначенных для перестройки частоты достигает 200…600, а изменение емкости (коэффициент перекрытия) более 10 раз.
Вольтфарадная характеристика варикапа описывается выражением
, (4.0)
где – справочное значение емкости варикапа;
–напряжение, при котором дано справочное значение емкости;
–управляющее напряжение на варикапе;
n – коэффициент, зависящий от технологии изготовления варикапа (для сплавной технологии n = 0,33; для диффузионной – n = 0,5).
Нелинейная зависимость емкости варикапа от управляющего напряжения приводит к тому, что при действии сигнала происходит сдвиг резонансной частоты и нуля фазовой характеристики контура, а в спектре тока появляются высшие гармонические составляющие. Величина сдвига резонансной частоты и нуля фазы зависит от амплитуды воздействующего сигнала. Чем больше амплитуда сигнала, тем больше сдвиг. Относительный сдвиг квазирезонансной частоты контура с варикапом (рис. 4.19, а) при воздействии с амплитудой
. (4.0)
Для улучшения линейности характеристики варикапов используется схема встречно-последовательное соединение (рис. 4.20, б). Такое соединение варикапов в контуре позволяет перераспределить напряжение между варикапами, что значительно уменьшает сдвиг резонансной частоты контура.
Рис. 4.20 Эквивалентные схемы колебательных контуров входной цепи с электронной перестройкой по частоте с варикапом (а) и с варикапной матрицей (б)
Схема управления частотой настройки варикапов осуществляется изменением обратного напряжения смещения на диоде через сопротивление Rф. Значение сопротивления Rф выбирается таким образом, чтобы оно не шунтировало колебательный контур.