|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы  СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА ПРИЕМНИКА п. СОСТАВ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА Все супергетеродинные приемники состоят из трех основных частей: линейного тракта, демодулятора и устройств регулировок (управления) (рис. 1,1). Линейный тракт одинаков для приемников различных типов. Он состоит из входной цепи (ВЦ), усилителя ра- W г- \ Линейный тракт Демодулятор Выход -о РегудироШ Регумрски Рис. 1.1. Структурная схема супергетеродина с одинарным преобразованием частоты. диочастоты (УРЧ), смесителя (С) и гетеродина (Г) преобразователя частоты, а также усилителя промежуточной частоты (УПЧ). Если в процессе проектирования выяснится, что требования к чувствительности по зеркальному каналу выполняются приемни- и/ Г \/1инейиый тракт УПЧ1 > УПЧ1 Демодулятор *ВыхоЗ -о РегулироЕт Регулировка Рис. 1.2. Структурная схема супергетеродина с двойным преобразованием частоты. ком без УРЧ, то последний можно исключить. Если же приемник, реализованный по схеме рис. 1.1, не может обеспечить одновременное выполнение требований к избирательности, по зеркальному и соседнему каналам, то следует использовать супергетеродин с двой-ньш преобразованием частоты (рис, 1.2), 10 При выборе схемы линейного тракта следует учитывать необходимую полосу пропускания, которая существенно влияет на показатели всех каскадов и элементов приемника. 1.2. РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА ПРИЕМНИКА Ширина полосы пропускания линейного тракта П складывается из ширины спектра радиочастот принимаемого сигнала (Пе), доп-плеровского смещения частоты сигнала (А/д) и запаса полосы, требуемого для учета нестабильности и неточностей настроек приемника (Пне), т. е. П = Щ-f 2А/л + П„е. (1.1) Величина Пяс определяется по формуле =2 V(6fcf-f- {buf+шмт\ (1.2) где 6/о и б/г - нестабильности частот сигнала (обычно заданная) и гетеродина /г; б/,, и б/о - неточности настроек частот гетеродина /г и УПЧ /„. Таблица ! 1
Относительную нестабильность частоты гетеродина bfjf можно определить по данным табл. 1.1. При этом надо учесть, что транзнс-, . торные однокаскадиые гетеродины с кварцевой стабилизацией можно применять на частотах не выше 10 МГц, а без кварцмюй стабилизации - на частотах не выше 500 МГц; транзисторные многокаскадные гетеродины с умножением частоты и кварцевой стабилизацией- на частотах до 10 ГГц; гетеродины с туннельными диодами -  на частотах от 0,5 до 100 ГГц; гетеродины на отражательных клист-.ронах - на частотах от 3 до 50 ГГц. Повышая стабильность гетеродинов (за счет температурной стабилизации и т. п.), можно получить меньшие из величин б/г г, указанных в табл. 1.1. Увеличивать стабильность необходимо в тех случаях, когда требуется высокая чувствительность приемника, и она сильно падает за счет роста запаса полосы Пне- Величина 8[„ = (0,003...0,01) /г и падает до нуля при настройке приемника по принимаемым сигналам. Коэффициент б/„ = (0,0003...0,003) А,. Допплеровское смещение частоты сигналов, принимаемых от передатчика, который перемещается относительно приемника с радиальной скоростью Dp, равно А/д « (Dp/6)/o, (1-3) где с « 3 • 10 км/с- скорость распространения радиоволн. Для сигналов, .которые ретранслируются объектом, перемещающимся относительно приемопередатчика РЛС, А/д (2v,/c)f,. (1.4) Если передатчик и приемник неподвижны относительно друг друга, то А/д = О, Ширина спектра радиочастот Щ различных сигналов указана в гл. 2. Если указанных мер стабилизации частоты гетеродина будет недостаточно, можно применить автоподстройку частоты гетеродина (ЧАП) и подсчитать полосу пропускания линейного тракта П = = ПчАп по формуле ПчАп = По + (2А/д + П„е) ЧАп, (1.5) где /СчАп - коэффициент частотной автоподстройки. Обычно для обеспечения устойчивости частотной автоподстройки приходится брать /СчАП < 15...25. При использовании фазовой автоподстройкн Кфап == оо и ПфАп = Пе -f (2 А/д + П„е) СФАП (1.6) При использовании автоподстройки частоты гетеродина полосу пропускания ВЦ и УРЧ (преселектора) Пр нужно определять из соотношения П„р - Пе -f 2А/д + 2(б/е), (1.6а) а полосу пропускания УПЧ - из (1.5) или (1.6). Если приемник в процессе работы подстраивается на частоту принимаемого сигнала, то можно полагать 17 « П,,. 1.3. ВЫБОР ПЕРВЫХ КАСКАДОВ ПРИЕМНИКА Определив необходимую полосу линейного тракта П, нужно перейти к выбору первых каскадов приемника, обеспечивающих требуемую чувствительность. Как было указано во введении, этот параметр можно характеризовать реальной чувствительностью 12 Приемника. Если реальная чувствительность задана в виде величины э. д. с. Еа сигнала в антенне, при которой отношение эффектив-ных значений напряжений сигнал/помеха на выходе приемника больше минимально допустимого отношения Увых или равно ему, то следует вычислить допустимый коэффициент шума [3] Л/д из условия Ля<[(ВДх)-х£дПш1№Пш/?а, (1.7) где Vex-минимально допустимое отношение эффективных напряжений сигнал/помеха на входе приемника; - напряженность  Рис. 1.3. Зависимость напряженности поля внешних помех от частоты: / - средний уровень атмосферных помех днем; 2 - ночью; 3 - при местной грозе; -средний уровень промышленных помех в городах; 5 - в сельской местности: 6 - .максимальный уровень космических па-мех.  0,20,40,11 Рис. 1.4. Зависимость шумовой температуры приемной антенны от частоты: ( - максимальная; 2 - минимальная, поля внешних помех; - действующая высота приемной антенны; Пш« 1.1П - шумовая полоса линейного тракта; = 1,38х X 10- Дж/град-постоянная Больцмана; Г о = 290 К - стандартная температура приемника; /?а-внутреннее сопротивление приемной антенны. Величины Упх определяют из приведенных в гл. 2 зависимостей увх = Ф (Увых). где Увых - минимально допустимое отношение сигнал/помеха на выходе приемника. Если реальная чувствительность задана в виде напряженности поля сигнала Е возле приемной антенны, при которой отношение сигнал/помеха на выходе приемника больше или равно Увых. то < [(£VyIx) - Einjhl/ikToURi,. (1.8) Если £„ не задана, то ее можно найти из рис. 1.3. Если одновременно действует несколько источников помех с напряженностями поля Еаи Еиг, то + Eh + ... + El (1.9)" Если реальная чувствительность задана в виде номинальной мощности сигнала Рд, отдаваемой антенной согласованному с ней приемнику, при которой отношение сигнал/помеха на выходе приемника больше или равно Увыл то [3] Таблица 1.2 (Яа/у1хА:ГоПш)-1(Га/Го)- 11, (1.10) где Гд - шумовая температура антенны, которая характеризует интенсивность воздействующих на антенну внешних шумов и которую можно найти из рис. 1.4. Так как величины Та и зависят от частоты, то расчеты по формулам (1.7) и (1.8), (1.10) следует вести для крайних точек диапазона. Заметим, что шумовая температура приемника Гдр, которая иногда приводится для оценки чувствительности, связана с коэффициентом шума N соотношением Л/= I -f Г„р/Го. (1.11) На метровых и более коротких волнах структура внешних помех близка к шумовым; на выходе линейного тракта узкополосных приемников более длинных волн спектры внешних помех и собственных шумов сходны. Поэтому можно допустить квадратурное сложение эффективных значений внешних помех и шумов приемника. Из (1.7)- (1.10) видно, что для обеспечения заданной чувствительности нужно задать достаточно малый коэффициент шума приемника Л/д. Получаемый же коэффициент шума супергетеродинного приемника равен [31 Лр-1 Лпч-1 Лупч-1 рвцрурч рпч (1.12) где Лвц, Л/р, УУпч, Л/упч - коэффициенты шума входной цепи, УРЧ, преобразователя частоты и УПЧ соответственно; АГрвц, Крурч, Крич - коэффициенты передачи мощности входной цепи, УРЧ и преобразователя частоты; /.ф = 10~°фф-коэффициент передачи мощности антенного фидера; рф - погонное затухание (табл. 1.2); /ф - длина фидера. Если фидеры состоят из ряда отрезков, то надо учитывать, что каждое сочленение в фидере вносит добавочное затухание: разъемное (0,005-0,01 дБ), фланцевое (0,02-0,045 дБ) и вращающееся (0,04- 0,08 дБ). Из (1.12) видно, что для уменьшения коэффициента шума приемника Л/о нужно увеличить коэффициент передачи мощности фидера 1ф, уменьшив Рф (см. табл. 1.2) и длину фидера /ф, а также выбрать первые каскады приемника с малым коэффициентом шума и большим коэффициентом усиления мощности (табл. 1.3). Максимальным рабочим частотам соответствуют меньшие значения Кршал и большие значения Ni усилительных и преобразовательных каскадов. Значения ic приводятся в гл, 7, а значения
minr» 21э. Упэ И 223 В приложении 4 и справочниках по транзисторам. Из табл. 1.3 видно, что УРЧ имеют меньшие коэффициенты шума, чем преобразователи частоты. Однако введение и увеличение числа каскадов УРЧ заметно усложняет приемник, особенно на частотах более 0,4 ГГц и при плавной настройке приемника в широком диапазоне частот. Поэтому первые каскады необходимо выбирать из следующих соображений: 1. Если уровень внешних помех в антенне значительно больше приведенного к антенне уровня шумов приемника Ло, получаемого даже при отсутствии УРЧ, то бесцельно снижать коэффициент шума приемника путем введения УРЧ. Такая ситуация может часто воз-ьикнуть при приеме сигналов на частотах ниже 30 МГц. Поэтому, если окажется, что 5 (4ГоЛ/о/?а), (1.13) то первым каскадом приемника должен быть преобразователь частоты (ПЧ) со смесителем и гетеродином на транзисторах. 2. Если неравенство (1.13) не выполняется, то надо подсчитать допустимый коэффициент шума Л/д согласно (1.7), (1.8) или (1.10). Если необходимо принимать сигналы на частотах 30 МГц < /о0,4 ГГц, то следует выбрать преобразователь частоты на транзисторе с малым Nmim И нзйти Л/пч = 4 /VmtnT ИЗ табл. 1.3. при пч Лд в качестве первого каскада можно использовать преобразователь частоты. При Л/пч > Л/д необходимо добавить однокаскад-ный УРЧ на транзисторе с общим эмиттером, обладающем малым Лт1пт и большим YialYiia, ОПредеЛИТЬ для него Л/i 2 ЛтШт и Kpi = 0,15 YiJYiB и подсчитать Л/о » Л/i + Л„ Ср,. (1.14) 0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 педикюр в москве |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||