Проектування радiомовних приймачiв

 

                 Частотну характеристику за напругою по всьому тракту также звуть характеристикой вірності або кривою вірності. Кількісно нерівномірність частотної характеристики визначають за коефіцієнтами частотних спотворень на нижчих  М_Н та високих частотах   М_В .

                        М_Н = К(F₁₀₀₀) / K(F_Н) ;      М_В = K(F₁₀₀₀) / K(F_В) 

    Нижче, у таблиці 4 наведені норми для  АЧХ всього тракту:

                                                                                                        Табл. 4

 

Нелінійні спотворення  призводять до появи у спектрі вихідного сигналу приймача гармонічних складових таких, що відсутні у вхідних сигналах. Кількісно нелінійні спотворення оцінюються коефіцієнтом гармонік.                       

Основні норми  нелінійних спотворень за ГОСТ – 5651 – 89 наведені у

Таблиці 5.

 

    Динамічний діапазон  – радіоприймача – це межі зміни рівня вхідних сигналів, за яких забезпечується допустима втрата інформації, що утримується у корисному сигналі. Оцінюється відношенням найбільшого значення сигналу до найменшого значення сигналу при заданих обмеженнях:

                                                           D (дБ) = 20 lg ( U_{C max} / U_{C min})

Динамічний діапазон приймача повинен бути не менше динамічного 

Діапазону сигналу, тоді не буде нелінійних спотворень. Динамічний діапазон у приймачів різної групи складності вимірюється у 40-60 дБ.  

  

  3.2. Вибір типу структурної схеми радіоприймача

     Побутові радіоприймальні пристрої, приймачі, тюнери, радіоли, магнітоли і інші пристрої (надалі радіомовні приймачі) призначені для прийому програм звукового радіомовлення в діапазонах довгих (148 ... 285 кГц), середніх (525 ... 1607 кГц), коротких (3,95 .... 12,1 Мгц) хвиль з амплітудною модуляцією і в діапазоні ультракоротких хвиль (65,8 ... 74; 100 .... 108 Мгц) з частотною модуляцією, у тому числі прийому стереофонічних передач .

     Тюнери (звичайно стереотюнери УКВ) є налаштованими радіоприймальними пристроями. Призначені для прийому стереофонічних і монофонічних програм радіомовних станцій з використанням стереотелефонів або іншої побутової радіоелектронної апаратури, що має високоякісний стереофонічний ПЗЧ з акустичною системою.

     По  електричних, електроакустичних  параметрах і комплексі експлуатаційних  зручностей стаціонарні і переносні приймачі розділяють на чотири групи складності (0 — вищу, 1, 2, 3 ), автомобільні радіомовні приймачі на три групи (1, 2, 3 ), крім того, виділяють малогабаритні (кишенькові, сувенірні, мініатюрні) приймачі. Сучасні радіомовні приймачі АМ і ЧМ сигналів в більшості випадків будують по супергетеродинній схемі. Виняток становлять мініатюрні переносні приймачі, призначені для прийому місцевих станцій. Для транзисторних приймачів середніх груп складності звичайно застосовують частково комбіновану структурну схему з повним розділенням АМ і ЧМ трактів на частоті сигналу , комбінованим використовуванням підсилювальних приладів по обох трактах, починаючи із змішувачем або УПЧ . Повністю комбінована схема не використовується, оскільки викликає значне ускладнення комутації і регулювання, а також знижує стійкість. Систему повністю роздільних трактів (до УЗЧ) застосовують в приймачах вищих класів і в приймачах, побудованих на інтегральних схемах. 

3.3. Вибір проміжної частоти

Величина проміжної частоти вибирається з наступних міркувань:

1.  Проміжна  частота  не повинна знаходитися  в діапазоні частот приймача  або близько від меж цього  діапазону;

2.  Проміжна  частота не повинна співпадати  з частотою якого-небудь могутнього  передавача.

3.  Для отримання хорошої фільтрації проміжної частоти на виході детектора повинна бути виконаний наступна умова:

                                           fпр>10Fв,

 деFв - верхня частота модуляції.

4. Із збільшенням  проміжної частоти:

- збільшується  вибірковість по дзеркальному каналу;

- зменшується  вибірковість по сусідньому каналу;

- розширяється  смуга пропускання;

- зменшуються  вхідний і вихідний опори електронних  приладів, що приводить до збільшення  шунтування контурів, а так само  знижується крутизна характеристики транзисторів;

- погіршується  стійкість УПЧ;

-  зменшується  коефіцієнт посилення на каскад  за рахунок зменшення резонансного  опору контура і погіршення  параметрів електронних приладів;

-  зменшується  шкідливий вплив шумів гетеродина  на чутливість приймача;

-  полегшується  розділення трактів проміжної  і низької частоти, що дозволяє  спростити фільтр на виході  детектора;

збільшується    надійність    роботи    пристрою    автоматичного підстроювання  частоти;

- зменшуються  розміри контурів і блокувальних  конденсаторів.

5. Із зменшенням проміжної частоти:

- збільшується  вибірковість по сусідньому каналу;

- зменшується  вибірковість по дзеркальному  каналу;

- звужується  смуга пропускання;

-   збільшуються  вхідний і вихідний опори електронних  приладів, що приводить до зменшення шунтування контурів, а так само збільшується крутизна характеристики транзисторів;

- поліпшується  стійкість УПЧ;

- збільшується  коефіцієнт посилення на каскад;

- знижується  коефіцієнт шуму.                                                                                      

                                                                          

                                                                                                Табл. 6

 

Відповідно до таблиці №2,  вибираємо проміжну частоту рівну 465±2кГц. 

3.4. Розрахунок необхідної смуги пропускання лінійного тракту

Смуга пропускання  лінійного тракту, форма основних характеристик {АЧХ, ФЧХ) в межах смуги частот   сигналу , що приймається , повинні задовольнять вимогам допустимих  спотворень.   Необхідна   смуга пропускання визначається реальній шириною спектру сигналу, що приймається  ΔF_C , доплеровским зсувом частоти сигналу ΔFд і запасом ΔFзап., що залежить від нестабільності частот сигналу і гетеродинів, що приймається, погрішностей в налаштуванні окремих контурів і всього приймача, тобто:

                                   

Де: ΔF_C -  реальна ширина спектру сигналу залежить від виду первинного сигналу, параметрів модуляції і допустимих спотворень. Для АМ:

                                           ΔF_C = 2ΔF_Внч

ΔF_Внч – верхня частота АЧХ сигналу, що задається стандартом, можна взяти з таблиці                                                                                        

                                                                                                   Таблиця  7

 

Доплеровський зсув частоти сигналів, що приймаються від рухомого передавача

                           

Де: υ — радіальна швидкість руху передавача; c — швидкість росповсюдження радіохвиль (с = 3 • 10⁸ км/с); f_с — частота сигналу.  

    Запас смуги Δf_ЗАП треба визначать для приймачів, що працюють без налаштування на прийом. При прийому з налаштуванням частоти різниця частот передавача і приймача усувається оператором. Значення  Δf _ЗАП вибирають у залежності від призначення приймача та вимог до рівня автоматизації зв’язку та стійкості прийому. Для  приймачів з однократним перетворенням частоти: 

Де δ_С і δ_Г – відносні нестабільності несівної частоти сигналу f_C і частоти гетеродина f_Г ; δ_С і δ_Г звичайно дорівнюють 0,01.

δ_Н – відносна похибка налаштування приймача,

 δ_ПР – відносна похибка і нестабільність частоти налаштування контурів тракту ПЧ  f_ПР .      Значення δ_Н визначається точністю налаштування контура гетеродина і має величину 0,003 – 0,01. Значення  δ_ПР залежить від параметрів контурів тракту ПЧ і має величину 0,0003- 0,003.

   3.5. Розрахунок підсилення лінійного тракту

     Коефіцієнт підсилення лінійного тракту приймача (до детектора) визначається як:                                                К_ЛТ = U_Д / Е_А  

Де  U_Д – напруга проміжної частоти, що необхідна для нормальній роботі детектора.

    Чутливість  з входу приймача визначають як :

                                                                              Е_А = Е_{А ТЗ} /а_Е ,

де Е_{А ТЗ} — норма  чутливості (згідно до технічного завдання);

 а_Е = 3 ... 5 — коефіцієнт запасу. 

Таблиця 8. Основні нормативи параметрів чутливості радіоприймачів: