характеристики радиоприемного устройства

Функциональные схемы и основные характеристики радиоприемного устройства

Радиоприемные устройства выполняют по схеме прямого усиления или супергетеродинной схеме (супергетеродинные радиоприемники). Радиоприемники, в которых осуществляется усиление радиочастотного сигнала до детектора без преобразования частоты, называются радиоприемниками прямого усиления, с преобразованием частоты — супергетеродинными. Супергетеродинные радиоприемники характеризуются высокой избирательностью, большой чувствительностью, неискаженным воспроизведением принимаемого сигнала и устойчивым радиоприемом.

Функциональная электрическая схема супергетеродинного радиоприемника и формы сигналов в его цепях показаны на рис. 71. Радиоприемник состоит из входной цепи ВЦ, усилителя радиочастоты УРЧ, смесителя С, гетеродина Г, входящих в состав преобразователя частоты ПЧ, усилителя промежуточной частоты УПЧ, детектора Д, усилителей звуковой частоты (УЗЧ1 и УЗЧ2).

Входная (электрическая) цепь радиоприемника ВЦ осуществляет передачу радиочастотного сигнала от антенно-фидерного устройства (антенны) к усилителю радиочастотного сигнала или смесителю радиоприемника. Эта цепь повышает избирательность радиоприема и ослабляет зеркальную и другие частоты радиопомех.

Усилитель УРЧ усиливает электрические сигналы между входной цепью радиоприемника и первым смесителем и вместе с резонансными контурами является основной частью любого радиоприемного устройства.

Принцип супергетеродинного приема заключается в преобразовании частоты принимаемого сигнала fс в промежуточную частоту fпр, на которой осуществляется основное усиление сигнала с помощью преобразователя ПЧ.

Входные цепи, каскады УРЧ и преобразователь частоты ПЧ составляют радиочастотный тракт приемника.

Транзисторный преобразователь с отдельным гетеродином приведен на рис. 72. В цепь эмиттера смесительного транзистора VI включена цепь контурной катушки L2 гетеродина. Напряжение гетеродина включается между базой и эмиттером. Сигнал поступает на базу VI с части контура C1L1. Резисторы R1 и R2 обеспечивают режим смесителя по постоянному току. Гетеродин собран на транзисторе V2.

Рис. 71. Функциональная электрическая схема супергетеродинного радиоприемника и формы сигналов в его цепях

Рис. 72. Принципиальная электрическая схема преобразователя частоты радиоприемника с отдельным гетеродином

Гетеродин, применяемый в преобразователе частоты, должен обладать достаточной стабильностью частоты, постоянной в диапазоне частот амплитудой напряжения гармоник. В схеме с внешним гетеродином напряжение сигнала подается в цепь базы, а напряжение гетеродина — в цепь эмиттера. Это обеспечивает высокую стабильность схемы.

Микроминиатюризация радиоприемной аппаратуры позволяет широко применять гибридные и полупроводниковые микросхемы и микросборки, в частности — балансные схемы с перекрестными связями, которые обладают достаточной стабильностью и высоким коэффициентом усиления. Настройка такого устройства сводится к простым операциям по сопряжению входных и выходных цепей узла.

Кроме смесителя и гетеродина в состав преобразователя входят колебательные контуры, выделяющие колебания промежуточной частоты на выходе смесителя. Промежуточная частота образуется в результате подачи на смеситель одновременно напряжения частоты принимаемого сигнала и напряжения частоты гетеродина. Если обозначить частоту колебаний гетеродина /г, при частоте сигнала fc промежуточная частота может быть fnp = fr— fa (при /г выше fc) ИЛИ fnp = fc2—fr (при fг ниже fc).

Процесс преобразования одинаково эффективен для двух частот сигнала fci=/r—fпр и /С2 = /г + /пр, расположенных симметрично относительно частоты гетеродина и отличающихся по частоте 2[ар. Оба эти сигнала в результате преобразования дадут промежуточную частоту, причем один из них является полезным, а другой— мешающим, или зеркальной частотой. Для выделения полезного сигнала от сигнала зеркальной частоты и сигналов радиостанций, работающих на промежуточной частоте, в супергетеродинном приемнике до преобразователя включается входное устройство, а в некоторых приемниках — УРЧ с резонансными контурами, настроенными на частоту принимаемого сигнала. Специальные радиоприемники могут иметь два преобразователя частоты и соответственно две промежуточные частоты.

Основная избирательность полезного сигнала от сигналов соседних мешающих радиостанций осуществляется в супергетеродинном приемнике на промежуточной частоте, которая остается неизменной и, следовательно, определяется параметрами колебательных контуров тракта усиления сигналов промежуточной частоты. Это повышает качественные показатели приемника и позволяет сделать их независимыми от частоты настройки.

Напряжение промежуточной частоты, усиленное до необходимого уровня, детектируется, а полученное при этом напряжение звуковой частоты после усиления в усилителе подается на громкоговоритель или другое воспроизводящее устройство в зависимости от типа радиоприемника.

К основным электрическим показателям радиоприемного устройства относятся избирательность, полоса пропускания, чувствительность, качество воспроизведения, диапазон рабочих частот.

Избирательность — способность радиоприемника, отличать полезный радиосигнал от радиопомех по определенным признакам, свойственным радиоприему.

Количественно избирательность о оценивается как относительное ослабление сигналов мешающих радиостанций, работающих на разных частотах, по отношению к сигналам принимаемой радиостанции.

Полоса пропускания радиоприемника П — полоса частот, на границах которой коэффициент усиления радиоприемника от входа до детектора уменьшается по отношению к наибольшей величине в установленное число раз.

Чем шире полоса пропускания по сравнению с требуемой,тем хуже качество приема, так как приемник одновременно с полезным сигналом усиливает сигналы мешающих станций, попадающих в его полосу пропускания. Требуемая полоса пропускания в основном определяется резонансными системами тракта усиления колебаний промежуточной частоты. Качество воспроизведения характеризуется степенью искажений принимаемых сигналов.

Для нормальной работы детектора необходимо обеспечить на его входе достаточно большой уровень сигнала. Для усиления слабых сигналов, наводимых в антенне и выделенных входными цепями приемника, применяют каскады УРЧ.

Чувствительность— это способность радиоприемника обеспечивать прием слабых радиосигналов.

Количественно чувствительность определяется тем минимальным напряжением сигнала (или мощностью) на входе приемника, при котором на его выходе обеспечивается получение заданного напряжения (мощности). Чувствительность ограничивается входящими в состав приемника УРЧ, УПЧ и УЗЧ и выражается в микровольтах. Для приемников дециметровых и сантиметровых волн чувствительность оценивают в микроваттах. Так как в указанных диапазонах волн основным источником помех являются собственные шумы схемы, введено понятие реальной чувствительности радиоприемника, т. е. чувствительности, ограниченной шумами схемы.

Чем выше коэффициент шума приемника, тем меньше его реальная чувствительность.

Радиоприемники характеризуются также диапазоном рабочих частот, выходной и потребляемой мощностью.

Рис. 74. Принципиальная схема блока УКВ-ЧМ супергетеродинного приемника

На рис. 74 приведена схема радиоприемника с УКВ-ЧМ блоком, который состоит из усилителя и преобразователя. Усилитель выполнен на транзисторе VI, нагрузкой которого является контур L3C7. На входе усилителя включен входной контур L2C1C2, настроенный на среднюю частоту УКВ диапазона. На базу транзистора VI с резистора R3 подается управляющее напряжение автоматической регулировки усиления.

На этой же схеме показан преобразователь частоты с совмещенным гетеродином на транзисторе V2. Контур гетеродина образуется индуктивностью катушки L4, емкостями конденсаторов С12, С13, С15 и варикапа V4, входящего в систему автоматической подстройки частоты гетеродина. Нагрузкой преобразователя является полосовой фильтр, образованный индуктивностью L6 и конденсатором С17. Настройка контура гетеродина и контура УРЧ на принимаемую станцию производится одновременно элементами настройки (сердечниками катушек) путем изменения индуктивностей L3 и L4. Для ослабления помех по промежуточной частоте на выходе усилителя радиочастоты включен последовательный контур, состоящий из индуктивности дросселя Др и емкости конденсатора С8, настроенный на промежуточную частоту и представляюший для токов промежуточной частоты сравнительно малое сопротивление.

Прежде чем приступить к регулировке, необходимо проверить правильность сборки и монтажа усилителя и соответствие его монтажной схеме. По технологическим картам напряжений и сопротивлений (или по принципиальной схеме) проверяют режимы работы транзисторов (или ламп) по постоянному току, работоспособность каскада в целом — по наличию напряжения сигнала на выходе усилителя при подаче на вход номинального напряжения сигнала. Режим по постоянному току обеспечивается подбором сопротивлений смешения и эмиттерной стабилизации режима.

В процессе проверки следует убедиться в отсутствии самовозбуждения усилителя. Обнаружить самовозбуждающийся каскад можно по показаниям электронного вольтметра, включенного на выходе усилителя. Для этой цели в схеме имеется контрольное гнездо КТ. При отсутствии напряжения сигнала на входе усилителя (UBX = 0) стрелка индикатора должна быть на нуле. Если индикатор показывает переменное напряжение, значит, усилитель самовозбуждается. Устраняют самовозбуждение экранированием высокочастотных цепей. Для этого включают фильтрующие схемы RфСф в коллекторные цепи транзисторов, вводят схемы температурной стабилизации режима работы транзисторов, изменяют коэффициент усиления каскадов и т. д.

Устранив самовозбуждение усилителя, можно приступить к его регулировке, которая заключается в обеспечении заданных электрических показателей (требуемого коэффициента усиления и необходимой формы амплитудно-частотной характеристики, обеспечивающей минимальные частотные искажения). Для настройки и регулировки блока УКВ-ЧМ собирается схема, показанная на рис. 75. Вход блока радиовещательного приемника (точки 2 и 3 на рис. 75) через эквивалент антенны (рис. 76) подключается к выходу генератора Г4-6, а выход усилителя (гнездо К.Т на рис. 74 и 75) — к электронному вольтметру ВЗ-14.

Порядок настройки усилителя следующий. Подключают электропитание к блоку УКВ-ЧМ (гнезда 4 и 6 на рис. 75). По шкале генератора Г4-6 устанавливают частоту 74 МГц, соответствующую верхней граничной частоте диапазона УКВ-ЧМ (с запасом), а напряжение сигнала на входе - 10—30 мВ. Элементами настройки контуров сигнала L3 и гетеродина L4 (см. рис. 74) настраивают блок на эту частоту. Точность настройки отмечается по максимальному показанию вольтметра ВЗ-14.

Подбирая емкость конденсатора С7, добиваются точной настройки контура УРЧ на частоту генератора по максимуму показаний вольтметра ВЗ-14, при этом уровень сигнала на выходе генератора должен быть уменьшен до 1 — 3 мВ. Затем по шкале генератора Г4-6 устанавливают частоту в пределах 64,3—65,3 МГц, соответствующую нижней граничной частоте диапазона УКВ-ЧМ, и указанным выше способом настраивают усилитель на эту частоту.

На рис. 77 представлена амплитудно-частотная характеристика тракта радиочастоты блока УКВ-ЧМ приемника.

Настройку высокочастотного блока приемника ЧМ сигналов можно также производить генератором качающейся частоты (ГКЧ). В этом случае характеристику, представленную на рис. 77, можно непосредственно наблюдать на экране осциллографа.

содержание .. 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 ..