|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы приемника; у = 2...5% - запас перекрытия поддиапазона для компенсации производственных допусков; Пд - число поддиапазонов приемника. Из (1.46) находим соотношение для выбора числа поддиапазонов Если при проектировании задается точность установки частоты Д/н приемника (обусловленная конструкцией шкалы и устройства настройки), то ширина поддиапазона должна быть Д/д 5= Д/„ш/Д/ш, 0-48) где длина шкалы настройки приемника; Д/щ- минимальное расстояние между делениями шкалы, равное 0,003-0,1 мм при оптических шкалах и 0,5-1 мм при обычных шкалах. Формула (1.48) получена для прямочастотных шкал, по которым настройка может быть установлена с точностью до \/k части деления шкалы. Если взять все кц одинаковыми (что конструктивно наиболее просто), то наибольшую ширину Д/д будет иметь поддиапазон, ограниченный максимальной частотой настройки приемника, обладающий (1.49) При этом число поддиапазонов должно быть равно Пд > Ig k„J[\g knn ш1п - 2 Ig (1 + v)l- (1.50) Если взять Д/д одинаковой для всех поддиапазонов, то их число должно быть равно «д(Йпд-1)/ош.п/А/дП (1-51) Легко убедиться, что «д > Лд. Конту1;ы диапазонного приемника обычно настраивают, изме-пя» fcMKccTb. в этом случае после разбивки диапазона на поддиапазоны можно вычислить максимальную емкость переменного конденсатора настройки контура из выражения max - klaC, + С, {kl, - 1), (1.52) где С„ ах ч Diin - максимальная и минимальная емкости конденсаторе настройки; Со - начальная емкость контура и йпд = = /„ „,„ /fo шш - коэффициент поддиапазона. При известных С, и цд выражение (1.52) позволяет выбрать С„ шах И min нужного персменного конденсатора. Все контуры преселектора и гетеродина перестраиваются общим блоком переменных конденсаторов, состоящим из одинаковых секций. Входная цепь имеет меньшую Q, чем каскад УРЧ, так как к контуру входной цепи подключен лишь один транзистор. Контур гетеродина при верхней настройке требует меньшего коэффициента поддиапазона. Поэтому блок переменных конденса- торов следует выбирать так, чтобы обеспечить необходимый коэффициент поддиапазона каскадов УРЧ, для которых Со = + С„ + Сп-f Свых + Св, (1.53) где Cl = 3...5 пФ - собственная емкость катушки контура; С„ = 5...10 пФ-емкость монтажа; Сп = 2,..20 пФ - емкость подстроечного конденсатора; С,. - входная емкость транзистора следующего каскада; Сых-выходная емкость транзистора каскада; nil т I и = 0,3,,.0,5-коэффициенты подключения транзисторов к контуру. Зная Со, можно вычислить индуктивность контура L« [мкГ] = 2,53 . 10" „ах [кГц] Со [пФ], (1.54) где Со = 10..,20 пФ на длинных и средних волнах н 5... 10 пФ на коротких и метровых волнах, Конденсаторный блок надо выбрать так, чтобы выполнить соотношение (1.52) и из (1.54) получить L 5... 10 мкГна длинных волнах, 3...5 мкГ на средних волнах, 0,2...0,3 мкГ на коротких волнах и 0,05...0,2 мкГ на метровых волнах. В радиовещательных приемниках широко применяют конденсаторы с логарифмической характеристикой регулирования (так называемые логарифмические, относительно компактные и удобные для сопряжения), а в профессиональных приемниках конденсаторы, обеспечивающие постоянную плотность настройки по поддиапазону. Вопросы сопряжения настроек контуров преселектора подробно освещены в литературе И]. 1.7. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА СУПЕРГЕТЕРОДИНА С ДВОЙНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЧАСТОТЫ Возможны три типа супергетеродинных приемников с двойным преобразованием частоты: 1) с фиксированной настройкой; 2) с перестройкой частоты 1-го гетеродина (и, если нужно, контуров входной цепи и УРЧ), и фиксированными значениями первой и второй промежуточных частот и частоты 2-го гетеродина; 3) с перестройкой частот 2-го гетеродина, УПЧ-1 (и, если нужно, контуров входной цепи и УРЧ). Рассмотрим сначала первый случай. Полосу пропускания линейного тракта П приемника можно определить по формуле П П, -f 2Д/д + 2 У (б/,)* + (б/,,)Ч{б/. (1.55) где 5/г1 и 6fr2-нестабильности частот 1-го и 2-го гетеродина; /г1 и /г2 - частоты 1-го и 2-го гетеродина приемника; б/н = О и 6/п == 0. Решение о применении АПЧ принимается в соответствии с § 1.2. Можно использовать общий задающий генератор для создания гетеродинных напряжений, подводимых к 1-му и 2-му преобразовате-2* 35 ляы частоты. Если для 1-го преобразователя > /о а для 2-го > > /в, (или наоборот), то нестабильности частот гетеродинных напряжений частично компенсируются и полосу линейного тракта можно «узить и брать равной П лП, + 2Д/д + 2 УЩ7+(щЖоЧнЩЖ (1.56) где Пх и «2-номера гармоник частоты задающего генератора, используемых для получения гетеродинных напряжений 1-го н 2-го преобразователей частоты; б/го - нестабильность частоты задающего генератора- В таких приемниках люжно стабилизировать оба гетеродинных маряжения одним кварцевым резонатором, В приемниках с фиксированными частотами 2-го гетеродина и фиксированными обеими промежуточными частотами также целесообразно брать /п > /с и frt /п1 (пли наоборот) и подсчитывать П по форм\ ле ПП, + 2Д/д + 2 VW:i:(6hu...r(1.57) в приемниках с фиксированной частотой 1-го гетеродина и перестройкой частоты 2-го гетеродина следует брать /г1>/сшах Н определять П по формуле П ЖП, + 2Д/д + 2 УГб/сшах) + - ФПГ- (1.58) В приемниках с двойным преобразованием частоты необходимо Еметь достаточное ослабление помех, отличающихся на 2 /п2 от частоты принимаемых сигналов, так как эти помехи после первого пре-обра$ования частоты образуют канал, зеркальный относительно чвстоты 2-го гетеродина f- Так как обычно /п2/с. то эти помехи ве могут быть достаточно ослаблены в УПЧ и ослабляются в УПЧ-1. Величину 1-й промежуточной частоты /щ выбирают из условия получения в УРЧ необходимого ослабления зеркального канала относительно 1-го гетеродина /з;;1 = /с ± 2/ni; величину 2-й промежуточной частоты /п2-из условия получения требуемого ослабления помех соседних каналов. Резонансную характеристику УПЧ-1 выбирают такой, чтобы при выбранной [„ обеспечить ослабление Ширину полосы пропускания УПЧ-1 нужно брать такой, чтобы УПЧ-1 не влиял на полосу пропускания линейного тракта. После составления схемы линейного тракта приемника следует перейти к выбору остальных элементов схемы, специфических для приемников различных типов. При проектировании целесообразно использовать метод матема-ткческого синтеза. При этом математически обосновывают оптимальный алгоритм (принцип действия) и структуру приемника, обеспе-чивакяцие наилучшие значения основных показателей приемника при сюрмулированных математических условиях его работы. Поскольку главной проблемой радиоприема является обеспечение вемехоустойчивости, то задача сводится к отысканию наилучших мюсобов приема радиосигналов при наличии помех. Эти задачи ре- шает теория оптимальных методов радиоприема 15], развитая В. А. Котельниковым, В. И. Сифоровым, Л. С. Гуткиным и др. советскими учеными. Она позволяет выбрать критерий оптимальности приемников; разработать структуры приемников, удовлетворяющие выбранным критериям оптимальности и сравнить оптимальные приемники с реальными квазиопгимальными (приблизительнооптимальными), чтобы установить возможность и рациональность дальнейшего повышения их помехоустойчивости. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Радиоприемные устройства. Под ред. В. И. Сифорова. М., «Сов. ра-. дио>. 1974. Авт.: И. Н. Амиантов, Ю. Н. Антонов-Антипов, С. С. Судаков и др.. 2. Радиоприемные устройства. Под ред. Н. В. Боброва. М., «Сов. радио», 1971. Авт.: Н. В. Бобров, Г. В. Максимов, В. И. Мичурин, Д. П. Николаев. 3. Расчет радиоприемников. Под ред. Н. В. Боброва. М., Воениздат,, 1971. Авт.: Н. В. Бобров, Г. В. Максимов, В. И. Мичурин, Д. П. Николаев. 4. Сифоров В. И. Радиоприемники СВЧ. М., Военнздат, 1957. 5. Гуткин Л, С. Теория оптимальных методов радиоприема прн флюк-туационных помехах. М., «Сов. радио», 1972. ОСОБЕННОСТИ СОСТАВЛЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ ПРИЕМНИКОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ 2.1. ПРИЕМНИКИ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ С АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ Приемники, выполненные по типовой структурной схеме (рис. 2.1), используются чаще всего для приема радиотелефонных сигналов на частотах ниже 30 МГц. В качестве демодулятора применяется амплитудный детектор (АД), за которым обычно следует усилитель низкой частоты (УНЧ) приемника. Приемник при необходимости снабжается устройствами Частотной автоподстройки гетеродина, состоящим из различителя, (РЧАП) и управителя (УЧАП), и авторегулировки усиления (АРУ). Проектирование приемника следует начать с составления структурной схемы его линейного тракта согласно рекомендациям, изложенным в гл. 1. При этом ширину спектра радиочастот принимаемого сигнала в (1.1) следует выбирать из условия = По = 2 f, max> (2.1) где f rnax - максимальная частота спектра управляющих сигналов (для телефонных сигналов fшах = 3000 Гц по нормам МККР). При определении максимально допустимого коэффициента шума по формулам (1.7)- (1.10) величину минимально допустимого отношения сигнал/помеха на входе приемника Увх можно подсчитать по формуле Ybx « Уоых y{kl + ml)n,Jm!U, (2.2) где rrts - максимальный коэффициент модуляции сигнала; - отношение максимального напряжения управляющего сигнала к действующему; Пвых fmax - полоса пропускания УНЧ При синусоидальной модуляции принимаемого сигнала k„ = ]/2; при приеме телефонных сигналов ka 3, Формула (2.2) получена для случая приема сигналов с Vex 1- При приеме слабых сигна- Цепи АРУ V г- Линейный тракт УЧАП Выход -о Рис. 2,!. Типовая схема приемника непрерывных сигналов с AM. лов Vbx медленно растет. Если значение 7вых не задано, для приема радиотелефонных сигналов можно принять Увых = 3...10. Детекторы приемников непрерывных AM сигналов можно реализовать на полупроводниковых диодах или транзисторах. Диодные детекторы обладают малыми нелинейными искажениями. В линейном режиме, который обеспечивается при сигнале, большем 0,5-1,0В, их коэффициент гармоник Ар < 1%. Однако и коэффициент передачи Кд < 1, причем он особенно мал в транзисторных приемниках, где низкое входное сопротивление УНЧ обусловливает малое сопротивление нагрузки детектора или деление ее на две части. Транзисторные детекторы имеют значительно большие нелинейные искажения (к = 3. .10%), но имеют коэффициент передачи от 3 до 10 и обладают малыми входным и выходным сопротивлениями, что удобно для согласования их с УНЧ. Нелинейные искажения растут при слабых и сильных сигналах, напряжение которых поддерживают в пределах от 0,05 до 0,5 В. Поэтому в переносных и бортовых приемниках, где уменьшение массы, габаритных размеров и потребления питания весьма важно, можно применять транзисторные детекторы. Если же важны малые нелинейные искажения, то рационально брать диодные детекторы. В таких приемниках для уменьшения нелинейных искажений и уве-38 личения коэффициента передачи детектора можно между детектором и УНЧ включить эммитерный повторитель. Тип диода или транзистора следует выбирать таким образом, чтобы детектируемые сигналы находились в диапазоне частот диодов или транзисторов, т. е. имели /ц < /к,,. В детекторах и УПЧ разумно применять однотипные транзисторы. Поскольку приемники непрерывных сигналов с AM обычно служат для приема телефонных сигналов, УНЧ являются усилителями звуковых частот. Составление схемы УНЧ надо начать с выходного каскада приемника, который должен обеспечить требуемую нормальную выходную мощность Рвых (при та = 0,3) или напряжение сигнала U = Квых на заданном сопротивлении нагрузки. В приемниках, предназначенных для приема на слух, оконечным устройством являются головные телефоны или громкоговоритель, а Явых может колебаться от нескольких милливатт до нескольких ватт. Выходные каскады приемников профессиональной связи обычно работают на проводные линии с волновыми сопротивлениями 600 и 1500 0м, а Рвых составляет 5-10 мВт. Максимальная (номинальная) выходная мощность Р„ вы x при/Па « 1 составляет (2.3) При выходных мощностях не более 40-50 мВт можно применять однотактные выходные каскады, работающие в режиме класса А на универсальных транзисторах МП40; МП41; ГТ108; ГТ109 и др. Желательно в выходных каскадах таких приемников применять те же транзисторы, что и в УПЧ н УРЧ. При выборе транзистора обеспечивается соотношение Ян аых<0,5 ЦЛ1 Рк где Рк max - максимально тах> (2.4) . ix шах -..... - допустимая мощность рассеяния на коллекторе; ti = 0,7...0,8- к. п. д. выходного трансформатора; Е„ = 0,8...0,95-коэффициент использования коллекторного напряжения. Напряжение на коллекторе Ука должно быть Укэ<(0,3...0,4) икэ тах» (2.5) где t/RSmax - допустимое напряжение на коллекторе. При выходной мощности 50-200 мВт применяют двухтактные каскады в режиме класса АВ (дающие экономию мощности питания), используя те же транзисторы, что и в однотактных каскадах. При выборе транзисторов нужно обеспечить соотношение <Г1ДЯктах. (2.6) При выходной мощности не менее 0,2 Вт используют двухтактные каскады на специальных мощных транзисторах П201, П202, П207, П208 и т. д., работающих в режимах классов АВ или В. В таких приемниках выходной каскад потребляет большую часть мощ- 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 |