Характеристика предмета «Радиоприемные устройства», взаимосвязь с другими

Вид материала

Реферат

Содержание Раздел 3. тртакты промежуточной частоты (тпч)

Подобный материал:

• Радиоприемные устройства, 42.26kb.
• Рабочая программа по дисциплине радиоприемные устройства для специальности 210405 радиосвязь,, 156.18kb.
• Курс лекций по дисциплине: «Электротехнические материалы», 2805.81kb.
• Компьютерные демонстрационные программы как необходимый элемент аудиторной и самостоятельной, 48.43kb.
• Класифікація периферійних пристроїв, призначення, склад, стисла характеристика, 1075.49kb.
• Программа дисциплины "Политические теории устройства общества"  для направления, 171.7kb.
• "Основные устройства эвм, их функции и взаимосвязь в процессе работы. Магистрально, 144.73kb.
• Федеральное агентство по образованию, 789.26kb.
• Методическое письмо «О преподавании предмета «Информатика и информационно-коммуникационные, 1825.26kb.
• Производственная программа предприятий сервиса. Характеристика трудовых ресурсов, занятых, 21.24kb.

противоречивы: для увеличения К_оурч в схеме [2, рис. 3.17] следует увеличивать коэффициенты вклю- чения m1 и m2, но при этом увеличивается шунтирующее действие R_{BX сл} и R_BX._cn транзисторов на контур, и его добротность Q₃ падает, что приводит к снижению се- лективности каскада УРЧ. Наибольший коэффициент К_оурч при заданной полосе пропускания может быть получен при m1 =m1_onT и m2=m2опт


где g22 - выходная проводимость транзистора;

gвx cл - входная проводимость транзистора следующего каскада.

При этом селективные свойства каскада оказываются не наибольшими возможны- ми. Следует также помнить, что в диапазонах ДВ, СВ и KB применение схемы тран- зисторов с ОЭ (ОС) позволяет получить большее усиление полезного сигнала.

В диапазоне УКВ применяется схема с ОБ (03), так как она обладает меньшей про- водимостью обратной связи У12 и обеспечивает более высокий устойчивый коэффи- циент усиления каскада К_у.

Однако такое включение транзистора связано с уменьшением входного сопроти- вления каскада, так как R_BX.oб мало. Это приводит к большему щунтированию кас-

кадом УРЧ контура входной цепи приемника и снижению его селективных свойств, для повышения которых приходится уменьшать коэффициент включения m1 m2 тра- нзистора УРЧ в контур выходной цепи. При этом снижается ее коэффициент переда-

чи Ковц, что также нежелательно.

В блоке УКВ радиовещательных приёмников применение схемы включения с ОБ оправдано при не перестраиваемой схеме входной цепи, при сравнительно низкой добротности контура, полоса пропускания которого П0,7 определяется полосой час- тот диапазона УКВ ЧМ


Применение каскадной схемы позволяет повысить устойчивый коэффициент уси- ления УРЧ и уменьшить его коэффициент шума за счет большего усиления по мощ- ности в первом каскаде [2, параграф 3.13].

В радиоприемниках с AM часто применяют широкополосные (резисторные) кас- кады УРЧ для всех диапазонов - ДВ, СВ и КВ. Так как требуемая величина К₀ур_Ч в этом случае обычно не велика (К_оурч ≤ 10), то сопротивление нагрузки R_K невелико (сотня Ом) и влияние паразитной емкости схемы на К₀ ур_Ч незначительно.

Схемы УРЧ на дискретных элементах строят с применением высокочастотных и сверхвысокочастотных транзисторов малой мощности:

-в радиоприемниках с AM - биполярные транзисторы типа КТ315, КТ339, КТ342, КТ358 и др.;

-в радиоприемниках с ЧМ - биполярные транзисторы типа КТ331, КТ368, КТ371, КТ372 и др.

Тип транзистора определяется максимальной рабочей частотой радиосигнала f_c и назначением приемника. Граничная частота транзистора f_T должна быть не менее, чем в 3 раза выше максимальной рабочей частоты сигнала fо. При этом ВЧ параме- тры транзисторов можно считать практически постоянными, не зависящими от час- тоты радиосигнала f₀.

При высокой реальной чувствительности и требовании минимума коэффициен- та шума приемника желательно применение в УРЧ полевых транзисторов типа КПЗОЗ, КП305, КП350 и др., обладающих малым уровнем собственных шумов.

Кроме того, сравнительно высокое входное сопротивление полевых транзисто- ров позволяет увеличить коэффициент включения транзистора в контур входной цепи m₂, повысить ее коэффициент передачи Ковц и избирательные (селективные) свойства за счет уменьшения шунтирования контура и увеличения эквивалентной добротности Qэ.

Для реализации УРЧ на базе линейных интегральных схем (ЛИС) могут быть ис- пользованы интегральные микросхемы с разной степенью интеграции и различной технологией их изготовления:

а) гибридные (ГИМС сравнительно малой степени интеграции с навесными акти- вными элементами - бескорпусными кремниевыми транзисторами, обычно с п-р-п структурами;

б) полупроводниковые ПМС большой степени интеграции с активными элемен- тами - интегральными транзисторами, выполненными в одном монокристалле полу- проводника.

Применение ИМС с высокой степенью интеграции позволяет повысить технико- экономические показатели каскадов УРЧ и, следовательно, радиоприёмников.

Для построения радиовещательных приемников широко используются ГИМС малой и средней степени интеграции серий типа К224 и К237. Основные параметры этих МС, примеры их выбора и включения даны в [7, с. 18-22,24-32, 54-73].

При использовании ИМС серии К237 следует иметь в виду, что в К237ХК1 пер-

вый каскад УРЧ в типовой схеме включения - обычно апериодический (резисторный, широкополосный). К выводу «13» может быть подведено напряжение источника пи- тания + Опт, при этом каскад становится апериодческим, с коллекторной нагрузки ко- торого 1R1 = 8 кОм (вывод «14») снимается напряжение усиленного сигнала.

При использовании такого каскада в качестве усилительного регулируемого по

цепи АРУ к выводу «13» подводится внешнее напряжение АРУ Uper ≈ 5В с вывода «13» ГИМС К237 х К2.

При использовании такого каскада в качестве резонансного УРЧ между вывода- ми «13» и «14» надо включить колебательный контур, а к выводу «13» подвести нап- ряжение источника питания +U_Mn.

Для современных бытовых радиоприемников с AM создан ряд аналоговых ИС, например, К174ХА2 и К175ХА2, на базе которых реализуются УПЧ с системой АРУ, преобразователь частоты ПЧ и УПЧ с системой АРУ.

Кроме того, известна многофункциональная ИС типа К174ХА10, на базе которой можно создать тракты АС и ЧМ бытового радиоприемника не выше 3-й группы сло- жности.

Для блока УКВ тракты ЧМ бытовых радиоприемников созданы схемы К174ПС1 и К175ПС1.

Тема 2.4. Малошумящие усилители

Особенность усиления на СВЧ. Требования к усилительным приборам, их раз-

новидности. Регенеративные резонансные усилители, принцип действия, назна-

чение циркулятора. Виды малощумящих усилителей, назначение и способы охла-

ждения. Параметрические усилители одноконтурные и двухконтурные.

Параметрический усилитель - преобразователь. Эквивалентные схемы, коэф-

фициент усиления, параметры существующих ПУ.

Малошумящие усилители на полевых транзисторах с барьером Шоттки ПТШ).


Тема 2.5. Принципиальные схемы преселекторов радиоприемников

Особенности построения принципиальных схем преселекторов современных

радиоприемников различного назначения: звукового вещания, телевизионных,

связных на декаметровых волнах, радиорелейных.

Вопросы для самопроверки

1 Как классифицируются УРЧ?

2 Каково назначение резонансного (апериодического) УРЧ?

3 Перечислить основные показатели качества резонансного УРЧ.

4 От каких параметров УРЧ зависят основные электрические параметры радио-

приемника: реальная чувствительность Е_А, селективность

5 Какие схемы резонансных УРЧС наиболее широко применимы и каковы их сравнительные параметры, преимущества и недостатки?

6 Из каких соображений выбирают транзисторы в каскадах УРЧ?

7 Написать формулу резонансного коэффициента Ко_Ур_Ч.

8 Из каких соображений применяю неполное включение транзистора в контур УРЧ?

9 Какие элементы схемы резонансного УРЧ и как влияют: на величину К_оурч; селективность σз*σпр; П0,7?

10 Как влияет режим работы биполярных транзисторов I_ко* Uкэ0 на величину Коурч при постоянных m1 и m2?

11 При каких условиях можно получить К_{0 урч mах}?

12 Что такое устойчивость резонансного УРЧ, его устойчивый коэффициент усиления К_уурч?

13 От каких параметров усилительных приборов и схем резонансного УРЧ

зависит величина его К_у?

14 Перечислите меры повышения К_у.

15 Что представляет собой резонансная характеристика УРЧ и какой вид имеет ее график?

16 Что можно определить по резонансной характеристике УРЧ?

17 Почему селективность каскада УРЧ и его Ко различны для разных частот f_Q перекрываемого диапазона?

18 Какими элементами схемы осуществляется изменение настройки резонанс- ного УРЧ на заданную частоту f₀?

19 Укажите особенности построения резонансных УРЧ на базе гибридных и аналоговых ИС.

20 Перечислите известные Вам типы ИС, на основе которых можно создать УРЧ трактов AM и ЧМ бытовых радиоприемников.

В результате изучения раздела студенты должны знать назначение преселекторов радиоприемников, их электрические параметры и зависимость этих параметров от типа схемы входной цепи и УРЧ, типа УЭ или ИС, на базе которой создается тракт преселектора

Студенты должны уметь читать принципиальные схемы преселекторов различ- ных радиоприемников связи и вещания.

РАЗДЕЛ 3. ТРТАКТЫ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ (ТПЧ)

Тема 3.1. Построение трактов промежуточной частоты


Назначение ТПЧ. Показатели качества: коэффициент усиления, селективность,

полоса пропускания, коэффициент прямоугольности резонансной характеристи-

ки, стабильность промежуточной частоты.

Структурные схемы ТПЧ с однократным преобразованием частоты и селектив-

ности. Применение в ТПЧ ФСС, ПЭФ, ЭМФ, ФАПВ, цифровых фильтров. Стру-

ктурные схемы ТПЧ с многократным преобразованием частоты.

При изучении этой темы надо выделить вопросы, связанные с назначением УПЧ и принципом построения трактов УПЧ радиоприемников различного типа.

Резонансные УПЧ с полосовыми фильтрами (ПФ) должны создавать максималь- ное ослабление сигналов мешающих соседних радиостанций (избирательность по соседнему каналу σ_с дБ) и максимальное равномерное устойчивое усиление полез- ного сигнала в заданной полосе пропускания приемника (П кГц). Эти требования наилучшим образом выполняются при резонансной характеристике УПЧ, близкой к прямоугольной.

Построение тракта промежуточной частоты возможно двумя принципами:

1) равномерное распределение усиления и селективности между отдельными кас- кадами УПЧ (с распределенной селективностью);

2) разделение между каскадами функций усиления и селективности (с сосредото- ченной селективностью).

При построении тракта УПЧ супергетеродинных приемников с однократным преобразованием частоты по второму принципу многоконтурная резонансная сис- темздающая требуемую избирательность σ_с, дБ, и формирующая полосу пропуска- ния П, кГц, включается обычно в выходную цепь смесительного каскада преобразо- вателя частоты, и ее параметрами определяются требуемые для радиоприёмника се- лективность по соседнему каналу σ_с и допустимые частотные искажения в полосе пропускания σп. При этом каскады УПЧ, создающие только необходимое усиление полезного сигнала, выполняются широкополосными (резисторными или резонансными).

В приемниках радиосвязи с многократным преобразованием частоты принимае-

мых радиосигналов к усилителям тракта 1-й промежуточной частоты УПЧ1 обычно предъявляют высокие требования линейности амплитудной характеристики. В схеме УПЧ1 применяют мощные малошумящие БТ с высокой линейностью характеристик, необходимые избирательность σ_с, дБ и П, кГц, обеспечиваются обычно в тракте ос- новной селекции (в тракте 2-й или 3-й промежуточных частот) полосовыми фильтра- ми. Основное применение находят кварцевые ПФ и фильтры на поверхностно – акус- тических волнах ПАВ.

В бытовых радиовещательных приемниках с ЧМ (кроме самых высококачествен- ных моделей) в настоящее время в трактах промежуточной частоты ЧМ сигналов широко применяю пьезокерамические ПФ типа ФП III-049a и ФПШ-0496.

Применение для УКВ приемников ПФ, составленных из пар связанных колебате- льных контуров, позволяет обеспечить более высокие показатели: малые нелиней- ные искажения (к_г<1%) при полосе пропускания П = 100 кГц и избирательности

σс = 45 дБ при расстройке Δf_c = ±120кГц.

Для приемников 0-й группы сложности применяют более сложные избирательные системы.

В транзисторах радиоприемниках AM сигналов также широко используется вто- рой принципа построения тракта промежуточной частоты с включением ПФ на его входе. В качестве ПФ применяют пьезокерамические и электромеханические филь- тры.

Для приемников с широкополосной селекцией разработаны ПФ на среднюю частоту f_np= 24,975 кГц (ФП2П4 - с полосой пропускания П=12 кГц.


Тема 3.2. Преобразователи частоты.

Назначение и классификация преобразователей частоты. Структурная схема.

Выбор режима работы преобразовательного прибора. Понятие о верхней и ниж-

ней настройке гетеродина. Побочные каналы приёма. Линейное и нелинейное

преобразование частоты. Интерференционные свисты.

Преобразование частоты на гармониках гетеродина. Методы ослабления побо-

чных эффектов преобразования. Гетеродины. Назначение и требования, предъя-

вляемые к ним. Способы повышения стабильности частоты гетеродинов. Схемы

гетеродинов. Понятие о синтезаторах частоты.

Схемы преобразователей частоты диодных, транзисторных, на интегральных

микросхемах. Балансные и кольцевые преобразователи частоты.


При изучении теории преобразования частоты надо обратить внимание на то, что в процессе преобразования происходит перемножение напряжений сигнала U_c=Yi(t) и гетеродина U_r=Y2 (t), подводимые ко входу смесительного каскада, в результате чего в выходной его цепи, кроме токов с частотами fo, f_r, mf₀ и nf_r возникают токи промежуточных частот f_np, отличных от частот сигнала f₀ и гетеродина f_r.

Как известно, перемножение напряжений разной частоты возможно с помощью электронных и полупроводниковых приборов с нелинейной вольтамперной характе- ристикой, т.е. устройств с изменяющимися параметрами (крутизной выходного тока Sк, R_BX, Rвых и др., которым может быть лампа, транзистор, диод, варикап.

Если f_np=f_r-f₀, то это верхняя настройка гетеродина (f_r>f₀), применяемая обычно в радиовещательных приемниках; если fnp=f₀-f_r - нижняя настройка (f0 > fг). Частотно- селективная цепь, включаемая на выходке смесителя, настраивается на f_np и выделя- ет напряжение промежуточной частоты U_np.

Для получения эффективного преобразования частоты, т.е. для возможности изме- нения параметров смесительного элемента в больших пределах и получения больше- го выходного напряжения промежуточной частоты U_np при U_c=const и U_r=const ре- жим работы смесительного каскада выбирают так, чтобы рабочая точка находилась

на квадратичном участке вольт-амперной характеристики его смесительного элемен- та.

В линейном режиме работы ПрЧ (без отсечки по току и крутизне) угол отсеч-

ки Ө =180° и паразитными каналами приема являются зеркальный канал на первой гармонике f_r, канал на промежуточной частоте f_np и зеркальные каналы высших гар- моник nf_r. Напряжение гетеродина в транзисторном ПрЧ в этом режиме составляет примерно U_r= 100 мВ, а напряжение сигнала U_c= 2-4 мВ при начальном смещении на базе транзистора смесителя, равном U_бэо = 0,15-0,25В.

Итак, в режиме работы ПрЧ, называемом «линейным», угол отсечки тока и крути- зны Ө =180°, а ток коллектора и крутизна должны изменяться по закону, бликому к синусоидальному, повторяя синусоидальный закон и изменения напряжения гетеро- дина



В линейном режиме работы ПрЧ крутизна преобразования Sпр равна половине ам- плитуды колебания крутизны выходного тока транзистораИзменение кру- тизны выходного тока возникает под действием напряжения гетеродина Ur , чем бо- льше Uг, тем больше пределы изменения крутизны и величины Sкм и Sпр. При ли- нейной амплитудной характеристике ПрЧ и синусоидальном напряжении Uг измене- ние крутизны происходит также по синусоидальному закону. Если же напряжение Uг несинусоидально, то возникают гармоники колебания основной частоты fг и гармо- ники колебания крутизны Sк.. При преобразовании на первой гармонике fг, отсюда следует,



что если




так как

В расчетах можно принять величину Sкm ≈ Sко, т.е. равной средней крутизне транзистора в режиме усиления .

Входное Rвх пр и выходное Rвых пр сопротивления смесительного каскада ПрЧ

определяется из условий: Rвх. пр = (1,5 – 2 ) Rвх. тр

Rвых.пр = (1,5 – 2) Rвых.тр

Cвх. пр = Cвх.тр

Cвых. пр = Cвых.тр

В общем случае изменение крутизны во времени от действия напряжения гетеро- дина Ur происходит не по синусоидальному закону и может быть представлено, как любое гармоническое колебание рядом Фурье;

S_k(t) = Sko+ΣSknсоs ω_rt

где n = 1,2,3 номер гармоники основной частоты гетеродина f_r.

Это создает условия для появления эффекта преобразования на высших гармони- ках nf_r и возникновения дополнительных паразитных каналов приема. В отдельных случаях, когда требуется снизить частоту гетеродина, в приемниках радиосвязи ис- пользуется преобразование на второй или третьей гармонике f_r.

В нелинейном режиме ПрЧ (с отсечкой по точку и крутизне) угол отсечки равен l20°>O>90°. При одновременном воздействии на вход смесительного каскада напряжений Uс ≈ 10мВ и Uг≈ 200 мВ при начальном смещении на базе транзистора смесителя, равном Uбэо ≈ 0-0,l В в цепи коллектора транзистора протекают точки час частот nf_r, mfо, где n = 1,2,3...- номер гармоники f_r; m=l,2,3... – номер гармоники f_Q (форма коллекторного тока - несинусоидальная, импульсная);

f_np = nf_r±mf₍₎. Нелинейный режим работы ПрЧ характеризуется значительно большей эффективностью паразитных каналов приема, а также наличием комбинационных колебаний промежуточной частоты, воспроизводимых на выходе приёмника в виде интерференционных свистов, ухудшающих качество приема.

Для уменьшения уровня дополнительных, паразитных каналов приема рабочая точка одновременно должна располагаться на линейном участке характеристики

крутизны S_n=Y(Uбэ) выходного тока транзистора (режим без отсечки по току и

крутизне).

Смесительный каскад ПрЧ с полосовым фильтром ПФ можно рассматривать как резонансный каскад УПЧ с таким же ПФ, но с эквивалентными параметрами

S_np, Rвх пр, Rвых.пр.

Резонансный коэффициент усиления (передачи) ПрЧ с полосовым фильтром пьезокерамического типа рассчитывают по формуле:




где ρк и QЭ - характеристическое сопротивление и эквивалентная добротность ши- рокополосного согласующего колебательного контура;

Кф – коэффициент передачи напряжения ПФ;

m1 и ш2 - коэффициенты включения входной цепи смесителя ПрЧ (m1) и входной цепи УПЧ (m2 ) во входную и выходную цепи ПФ соответственно.

ПКФ обычно включается в коллекторную цепь транзистора смесительного каска- да ПЧ через широкополосные согласующий фильтр с малой добротностью Qэ= 608 (полоса пропускания контура в 3-5 раза шире полосы пропускания приёмника). Параметры ПКФ, применяемых в радиовещательных приемниках, приведены в

[7, Приложение, табл. 1.2].

Гетеродин - один из важнейших элементов схемы ПрЧ. Стабильность частоты его колебаний определяет стабильность настройки всего радиоприемника. Форма коле- баний гетеродина должна быть максимально приближена к синусоидальной, что уменьшает количество паразитных каналов приема.

Частота колебаний гетеродина отличается от частоты принимаемого радиосигна- ла f₀ на величину промежуточной частоты:



При низкой стабильности fr задача бес подстроечной связи решается за счет рас- ширения полосы пропускания приемника П, которая должна быть выбрана такой, чтобы при любом ожидаемом уходе fr спектр преобразованного сигнала Δf оставал- ся в пределах этой полосы.



где 2Δfmax - ширина спектра принимаемого сигнала;

Δfг и Δfпер – частотная нестабильность гетеродина и передатчика;

Δfd- изменение частоты принимаемого сигнала при связи с подвижным объектом (эффект Доплера).

В любом случае расширение полосы пропускания приемника связано с уменьше- нием его помехоустойчивости. Основные причины нестабильности частоты маломо- щных транзисторных генераторов и методы стабилизации подробно рассматривают- ся в курсе «Радиопередающие устройства». Следует помнить о том, что высокие тре- бования к стабильности fr всегда удовлетворяются только при усложнении схемы и конструкции гетеродина. В радиовещательных приемниках требования к стабильнос- ти fr всегда значительно ниже, чем в приемниках радиосвязи и магистральной радио- связи.

В гетероднинах радиовещательных приемников обычно используют бескварце-

вую стабилизацию (стабилизация режима питания, термостабилизация и др.), а в случе нарушения стабильности fr уверенный прием сигналов обеспечивают рас-

стройкой контуров преселектора относительно fо, что приводит к ухудшению каче- ственных показателей приемника.

В гетеродинах профессиональных приемников всегда применяют кварцевую ста- билизацию, а в системах магистральной радиосвязи на декаметровых волнах в каче-

стве возбудителей передатчиков и гетеродинов приемников синтезаторы частот при- меняют одни и те же устройства с дискретной настройкой (шаг дискретности сетки частот настройки Δf = 100Гц и 10 Гц).

К гетеродинам в диапаозне УКВ требования стабильности в случае широкополос- ной модуляции предъявляются менее жесткие (удовлетворительная стабильность – 10 , 10 ). При узкополосной радиосвязи в УКВ диапазоне требуемая стабильность fr значительно выше.

Возможность сужения полосы пропускания радиоприемника в условиях малой стабильности fr для бесподстроечной связи создает система автоматической подст- ройки fr (АПЧГ). Колебательные контуры в гетеродинах приемников MB и ДМВ не отличаются от контуров УРЧ. На более высоких частотах колебательные контуры гетеродинов строятся из отрезков концентрических коаксиальных линий и волново- дов.

В диапазоне сантиметровых волн используются гетеродины на отражательных клистронах.

В высококачественных радиовещательных приемниках в ПрЧ наибольшее распро- странение получила трехточечная схема отдельного гетеродина с автотрансформато- рной связью.

В гетеродинах применяют ВЧ и СВЧ биполярные и полевые транзисторы такого же типа, что и в смесительной части ПрЧ, и чаще включение по схеме с ОБ и ОЗ.

ПрЧ на БТ не нашли широкого применения в приемниках радиосвязи на декамет- ровых волнах. В основном используются либо ПрЧ на ГТГ, либо кольцевые ПрЧ. В бытовых радиовещательных приемниках ПрЧ обычно входит в состав 1-й ИС, содержащей, кроме ПрЧ, также и УРЧ (см. тракт преселектора).

При изучении диодных ПрЧ надо выделить следующее:

коэффициент передачи диодных ПрЧ всегда меньше единицы;

коэффициент шума диодных ПрЧ сравнительно мал;

диодные ПрЧ обладают сравнительно малым входным и выходным сопротивле- ниями, что приводит к сильному шунтированию источника сигнала и нагрузки, и для снижения этого явления надо ослаблять связь ПрЧ с контурами сигнала и промежуто- чной частоты.

В диодных ПрЧ цепи сигнала и гетеродина сильно взаимосвязаны из-за того, что напряжение Uс и U_r вводятся последовательно с диодом, обладающим сравнительно низким внутренним (прямым) сопротивлением;

для ослабления взаимной связи цепей сигнала и гетеродина используют баланс- ные кольцевые схемы ПрЧ;

величина мощности, потребляемой ПрЧ от гетеродина, составляет небольшую

часть его колебательной мощности Р_г, и поэтому изменение режима работы ПрЧ мало влияет на режим работы гетеродина (на величину его амплитуды напряжения Uгm, мощность Р_г и частоту f_r).

В балансных диодных ПрЧ, применяемых в высококачественных радиоприёмни- ках, обязательно должен быть отдельный гетеродин. Смесительный каскад таких

ПрЧ обычно выполняется по кольцевой схеме с односторонней проводимостью что

существенно снижает взаимную связь контуров сигнала и гетеродина, а также про-

никновение колебаний гетеродина во входную и выходную цепи ПрЧ и уменьшение его коэффициента шума N_m.

В транзисторных ПрЧ, выполненных по балансной схеме, смесительный каскад обычно является дифференциальным (на двух транзисторах). На базы транзисторов VT1 и VT2 смесительного каскада подается напряжение сигнала U_c, а на базу тран- зистора VT3 - напряжение гетеродина U_r. При этом за счет перемножительных свой- ств дифференциального каскада возникает эффект перемножения двух переменных напряжений разных частот U_с и U_r, результатом которого является напряжение про- межуточной частоты U_np, выделяющееся на выходной обмотке согласующего тран- сформатора.

В этой схеме еще более ослаблена связь между цепями сигнала и гетеродина, так как элементом связи является переход коллектор - база транзистора VT, а не переход эмиттер-база, как это имеет место в схеме ПрЧ [2, рис. 7.19-а, с. 263].

Тема 3.3. Усилители промежуточной частоты (УПЧ)

Особенность резонансных усилителей, применяемых в тракте промежуточной

частоты.

Анализ работы каскадов УПЧ с одноконтурным, с двухконтурным полосовыми

фильтрами, с ФСС. Согласование усилительного прибора с избирательной систе-

мой.

Резонансный коэффициент усиления, селективность, полоса пропускания, устой-

чивость.

Форма амлитудно - частотных характеристик каскадов и зависимость ее от сте –

пени связи между контурами.

Многокаскадные широкополосные УПЧ с одноконтурными, настроенными на

одну частоту каскадами, и с расстроенными каскадами. Сравнительная характе-

ристика. Устойчивость работы многокаскадных УПЧ.

Апериодические каскады УПЧ. Особенность построения трактов ПЧ с исполь-

зованием интегральных микросхем.

Особенности построения трактов промежуточной частоты даны в методических указаниях к теме 3.1.

Как было отмечено, в приемниках радиосвязи в декаметровом диапазоне с много- кратным преобразованием частоты УПЧ1 тракта 1-й промежуточной частоты стро- ится в основном на БТ. Тракт 2-й промежуточной частоты (УПЧ-2) реализуется, как правило, на интегральных схемах.

Для бытовых радиовещательных приемников с ЧМ известны ИС, 237ХК5, и др. В настоящее время разработаны полупроводниковые ИС типа К174ХА6 и др., в состав которых, как правило, входит усилитель- ограничитель амплитуды напряжения ЧМ сигналов и квадратурный частотный детектор ЧД. Эта ИС может применяться в ЧМИ приемниках любой группы сложности, вплоть до нулевой.

Для тракта промежуточной частоты бытовых радиоприемников AM колебаний так же создан ряд аналоговых ИС таких, например, как 237ХК2, на базе которых можно реализовать УПЧ, амплитудный детектор и детектор АРУ; полупроводниковые ИС типа К174ХА2, К175ХА2 и др.

Примеры построения трактор промежуточной частоты и детекторов на ИС в ради- оприемниках различного типа приведены в [7, параграф 3.3. и IУ].

Тема 3.4. Принципиальные схемы трактов промежуточной частоты радиоприём- ников звукового вещания диапазонов КСДВ, УКВ, телевизионных (каналов изобра- жения и звукового сопровождения), связанных на декаметровых волнах при приеме различных сигналов; радиорелейных.


Вопросы для самопроверки

1 Укажи те назначение ПрЧ и составьте его структурную схему.

2 Почему процесс преобразования частоты принимаемого сигнала должен быть

линейным?

3 Почему от работы ПрЧ существенно зависят качественные показатели радио-

приемника?

4. В чем сущность процесса преобразования частот? Перечислить все показатели
   

качества ПрЧ.

5 Перечислить все показатели качества ПрЧ.

6 В каком режиме работы ПрЧ и почему меньше количество и эффективность па- разитных каналов приема?

7 Как и с какой целью обеспечивается линейных (нелинейных режим работы ПрЧ?

8 Как и с какой целью осуществляется преобразование на высших гармониках частоты гетеродина nf_r?

9 Как характеризуются эквивалентные параметры преобразования

S_np, Rвх пр, Rвых.пр и др.

10 Укажите назначение гетеродинов в супер гетеродинных приемниках и предъ- являемые к ним требования.

11 Каковы требования к стабильности fг приемников разного типа?

12 В чем состоят причины нестабильности f_r?

13 Каковы способы повышения стабильности U_r и f_r?

14 Какие схемы гетеродинов применяются в приемниках разного типа?

15 Как влияет на стабильность f_r на качественные показатели радиоприёмников?

16 Как классифицируются схемы ПрЧ и каковы их сравнительные параметры и характеристики?

17 Каким параметром характеризуется эффективность работы ПрЧ?

18 Какие типы ЧСЦ применяются в качестве нагрузки в ПрЧ, каково их назначе- ние и сравнительные параметры и характеристики?

19 Что представляет собой АЧХ и резонансная характеристика ПрЧ? Чем отлича- ются друг от друга?

20 В каких приемниках применяются диодные ПрЧ? Каковы их эквивалентные

параметры преобразования?

21 В чем отличие схем диодных ПрЧ балансной, кольцевой и т.д.?

22 Каковы отличительные особенности балансных кольцевых ПрЧ.

23 В чем состоит трудность получения точного сопряжения настроек контуров

преселектора приемника супергетеродинного типа и контура его гетеродина?

24 Каковы способы снижения неточности сопряжения контуров преселектора и

гетеродина?


В результате изучения раздела студенты должны знать принципы построения трактов промежуточной частоты приемников радиосвязи и вещания, их электричес- кие параметры и характеристики.

Студенты должны уметь составить принципиальную схему отдельных каскадов (ПрЧ и УПЧ на БТ, ПТ и ИС) и читать принципиальные схемы трактов промежуточ- ной частоты радиоприемников различного типа и назначения.