9 Содержание зачета

Студент должен знать:

- принципы построения усилителей промежуточной частоты;

- основные качественные показатели УПЧ;

- порядок измерения АЧХ и расчета основных качественных показателей.

Студент должен уметь:

- читать принципиальные схемы УПЧ типовых радио- и телевизионных приемников;

- измерять основные качественные показатели РПУ и оценивать работоспособность УПЧ.

10 Методические указания

Полосовые усилители (ПУ) наиболее часто применяются в супергетеродинных приемниках как усилители сигналов промежуточной частоты. Они работают на фиксированной частоте и обеспечивают усиление полезного сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы демодулятора. Одновременно ПУ формируют амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) линейного тракта (до демодулятора) приемного устройства, которая определяет его избирательность по соседнему

каналу.

Основная структура построения ПУ сигналов промежуточной частоты показана на рисунке 3.2. Источником сигнала является смеси­тельный каскад, который через согласующее устройство СУ1 соеди­няется с усилительным модулем УМ. В качестве СУ используют кварце­вые, пьезокерамические, пьезоэлектрические, электромеханические фильтры, фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ), а также - фильтры сосредоточенной селекции (ФСС). Уси­лительный модуль - это широкополосный усилитель на активных дискретных элементах или специализированная микросхема. Выход усилительного модуля через согласующее устройство СУ2 нагружен на детектор.

Рисунок 3.2 - Структурная схема усилителя промежуточной частоты

Возможны и другие варианты структурного построения схем усилителей сигналов промежуточной частоты. Распрост­раненным является случай распределения избирательности по кас­кадам УПЧ. Количество каскадов определяется необходимым усилением и коли­чеством колебательных контуров, требуемых для получения нужных селективных свойств.

10.1 Основные качественные показатели УПЧ:

10.1.1 Номинальное значение промежуточной частоты , соответствующее средней частоте настройки УПЧ. Значение может изменяться в широких пределах. Так, например, в системах радиовещания с AM стандартные значения - 465 кГц, 24,975 МГц; с ЧМ - 10,7 МГц. В системах радиосвя­зи - 500 кГц, 1,84, 10,7, 18, 20…90 МГц (ряд зна­чений). В радиорелейных и спутниковых системах передачи - 70, 140 МГц. В системах телевизионного вещания – 38 МГц.

10.1.2 Полоса пропускания УПЧ, определяемая допустимыми частотными искажениями полезного сигнала и обычно оцениваемая по уров­ню минус 3 дБ (0.707).

Типовые полосы пропускания УПЧ состав­ляют в радиовещательных приемниках AM сигналов 8…10 кГц, ЧМ сигналов - 250 кГц, приемниках радиосвязи - 100 Гц…3,4 кГц, телевизионных приемниках - 6,5 МГц.

10.1.3 Коэффициент усиления по напряжению

. (1)

В общем случае коэффициент усиления является комплексной величиной. На частоте его модуль , где - резонансный коэффициент усиления.

Абсолютная величина зависит от назначения приемника и может иметь значение раз ( дБ).

10.1.4 Частотная избирательность, под которой понимают способ­ность ПУ сигналов промежуточной частоты ослаблять воздействие помех, частоты которых расположены за пределами полосы пропуска­ния.

В зависимости от конкретной помеховой обстановки и вида принимаемого сигнала к форме АЧХ предъявляются различные требо­вания. Так, для связных и радиовещательных приемников характер­ной является помеха от соседней радиостанции. Степень ее ослаб­ления характеризуют избирательностью по соседнему каналу

, (2) где - модуль коэффициента уси­ления на частоте, соответствующей соседнему каналу (для радио­вещательных приемников AM сигналов расстройка по соседнему каналу составляет кГц).

Количественная оценка селективных свойств полосовых усили­телей может производиться по коэффициенту прямоугольности формы его резонансной характеристики . Коэффициентом прямоуголь­ности называют отношение полосы пропускания, от­считываемой на определенном уровне ( ), к полосе пропуска­ния, отсчитываемой на уровне - :

(3)

Для идеальной резо­нансной кривой (рисунок 3.3, штриховая линия) . Таким образом, чем ближе к единице коэффициент прямо­угольности, тем более равномерное усиление обеспечивается для за­данной полосы частот при более высокой избирательности ПУ.

Кроме перечисленных параметров, работу полосового усилите­ля характеризуют устойчивость и стабильность. Указанные показатели не исчерпывают всех требований, предъяв­ляемых к усилителям сигналов промежуточной частоты. В приемниках радиорелейной и спутниковой связи, где исполь­зуются диодные пассивные смесители, к усилителям предъявляется дополни­тельное требование минимального коэффициента шума. В таких слу­чаях структура УПЧ (рисунок 3.2) может дополняться малошумящим усилителем.

Рисунок 3.3 – К определению коэффициента прямоугольности и полосы пропускания