Расчет ЧМ РПУ на ИМС (стр. 1 из 3)

СОДЕРЖАНИЕ ЛИСТ

Введение …………….………..……………………………………….………… 5

1. Выбор блок-схемы приемника ………………………………….…..………. 10

2. Предварительный расчет усиления ЧМ на ИМС приемника ……………... 11

3. Расчет резонансной системы для обеспечения избирательности ………… 12

4. Выбор ИМС, используемой в качестве УВЧ, преобразователя, УПЧ, ЧД,

а так же предварительного УЗЧ ……………………………………..…....... 14

5. Выбор ИМС, используемой в качестве оконечного УЗЧ. …….……........... 17

Описание принципиальной схемы …………………………………………….. 20

Список используемой литературы …………..…….....………………………... 21

Введение.

C развитием радиоприемной техники повышались требования к чувствительности радиоприемника, к его полосе пропускания и избирательности. Однако эти требования ограничиваются различными видами помех радиоприему, так как с увеличением коэффициента усиления приемника и расширением полосы пропускания восприимчивость приемника к помехам возрастает, а следовательно, его реальная чувствительность понижается.

Как показывают теоретические и экспериментальные исследования, применение частотной модуляции для передачи сигналов в значительной мере ослабляет действие помех на радиоприемник и повышает его реальную чувствительность. В этом случае удается улучшить отношение сигнал/шум на выходе приемника более чем в 100 раз по сравнению с амплитудной модуляцией. Высокая помехоустойчивость является одним из основных качеств частотной модуляции.

Остановимся коротко на общих сведениях о частотно-модулированных колебаниях. Частотно-модулированными (ЧМ) колебаниями называются колебания, амплитуда которых постоянна, а частота изменяется по закону, отображающему характер модулирующих низкочастотных сигналов.

Максимальное значение девиации частоты Δfmax соответствующее наибольшей амплитуде модулирующего сигнала, в радиовещании принято равным 75 кГц. Это значит, что полезный спектр, излучаемый радиостанцией, занимает полосу 150 кГц. Практически для одной станции отводится канал с шириной полосы 250 кГц. Использование ЧМ колебаний при такой ширине канала возможно только в диапазоне укв.

Высокая помехоустойчивость приемников ЧМ колебаний объясняется главным образом тем, что амплитуда колебаний при частотной модуляции сохраняется постоянной.

Сравним соотношение между сигналом и помехой на входе приемника при частотной модуляции и при амплитудной модуляции. Положим, что амплитуда частотно-модулированного сигнала равна амплитуде амплитудно-модулированного (АМ) сигнала в момент ее наибольшего значения (фиг. слева) Интенсивность воздействия помехи на входе приемника в обоих случаях считаем одинаковой. Как видно из рисунка а), соотношения между сигналом и помехой при АМ колебаниях беспрерывно изменяются. При больших амплитудах сигнал значительно превышает помеху и ее влияние на прием незначительно, и, наоборот, при малых амплитудах, сигнал может быть на уровне помехи, и в этом случае помеха будет препятствовать нормальному приему. Следовательно, для обеспечения достаточной помехоустойчивости приемника при АМ колебаниях необходимо, чтобы минимальная амплитуда полезного сигнала превышала уровень помехи в достаточное число раз. Совершенно иное положение наблюдается при приеме ЧМ колебаний. Из рисунка б) видно, что соотношение между сигналом и помехой остается неизменным и по величине сохраняется таким же как в случае амплитудной модуляции в момент ее наибольшей

амплитуды.

Все эти соображения не раскрывают полностью причин повышенной помехоустойчивости приемника ЧМ колебаний. В этом приемнике для получения максимального соотношения между сигналом и помехой на выходе применяют специальное устройство для подавления помех и собственных внутриприемных шумов.

Действие помех и шумов на полезный сигнал вызывает в основном амплитудные изменения сигнала по закону помех, т. е. происходит амплитудная модуляция сигнала. Поэтому подавление помех в радиоприемнике достигается путем ограничения сигнала по амплитуде. Применение ограничения при АМ колебаниях наряду с частичным устранением амплитудных изменений сигнала, вызванных помехами, нарушает закон модуляции и в конечном счете приводит к нелинейным искажениям сигнала по низкой частоте. При ЧМ колебаниях действие амплитудного ограничителя устраняет всякие амплитудные изменения сигнала без нарушения закона модуляции. Таким образом, амплитудное ограничение является эффективным методом подавления помех при ЧМ колебаниях, вследствие чего помехоустойчивость приемника еще больше увеличивается.

Приемник ЧМ колебаний характеризуется особенностями, обусловленными отличием ЧМ колебаний от АМ колебаний:

1) приемник ЧМ колебаний работает в диапазоне УКВ;

2) полоса пропускания высокочастотного канала приемника (до детектора) имеет большую ширину.

Супергетеродинный приемник состоит из: преселектора, включающего в себя входную цепь и усилителя радиочастоты (УРЧ). Входная цепь должна обеспечить некоторую частотную избирательность до входа первого каскада УРЧ с целью ослабления сильных помех. УРЧ должен обеспечить частотную избирательность и усиление принятого сигнала, мощность которого на входе приемника на много порядков меньше той, которая необходима для нормальной работы воспроизводящего устройства приемника.

Преобразователь частоты, состоит из смесителя и гетеродина (СМ и ГЕТ).

Гетеродин — это маломощный автогенератор. Смеситель- это резонансный каскад. На вход смесителя подается напряжение с частотами сигнала f_c и гетеродина f_г- В результате взаимодействия двух напряжений разных частот в спектре выходного тока смесителя появляется много комбинационных частот, в том числе и частота, равная разности этих частот. Величина разностной частоты должна быть ниже или выше частоты радиосигнала, но обязательно выше частоты модуляции, поэтому ее называют промежуточной - f_пр. Промежуточная частота может быть равной:

f_пр=f_г – f_с, при f_г> f_с

f_пр= f_с- f_г, при f_с> f_г

Отличительной особенностью супергетеродинного приемника является то, что независимо от частоты принимаемого сигнала промежуточная частота постоянна и выбирается так, чтобы обеспечить наименьшие помехи от близко расположенных по частоте станций и получить требуемое усиление и избирательность по соседнему каналу S_ск.

На промежуточную частоту настроена резонансная система, включенная в выходную цепь смесителя, что позволяет при соответствующей полосе пропускания выделить напряжение сигнала промежуточной частоты. Следовательно, назначение преобразователя заключается в преобразовании частоты радиосигнала в другую, промежуточную частоту с сохранением закона модуляции.

Усилитель, который усиливает сигнал промежуточной частоты, называется усилителем промежуточной частоты (УПЧ). Усилитель промежуточной частоты приемника ЧМ колебаний в отличие от приемника АМ колебаний должен обеспечивать усиление сигналов в сравнительно широкой полосе пропускания в пределах 150—200 кГц и поэтому в нем должно быть большее число каскадов, чем в обычном узкополосном усилителе промежуточной частоты.

Обычно в приемниках ЧМ колебаний усилитель промежуточной частоты содержит не менее трех каскадов усиления. Величина промежуточной частоты в таких приемниках выбирается в пределах единиц и десятков мегагерц. Для получения высококачественного звучания полосу пропускания низкочастотного тракта обычно расширяют до 15 кГц.

Таким образом, в супергетеродинном приемнике усиление осуществляется на трех частотах: на радиочастоте, промежуточной частоте и частоте модуляции, а на которых это происходит, называются трактами радиочастоты промежуточной частоты, низкой частоты.

Частотный детектор. В частотном детекторе сигнал, модулированный по частоте, преобразуется в сигнал, модулированный по амплитуде, который затем детектируется при помощи обычного амплитудного детектора. В современных приемниках ЧМ сигналов для частотного детектирования широко применяется так называемый дробный детектор. Основное преимущество дробного детектора заключается в том, что он не реагирует на амплитудные изменения сигнала, а это позволяет исключить из схемы приемника

Рисунок 1 – Характеристика ЧД. амплитудный ограничитель.

Действия частотного детектора дополнительно поясняются характеристикой, приведенной на рисунке 1.

Усилитель звуковой частоты (УЗЧ) доводит звуковой сигнал до уровня необходимого для воспроизведения.

Краткие выводы:

1. Основным достоинством приемников частотно-модулированных колебаний является их высокая помехоустойчивость.

2. Приемники ЧМ колебаний предназначены для приема сигналов в диапазоне ультракоротких волн и характеризуются широкой полосой пропускания высокочастотного канала.

3. Приемники частотно-модулированных колебаний в основном строятся по супергетеродинной схеме, в составе которой в отличие от схем приемников амплитудно-модулированных колебаний имеются амплитудный ограничитель (когда требуется) и частотный детектор.

4. Главное преимущество супергетеродинного приемника заключается в том, что он позволяет обеспечить устойчивый прием слабых сигналов в условиях интенсивных помех.

5. Более высокая чувствительность (U_вхmin=0,1-450мкВ) и большая выходная мощность супергетеродинного приемника отличает его от других приемников.

Несмотря на указанное преимущество, супергетеродинные приемники имеют некоторые недостатки: