Радио (стр. 5 из 13)

При разности преобразований:

Преимущества:

- относительно высокая чувствительность обусловленная возможностью получить высокое усиление на достаточно низкой промежуточной частоте;

- равномерность чувствительности в пределах диапазона рабочих частот вследствие того, что основное усиление в радиотракте осуществляется на постоянной промежуточной частоте;

- высокая избирательность обусловленная тем, что основная избирательность в радиотракте обеспечивается на низкой и постоянной промежуточной частоте;

- равномерность избирательности в диапазоне рабочих частот, так как она определяется главным образом избирательностью не перестраиваемого тракта промежуточной частоты;

- относительно небольшие нелинейные искажения при детектировании, так как в радиотракте возможно получение усиления, обеспечивающего работу детектора в линейном режиме.

ВЫВОД:

Исходя из этих соображений будем применять схему приемника супергетеродинного типа.

2.1.3. Принципы построения и схема современных радио- приёмников

Разработка современной автоматизированной адаптивной радиосвязи в декаметровом диапазоне потребовала коренного улучшения параметров и эксплуатационных характеристик KB радиооборудования. Создать автоматизированные системы KB связи можно только при условии многократного повышения качества и надежности приемного и передающего оборудования. Для этого необходимо также решить ряд вопросов, связанных с разработкой новых устройств.

Основное требование, предъявляемое уже в настоящее время к радиоприемникам и важность которого будет только увеличиваться в будущем. Это его работа в адаптивной системе в условиях полной неопределенности. При этом все процессы, обеспечивающие адаптацию радиоприемников к постоянно меняющимся внешним условиям, должны быть полностью автоматизированными.Современный приемник должен отличаться высокой универсальностью. Все функциональные блоки должны быть конструктивно законченными, что позволит при различной их компоновке значительно расширить применимость радиоприемников. Приемники должны быть снабжены дополнительными функциональными блоками, расширяющими их функциональные возможности и улучшающими технические характеристики, иметь малую массу и габариты, обладать высокими прочностью и вибростойкостью, возможностью работы в различных климатических условиях. В современных радиоприемниках можно выделить следующие основные функциональные блоки : главный тракт приема ( ГТП), синтезатор частот ( СЧ ). блок управления (БУ ), выходные устройства ( ВУ ) и блок питания ( БП ).

Функция ГТП - осуществлять предварительную селекцию, усиление и преобразование сигнала. Синтезатор частот вырабатывает гетеродинные и опорные напряжения. Выходные устройства обеспечивают оптимальную или близкую к ней обработку принимаемого сигнала. Тип выходного устройства определяется видом принимаемого сигнала. Блок управления осуществляет все функции управления и контроля за работой приемника как с местного пульта, так и на расстоянии.

Структурная схема современного радиоприемника показана на рисунке 2.1.3. ( в)

Рисунок 2.1.3.(в) - Структурная схема современного приемника.

2.2. Обоснование и выбор структурной схемы проектируемого радиоприёмника

Произведем обоснование и выбор структурной схемы приемника.

Главный тракт приема является одним из важнейших узлов радиоприемника. Многие качественные показатели всего радиоприемника определяются характеристиками ГТП. К таким показателям относятся чувствительность и коэффициент шума, динамический диапазон, регулировка усиления по промежуточной частоте, селективность (избирательность) и т.д. В значительной степени от построения ГТП зависит и время настройки приемника. Заметное влияние оказывают характеристики ГТП на помехоустойчивость, стабильность частоты настройки, линейные искажения и т.д.

Схема ГТП существенно зависит от построения всего радиоприемника. Для современных радиоприемников характерно многократное преобразование частоты, позволяющее реализовать высокую селективность как по соседнему, так и по зеркальному каналу. Это достигается выбором высокой первой и более низких последующих промежуточных частот. Необходимо учитывать, что многократное преобразование частоты связано с появлением дополнительных побочных каналов приема. Существует ряд вариантов схем ГТП, однако среди них можно выделить 3 основных. 1-ый вид - это схема с перестраиваемым трактом 1-ПЧ.

Структурная схема показана на рисунке 2.2.1 (а). Резонансные цепи преселектора П, включающего в себя входной фильтр и каскады УВЧ, перестраиваемые при настройке приемника на различные частоты, выбирают из условия обеспечения требуемой селективности по зеркальному каналу по первой ПЧ, Частота первого гетеродина скачком изменяется при переключении поддиапазонов, в пределах поддиапазона она постоянна. При этом первая ПЧ меняется в одинаковых пределах при перестройке во всех поддиапазонах. Частота второго гетеродина изменяется так, чтобы обеспечивать постоянство второй ПЧ.

К недостаткам такого ГТП относятся необходимость в сопряженной перестройке преселектора, УПЧ I и второго гетеродина

Помимо сложности в реализации такой вариант имеет большое время перестройки приемника и затрудняет автоматизацию управления радиоприемниками. Показатели радиоприемника меняются из-за изменения характеристик тракта первой ПЧ при перестройке приемника.

Второй вид ГТП с широкополосным трактом первой ПЧ показан на рис. 2-2-1 (б). Усилитель первой ПЧ не перестраивается при изменении частоты настройки УВЧ. Ширина полосы пропускания УПЧ I в этом случае должна быть такой, чтобы пропустить все возможные значения первой ПЧ, т.е. равняется ширине поддиапазона

Первая ПЧ, как правило выбирается выше диапазона принимаемых частот. Чтобы избежать появления зеркального канала по второй ПЧ при широкой полосе пропускания УПЧ 1 необходимо брать высокую вторую ПЧ. Но при этом для обеспечения хорошей фильтрации соседнего канала возникает необходимость в третьем преобразовании частоты. Это приводит к усложнению реализации радиоприемника, увеличению веса и габарита и ухудшению надежности.

Разработка высокостабильных синтезаторов частот , а также кварцевых и керамических фильтров с высокой прямоугольностью частотных характеристик и с малыми уровнями побочных каналов привела к построению ГТП третьего вида рис 2.2.1.( в).

В этом широко распространенном варианте при перестройке приемника во всем диапазоне частот первая и вторая ПЧ остаются постоянными.

Известно, что для увеличения селективности приемника основную селекцию необходимо осуществлять ближе к входу приемника. При постоянной первой ПЧ основную селективность можно обеспечить уже в УПЧ I. Это удается при использовании современных высокочастотных кварцевых и монолитных фильтров. Полоса пропускания фильтров в УПЧ I выбирается исходя из ширины спектра принимаемого сигнала с учетом нестабильности частот несущей сигнала и гетеродина. Поскольку основная селективность обеспечивается в УПЧ I, задача трактов второй ПЧ - усилить принятый сигнал, что можно сделать с помощью обычных апериодических усилителей с соответствующей дополнительной фильтрацией.

При реализации этого варианта необходима высокие стабильность частот и спектральная чистота напряжений гетеродинов. Кроме того, для обеспечения приема различных видов сигналов необходимо иметь в тракте первой ПЧ либо фильтры с переменной полосой пропускания, соответствующим различным видам принимаемых сигналов. В ряде радиоприемников кварцевый фильтр в тракте первой ПЧ обеспечивает предварительную селекцию, его полоса пропускания выбирается по самому широкополосному принимаемому сигналу. Окончательная расфильтровка обеспечивается с помощью сменных фильтров в тракте второй ПЧ.

СИНТЕЗАТОР:

Одной из причин нестабильности частоты настройки в радиоприемниках является изменение во времени параметров электрических цепей вследствие изменения внешних условий, старения, механических сотрясений и вибрации. Однако этот фактор нестабильности в современных радиоприемниках достаточно легко устраним. Применение декадных синтезаторов позволяет получить долговременную относительную нестабильность 10

- 10

.

3 РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ РАДИОПРИЕМНИКА

3.1. Разделение диапазона частот радиоприемника на поддиапазоны.

При проектировании радиоприемников могут быть использованы три способа разделения диапазона рабочих частот на поддиапазоны.