Радиоприёмные устройства

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Глава 1. Назначение и основные технические характеристики радиоприёных устройств

1.1 Основные определения

1.2 Основные характеристики радиоприёмных устройств

Глава 2. Классификация и принципы построения радиоприёмных устройств

2.1 Классификация радиоприёмных устройств

2.2 Принципы построения радиоприёмных устройств

Глава 3. Входные цепи радиоприёмника

3.1 Назначение и классификация входных цепей

3.2 Характеристики входных цепей

3.3 Приёмные антенны и их параметры

3.4 Электронная настройка входных цепей

3.5 Фильтры помех во входных цепях

3.6 Входные цепи при работе с настроенными антеннами

3.7 Входные цепи при работе с ненастроенными антеннами

Глава 4. Усилители радиочастоты

4.1 Назначение и классификация УРЧ

4.2 Характеристики и параметры УРЧ

4.3 Практические схемы усилителей радиочастоты

4.4 Усилители радиочастоты в диапазоне СВЧ

Глава 5. Преобразователи частоты

5.1 Общие сведения

5.2 Принцип работы преобразователя частоты

5.3 Дополнительные каналы приёма и избирательность РПрУ

5.4 Двойное преобразование частоты

5.5Гетеродины

5.6 Некоторые схемы преобразователей частоты

Глава 6. Усилители промежуточной частоты

6.1 Назначение, классификация и характеристики УПЧ

6.2 УПЧ с распределённой избирательностью

6.3 УПЧ с сосредоточенной избирательностью

Глава 7. Детекторы амплитудно-модулированных сигналов

7.1Общие сведения о детекторах

7.2 Назначение, классификация и характеристики амплитудных детекторов

7.3. Принцип действия диодного амплитудного детектора

7.4 Схемы амплитудных детекторов

7.5 Параметрические (синхронные) амплитудные детекторы

Глава 8. Частотные и фазовые детекторы

8.1 Назначение и классификация частотных детекторов

8.2 Качественные показатели частотного детектора

8.3 Принцип действия частотного детектора

8.4 Фазовые детекторы

Глава 9. Регулировки в радиоприёмных устройствах

9.1 Назначение и виды регулировок

9.2 Автоматическая регулировка усиления

9.3 Регулируемые усилители

9.4 Автоматическая регулировка полосы пропускания

9.5 Автоматическая регулировка частоты гетеродина

Глава 10. Приём стереофонических и цифровых сигналов

10.1 Приём сигналов стереофонического вещания

10.2 Приём цифровых сигналов

Литература

радиоприёмник сигнал детектор радиочастота

Глава 1. Назначение и основные технические характеристики радиоприёмных устройств

1.1 Основные определения

Радиоприёмное устройство (РПрУ) - это комплекс функциональных узлов, блоков и электрических цепей, предназначенный для выделения полезных сигналов из принимаемого радиоизлучения и преобразования их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации.

РПрУ является частью системы передачи сообщений, использующей для этого энергию радиоволн. Предназначено оно для воспроизведения передаваемого сообщения с заданной степенью точности.

РПрУ решает следующие основные задачи:

улавливание радиоволн и преобразование их в радиосигнал;

выделение полезного радиосигнала из помех;

усиление принятого радиосигнала;

преобразование радиосигнала в сигнал электрический;

преобразование электрического сигнала в сообщение;

воспроизведение переданного сообщения в виде звука, изображения на экране, записи текста и т.п.

Перечисленные функции определяют структуру РПрУ, показанную на рис.1.1.

Рис.1.1. Структурная схема радиоприёмного устройства.

Из рис.1.1 видно, что РПрУ состоит из трёх основных частей: приёмной антенны, собственно радиоприёмника и воспроизводящего устройства.

Антенна преобразует энергию электромагнитного поля в энергию электрического тока той же частоты. В месте расположения приёмной антенны электромагнитное поле формируется не только радиоволной, несущей «полезное» сообщение, но и множеством других источников излучений с различными радиочастотами. Эти радиочастоты являются мешающими и поэтому называются они помехами. Отделение сигнала от помех - его селекция - частично осуществляется антенной, но главным образом радиоприёмником.

Для приведения в действие воспроизводящего устройства к нему необходимо подвести электрический сигнал определённой мощности или напряжения. Следовательно, радиоприёмник должен усилить принимаемый сигнал. Воспроизводящее устройство преобразует электрический сигнал в сообщение. В зависимости от характера принимаемого сообщения в качестве воспроизводящего устройства используется телефон, динамический громкоговоритель, кинескоп и т.п.

Преобразование радиосигнала в сигнал электрический, соответствующий модулирующему, называется детектированием. Осуществляется оно с помощью устройства, называемого детектором. Для детектирования на вход детектора необходимо подать радиосигнал определённой величины и освобождённый от помех. Для обеспечения нужной величины радиосигнала его необходимо усилить. Это усиление осуществляется специальными усилителями, включаемыми между антенной и детектором и имеющими частотно-

-избирательные цепи. При этом усиление полезного сигнала в радиотракте должно обеспечиваться по возможности без искажений: иначе говоря, радиотракт приёмника должен быть линейным устройством.

Усиление принимаемого сигнала осуществляется также и после детектора, для того чтобы довести мощность электрического сигнала до величины, необходимой для нормальной работы воспроизводящего устройства.

Выделение радиосигнала из помех называется избирательностью, или селективностью. Избирательность реализуется благодаря различию признаков между полезным и мешающим сигналами. Различают несколько видов избирательности:

Пространственная избирательность, которая реализуется с помощью антенн с острой диаграммой направленности.

Временная избирательность, которая сводится к тому, что приёмник отпирается только на время действия полезного сигнала.

Поляризационная избирательность, которая определяется горизонтальным или вертикальным расположением элементов антенны в пространстве.

Частотная избирательность - основной вид избирательности РПрУ. Это объясняется тем, что в радиотехнике сигналы и помехи, прежде всего, различаются по частоте. Однако если спектры сигналов и помех перекрываются, - этот вид избирательности не обеспечивает достаточно эффективного выделения полезного сигнала. Повышение помехоустойчивости радиоприёма в этом случае достигается использованием различия статистических свойств сигнала и помехи. Проблемы, связанные с этим, рассматриваются теорией статистического радиоприёма.

В дальнейшем мы будем рассматривать в основном частотную избирательность РПрУ.

1.2 Основные характеристики радиоприёмных устройств

К основным характеристикам РПрУ относятся:

диапазон рабочих частот;

чувствительность;

коэффициент шума и относительная шумовая температура;

частотная избирательность;

качество воспроизведения сигнала;

динамический диапазон;

выходная мощность.

Диапазон рабочих частот

Диапазоном рабочих частот РПрУ называют ту область частот, в пределах которой РПрУ, может плавно или скачком перестраиваться с одной частоты на другую без существенного изменения качества воспроизведения сигнала.

Ширина рабочего диапазона РПрУ оценивается крайними частотами его настройки f0мин и f0макс, а также коэффициентом перекрытия диапазона:

kД = f0макс / f0мин

В случае разбивки диапазона на несколько поддиапазонов каждый из них характеризуется максимальной и минимальной частотами:fпд1макс, fпд1мин, fпд2макс, fпд2мин и т.д., а также коэффициентами перекрытия:

kпд1 = fпд1макс / fпд1мин, kпд2 = fпд2макс / fпд2мин и т.д.

Максимальное значение коэффициента перекрытия ограничено конструктивными возможностями элементов настройки РПрУ. В качестве этих элементов обычно используются конденсаторы переменной ёмкости, у которых максимальная Смакс и минимальная Смин ёмкости выбираются в соотношении Смакс / Смин ? 25 … 50, не более. С учётом связи частоты настройки с ёмкостью контура f0 = находим, что kпд = ? 5 …7.

Если учесть, что в контур обычно входит ёмкость монтажа и другие паразитные ёмкости, то коэффициент перекрытия диапазона будет иметь значение kпд ? 2 …3. При применении для электронной настройки РПрУ варикапов коэффициент перекрытия будет ещё меньше.

Чувствительность

Чувствительностью называют способность РПрУ обеспечить нормальную работу воспроизводящего устройства при минимальном сигнале на входе приёмника. Количественно чувствительность оценивается минимальным уровнем входного сигнала, обеспечивающего заданную выходную мощность при определённых условиях. Чувствительность РПрУ определяется при отсутствии внешних помех.

Различают три вида чувствительности:

чувствительность, ограниченную внутренними шумами;

чувствительность, ограниченную усилением;

пороговую (предельную) чувствительность.

Чувствительность РПрУ, ограниченная внутренними шумами, - это минимальный уровень сигнала на входе РПрУ при заданном соотношении мощностей (напряжений) полезного сигнала и шума (отношение

сигнал / шум) и заданном уровне полезного сигнала на выходе линейной части приёмника (ЛТП). Этот вид чувствительности устанавливает уровень входного сигнала, ниже которого качество приёма считается неудовлетворительным.

Заданное соотношение сигнал / шум на выходе ЛТП определяется видом принимаемого сигнала. Так, например, для РПрУ радиовещания это соотношение выбирается в пределах 50…1000, для телевизионных приёмников - 50…70, для радиолокационных приёмников - 1,5…10. Соотношение РС / РШ или UC / UШ называют коэффициентом различимости и обозначают

буквой гР. Чувствительность, ограниченную внутренними шумами, называют

реальной чувствительностью приёмника.

Реальная чувствительность неудобна для сравнения приёмников с различными трактами усиления и видами модуляции. Кроме того, реальная чувствительность зависит от типа детектора, режима его работы и субъективных свойств наблюдателя, воспринимающего сигнал на выходе приёмника. Поэтому введён другой параметр чувствительности - пороговая (предельная) чувствительность РПрУ.

Пороговая (предельная) чувствительность РПрУ - это минимальный уровень сигнала на входе, при котором на выходе ЛТП соотношение

РС / РШ = 1 или UС / UШ = 1

Эту характеристику чувствительности можно применять для сравнения между собой РПрУ с разными трактами усиления и разными требованиями к соотношению сигнал / шум.

Реальная и предельная чувствительность связаны между собой соотношением:

РПР.МИН. = гР•Р'ПР.МИН. ,

где РПР.МИН. - реальная чувствительность приёмника;

Р'ПР.МИН. - предельная чувствительность приёмника.

Чувствительность РПрУ, ограниченная усилением, определяется минимальным уровнем радиосигнала на входе, необходимым для получения заданного уровня сигнала на выходе РПрУ. При определении этого вида чувствительности не оговаривается соотношение сигнал / шум. В данном случае важно получить на выходе определённый уровень сигнала, как правило, стандартный, равный 150 мВт или 5 мВт. Очевидно, что чувствительность, ограниченная усилением, зависит только от усиления ЛТП. Этот вид чувствительности не отражает качества приёма и характерен для РПрУ с малым коэффициентом усиления.

Если в РПрУ предусмотрена возможность подключения внешней антенны, то его чувствительность оценивается как ЭДС сигнала, наведенная в антенне (ЕАНТ). Величина ЕАНТ может выражаться в микровольтах (милливольтах) или в децибелах относительно 1 мкВ (дБмкВ).

Для РПрУ со встроенной магнитной антенной либо внешней штыревой антенной с заданной действующей высотой hД чувствительность выражают в единицах напряжённости электромагнитного поля (мВ/м). Зная напряжённость поля в данной точке приёма ЕП и действующую высоту антенны hД можно вычислить ЭДС сигнала, наведенного в антенне:

ЕАНТ = ЕП / hД.

Кроме общих, существует ещё несколько специальных определений чувствительности. Так, например, телевизионные РПрУ характеризуются чувствительностью, ограниченной синхронизацией. Под ней понимается наибольшая мощность входного сигнала, при которой начинается срыв синхронизации развёртки телевизора.

1.3 Коэффициент шума и относительная шумовая температура

Шумом называют колебания со сплошным спектром, в составе которого присутствуют компоненты бесконечно большого числа частот.

Хаотические колебания какой-либо физической величины около своего среднего значения (в том числе и нулевого) называются флуктуациями.

Источниками флуктуационных шумов в РПрУ является антенна, резисторы, колебательные контуры, электронные и полупроводниковые приборы. Шумы антенны образуют входные шумы, а шумы, возникающие в элементах приёмника, называют собственными шумами. Чем больше собственные шумы приёмника, тем хуже его чувствительность, так как для нормальной работы воспроизводящего устройства потребуется большая ЭДС или мощность сигнала на входе.

Наличие собственных шумов ограничивает возможность усиления слабых сигналов. Внутренние (собственные) шумы РПрУ при приёме звуковых программ проявляются в виде шипения и беспорядочного треска, а при приёме ТВ-изображений - в виде хаотического мелькания светлых точек. Для количественной оценки шумовых свойств РПрУ используются такие параметры, как коэффициент шума и относительная шумовая температура.

Коэффициентом шума (N) радиоприёмника называется отношение, которое показывает, во сколько раз соотношение сигнал / шум на входе приёмника больше того же соотношения на выходе его линейной части, т.е.

(РС / РШ) ВХ

N = -------.

(РС / РШ) ВЫХ

Коэффициент шума всегда больше 1. Это объясняется следующим. Даже при отсутствии внешних помех на входе РПрУ уже имеется некоторое соотношение сигнал / шум, поскольку сама антенна, как уже было сказано, является источником шумов. Это соотношение не остаётся постоянным от входа до выхода приёмника, т.к. к шумам каждого следующего каскада усиления прибавляются усиленные собственные шумы предыдущих каскадов. В результате на выходе ЛТП соотношение сигнал / шум будет всегда меньше, нежели то же соотношение на входе РПрУ. Таким образом, коэффициент шума показывает, во сколько раз изменяется соотношение сигнал / шум при прохождении смеси сигнала с шумом через РПрУ. В идеальном, т.е. не шумящем приёмнике N = 1.

Коэффициент шума чаще всего выражается в децибелах:

N [дБ] = 10lg N [раз].

Иногда для характеристики РПрУ пользуются понятием относительная шумовая температура, под которой понимают физическую температуру в градусах Кельвина, до которой необходимо нагреть некоторое сопротивление, чтобы его номинальная мощность шума стала равной собственным шумам РПрУ, приведенным к его входу. Относительная шумовая температура и коэффициент шума связаны соотношением

ТШ = (N - 1)Т,

где Т - абсолютная температура источника шума в градусах Кельвина.

Относительная шумовая температура ТШ характеризует только собственные шумы приёмника, в то время как коэффициент шума N характеризует шумовые свойства системы, состоящей из источника шума и РПрУ.

Поскольку ЛТП представляет собой последовательное соединение входной цепи (ВЦ), усилителя радиочастоты (УРЧ), преобразователя частоты (ПрЧ) и усилителя промежуточной частоты (УПЧ), то коэффициент шума всего РПрУ будет определяться из выражения:

NУРЧ - 1 NПрЧ - 1 NУПЧ - 1

N = NВЦ + ------ + -------- + -----------,

КР ВЦ КР ВЦ • КР УРЧ КР ВЦ•КР УРЧ•КР ПрЧ

где NВЦ , NУРЧ , NПрЧ , NУПЧ - коэффициенты шума соответственно ВЦ, УРЧ, ПрЧ и УПЧ, а КР ВЦ, КР УРЧ, КР ПрЧ и КР УПЧ - коэффициенты усиления (передачи) по мощности этих функциональных узлов.

Анализ этого выражения позволяет сделать следующие важные выводы:

наибольшее влияние на общий уровень шумов РПрУ оказывает шумы преселектора, включающего в себя ВЦ и УРЧ. Это объясняется тем, что шумы преселектора усиливаются всеми последующими каскадами приёмника;

влияние шумов ПрЧ и УПЧ тем меньше, чем больше коэффициент усиления (передачи) по мощности преселектора. Поэтому следует иметь как можно больший коэффициент усиления по мощности УРЧ;

шумы УПЧ обычно незначительны и в расчётах чувствительности РПрУ обычно не учитываются;

если УРЧ имеет большое усиление по мощности, то шумами последующих каскадов РПрУ можно пренебречь.

В линейном тракте приёмника наибольшие шумы возникают при преобразовании частоты, которые значительно превышают собственные шумы УРЧ. Это связано с особенностями работы смесителя сигналов. Для того чтобы свести к минимуму шумы ПрЧ и получить высокую чувствительность приёмника, применяют УРЧ с коэффициентом усиления по мощности

КР УРЧ = 20 … 30 дБ.

Чувствительность РПрУ и его коэффициент шума связаны соотношением

РПР. МИН = N•kT•ДF,

где РПР. МИН - чувствительность РПрУ, ограниченная шумами (Вт);

k = 1, 39 10 - 23 Дж/Т - постоянная Больцмана;

ДF - полоса пропускания приёмника.

Частотная избирательность

Избирательностью РПрУ называется его способность отличать полезный радиосигнал от помехи по определённым признакам, свойственным радиосигналу.

В РПрУ основное значение имеет частотная избирательность, поскольку в радиотехнике сигналы обычно отличаются друг от друга по частоте и их разделение по этому признаку осуществляется с помощью резонансных цепей и фильтров.

Частотная избирательность определяется по АЧХ РПрУ, которая представляет собой зависимость коэффициента усиления (передачи) от частоты принимаемого сигнала и имеет вид, представленный на рис.1.2.

а) б)

Рис.1.2. Кривые АЧХ (а) и односигнальной избирательности (б) РПрУ

АЧХ приёмника называют резонансной характеристикой РПрУ.

Коэффициент усиления (передачи) на частоте настройки (f0) РПрУ называется резонансным коэффициентом усиления (передачи) К0 . Если на входе РПрУ действуют сигналы с различными частотами, то все они, кроме сигнала с частотой f0, будут ослаблены. Ослабление будет тем больше, чем дальше несущая частота сигнала отстоит от резонансной частоты настройки f0 РПрУ. В результате принимаемый сигнал будет выделен из других колебаний, т.е. осуществится частотная избирательность.

Количественно избирательность оценивается коэффициентом избирательности

K0

у = --- ,

KДf

где К0 - резонансный коэффициент усиления (передачи);

КДf - коэффициент усиления (передачи) на частоте f, отличающейся от f0

на величину абсолютной расстройки Дf = ¦f0 - f¦.

На рис.1.2,б показана типичная кривая, характеризующая избирательность РПрУ.

Коэффициент избирательности показывает, во сколько раз по сравнению с сигналом ослабляется равная ему по величине помеха при заданной расстройке. Обычно коэффициент избирательности выражается в децибелах:

у [дБ] = 20lg у [раз].

Характеристика избирательности, представленная на рис.1.2,б, соответствует АЧХ РПрУ только в том случае, если её измерение проводилось при подаче на вход одного сигнала с постоянной амплитудой, не вызывающей перегрузки приёмника и появления нелинейных эффектов. Поэтому такая избирательность называется односигнальной.

В действительности на входе РПрУ всегда действует множество помех с различными частотами и амплитудами, среди которых находится и принимаемый сигнал. Одновременное действие сигнала и помех на нелинейном элементе РПрУ может проявиться негативным образом, в результате чего уровень помех на выходе РПрУ оказывается большим, чем об этом свидетельствует характеристика односигнальной избирательности. Следовательно, односигнальная избирательность не позволяет в полной мере судить о степени подавления помех в реальных условиях приёма, так как не учитывает нелинейные эффекты, возникающие в приёмнике.

Для более точной оценки влияния помех на избирательные свойства РПрУ используют многосигнальные методы измерения избирательности.

Многосигнальная избирательность предусматривает подачу на вход РПрУ сигнала и помех одновременно. Обычно при измерениях на вход РПрУ подаются одновременно два независимых сигнала, один из которых соответствует помехе.

По АЧХ РПрУ определяют некоторые дополнительные параметры, наиболее важным из которых является полоса пропускания.

Полоса пропускания РПрУ - это полоса частот, на границах которой коэффициент усиления РПрУ от входа до детектора уменьшается по отношению к наибольшей величине в установленное число раз. Обычно за это значение принимают ослабление сигнала на 3 дБ, что соответствует уровню 0,707 от максимальной величины коэффициента усиления.

Идеальной с точки зрения избирательности считается прямоугольная амплитудно-частотная характеристика, для которой коэффициент избирательности у = 0 в пределах полосы пропускания и у = ? за её пределами. Такой характеристике будет соответствовать идеальная характеристика односигнальной избирательности (утолщённые линии на рис.1.2,б). Степень соответствия реальной характеристики АЧХ идеальной (рис.1.2,а) оценивается коэффициентом прямоугольности kПР = Пу / П0,707, который равен отношению ширины полосы пропускания приёмника на заданном уровне (Пу) к полосе пропускания по уровню 3 дБ (или 6 дБ). Обычно Пу выбирается на одном из уровней:

0,1(- 20 дБ) или 0,01(- 40 дБ). Очевидно, что для идеального приёмника

kПР = 1. Однако физически реализовать идеально прямоугольную АЧХ невозможно.

Качество воспроизведения сигнала

Радиоприёмник должен воспроизводить на выходе копию передаваемого сообщения с заданной степенью точности. Однако сигнал в РПрУ проходит через электрические цепи, содержащие линейные и нелинейные элементы, что влияет на форму сигнала. Изменение формы выходного сигнала может быть желательным (например, усиление) и нежелательным. Нежелательные изменения формы выходного сигнала по сравнению с формой входного сигнала, вызывающие изменения качества воспроизведения передаваемого сообщения, называются искажениями. Различают линейные и нелинейные искажения сигнала.

Линейные искажения обусловлены прохождением сигнала через линейные элементы (индуктивности и ёмкости) и обусловлены их инерционностью. Они не сопровождаются появлением в спектре выходного сигнала новых частотных составляющих и не зависят от уровня входного сигнала и глубины модуляции. Линейные искажения проявляются в изменении соотношения амплитуд спектральных составляющих выходного сигнала или в неравенстве времени их запаздывания по отношению к спектральным составляющим входного сигнала. Различают амплитудно-частотные (частотные) и фазочастотные (фазовые) искажения.

Частотными называются искажения формы сигнала, возникающие в результате неравномерности усиления спектральных составляющих в избирательных цепях. Из курса радиотехники известно, что всякий радиосигнал представляет собой некоторый спектр, характеризующийся необходимой (эффективной) полосой излучения ДFИЗЛ. Предположим, что спектр такого радиосигнала имеет прямоугольную форму, изображённую на рис. 1.3.



Рис.1.3. Изменение формы спектра при прохождении сигнала

через высокочастотный тракт

Если сигнал с таким спектром пропустить через резонансный тракт приёмника с характеристикой, представленной на рис.1.2,а, то спектр на выходе примет форму, соответствующую форме резонансной характеристики тракта. Составляющие спектра, расположенные близко к несущей частоте f0, будут усилены больше, чем крайние боковые его составляющие. Это и является причиной частотных искажений принимаемого сигнала. Очевидно, что в пределах спектра сигнала ДFИЗЛ желательно иметь усиление одинаковым, а за пределами спектра ослабление должно быть полным. Это требование может быть удовлетворено только в том случае, резонансная характеристика приёмника будет иметь прямоугольную форму.

Частотные искажения оцениваются по АЧХ приёмника, которая представляет собой зависимость выходного напряжения приёмника от частоты модулирующего напряжения при условии, что амплитуда высокочастотного сигнала на входе, его несущая (f0) и глубина модуляции (m) остаются постоянными. Частотная характеристика показывает, насколько равномерно усиливаются модулирующие частоты в пределах заданной или требуемой полосы пропускания. Частотная характеристика в вещательных РПрУ обычно нормируется к амплитуде выходного напряжения на частоте модуляции

FМОД = 1000 (или 400) Гц. Идеальный вид частотной характеристики - прямая, параллельная горизонтальной оси, на уровне 0 дБ. Поскольку частотная характеристика по напряжению снимается для всего тракта усиления приёмника (линейного и нелинейного), то её также называют характеристикой верности воспроизведения по напряжению, или кривой верности.

Типичная частотная характеристика вещательных РПрУ показана на рис.1.4.

Рис.1.4. Частотная характеристика вещательного РПрУ

По этой характеристике при заданной неравномерности ДКН определяют эффективный диапазон (FН … FВ) принимаемых частот модуляции. Количественная оценка частотных искажений определяется коэффициентом частотных искажений, равным отношению коэффициенту усиления на частоте модуляции F1000 к коэффициенту усиления на соответствующей границе эффективного диапазона частот модуляции FН и FВ, т.е.

К(F1000) К(F1000)

МН = -----; МВ = -----.

К(FH) К(FB)

Коэффициенты частотных искажений могут быть выражены в децибелах:

МН [дБ] = 20lg MH [раз]; MB[дБ] = 20lg MB [раз].

Если определена частотная характеристика, то

МН [дБ] = - 20lg [KH(FH)]; МВ[дБ] = -20lg [KH(FB)],

где КН - коэффициент усиления по напряжению (рис.1.4).

Фазовые искажения также вызывают изменения формы сигнала на выходе приёмника. Но возникают они по причине нарушения соотношения фаз спектральных составляющих. Это объясняется тем, что скорость реакции индуктивных и емкостных цепей приёмника зависит от частоты составляющих сложный сигнал колебаний. В результате искажается форма модулирующего сигнала на выходе приёмника.

Характер изменения фазовых соотношений составляющих сигнала оценивается фазочастотной (или фазовой) характеристикой, которая показывает зависимость сдвига фазы напряжения на выходе от частоты радиосигнала на входе приёмника. Поскольку фазовые искажения возникают в тех же линейных цепях, то фазовая характеристика связана с частотной.

Фазовые искажения не сказываются на качестве воспроизведения монофонического вещания. Однако при передаче сигналов ТВ-изображения, сигналов с угловой модуляцией (ЧМ- и ФМ-сигналов), радиолокационных и цифровых сигналов нелинейность фазовой характеристики вызывает существенное ухудшение качества воспроизведения.

Нелинейные искажения возникают в результате появления в спектре модулирующего сигнала на выходе РПрУ гармонических составляющих, отсутствовавших в спектре модулирующего сигнала на входе приёмника. Причиной возникновения нелинейных искажений является наличие в РПрУ нелинейных элементов (транзисторов, диодов). Искажения формы выходного сигнала обусловлены нелинейностью ВАХ активных элементов, а также характеристик намагничивания сердечников.

На рис.1.5 показано возникновение искажений за счёт нелинейности ВАХ активного элемента.

Рис.1.5. Возникновение нелинейных искажений

Уровень нелинейных искажений зависит от амплитуды входного сигнала и глубины его модуляции. Количественно нелинейные искажения оцениваются коэффициентом гармоник модулирующего сигнала:

kГ = ----------------,

UВЫХ.1

где UВЫХ.1, UВЫХ.2, UВЫХ.3 …. - эффективные значения напряжения соответствующих гармонических составляющих частоты модуляции.

Как линейные, так и нелинейные искажения возникают во всём тракте РПрУ от входа до выхода. В высокочастотном тракте до детектора важно сохранение закона модуляции радиосигнала. Поэтому решающее значение для качества воспроизводимого сигнала имеют те искажения, которые вносят наиболее существенные изменения в закон модуляции. При приёме сигналов с амплитудной модуляцией существенное влияние на качество воспроизведения имеют частотные и нелинейные искажения. Поэтому основное значение имеют амплитудная и амплитудно-частотная характеристики. В случае же приёма сигналов с угловой модуляцией качество воспроизведения зависит от искажения закона модуляции частоты или фазы. При этом главную роль играет фазочастотная характеристика, нелинейность которой вызывает нелинейные искажения сигнала на выходе приёмника.

Динамический диапазон.

Величина сигналов на входе РПрУ может изменяться в очень широких пределах. Уровень сигнала изменяется в зависимости от расстояния между РПрУ и передающей станцией или условий распространения радиоволн. Пределы, в которых изменяется величина входного сигнала, называют его динамическим диапазоном. Динамический диапазон сигналов оценивается отношением наибольшего сигнала к наименьшему по мощности или по напряжению. Обычно динамический диапазон сигналов выражают в децибелах:

РС МАКС UС МАКС

DСИГН (дБ) = 10lg ----- = 20lg -----

РС МИН UС МИН

Значительное увеличение амплитуды сигнала на входе может привести к тому, что высокочастотная часть радиоприёмника будет работать в нелинейном режиме. Появившиеся в результате этого нелинейные продукты типа комбинационных составляющих вызовут снижение реальной избирательности. Избежать этого можно, если динамический диапазон входных сигналов укладывается в пределах линейного участка «а-б» динамической характеристики приёмника (рис.1.6).

Рис.1.6. Амплитудная характеристика приёмника.

Амплитудная характеристика идеального приёмника представляет собой прямую, проходящую через начало координат под углом, определяемым коэффициентом усиления РПрУ (рис.1.6, тонкая линия). Амплитудная характеристика реального приёмника (рис.1.6, утолщённая линия) не проходит через начало координат, а изгибается при малых входных напряжениях, пересекая вертикальную ось в точке UШ, так как при отсутствии входного сигнала выходное напряжение приёмника равно напряжению собственных шумов в его выходной цепи UШ. При слишком большой ЭДС входных сигналов реальная амплитудная характеристика также расходится с идеальной, изгибаясь вследствие перегрузки приёмника, так как амплитуда усиливаемого сигнала выходит за пределы линейных участков характеристик усилительных элементов последних каскадов.

Динамический диапазон РПрУ - отношение максимального уровня входного сигнала в полосе пропускания приёмника к его предельной чувствительности - должен быть не меньше динамического диапазона сигнала:

PМАКС ЕМАКС

DРПрУ [дБ] = 10lg ----- = 20lg ------ ? DСИГН (дБ)

P?ПР.МИН Е?ПР.МИН

Динамический диапазон приёмника обычно выбирается в пределах

30 …60 дБ и более. Очевидно, что для расширения динамического диапазона РПрУ необходимо повышать чувствительность и применять автоматическую регулировку усиления (АРУ). Регулировка усиления первых каскадов приёмника с помощью АРУ позволяет уменьшить коэффициенты усиления, обеспечивая изменение амплитуды выходного сигнала в меньшее число раз по сравнению с изменением амплитуды входного сигнала.

Контрольные вопросы:

Дайте определение избирательности РПрУ, перечислите её виды и объясните, как они реализуются.

Дайте определение чувствительности РПрУ. Какие виды чувствительности РПрУ вам известны?

Почему сравнивать различные РПрУ можно только по величине предельной чувствительности?

Дайте определение коэффициента шума РПрУ. Напишите выражение для коэффициента шума приёмника, проанализируйте его и сделайте выводы.

Как связаны между собой чувствительность и коэффициент шума РПрУ?

Дайте определение частотной избирательности приёмника. Поясните на графике смысл коэффициента избирательности;

Дайте определение полосы пропускания РПрУ и поясните её смысл;

Объясните появление искажений в РПрУ. Какие бывают искажения и каковы причины их возникновения? Как проявляются искажения в РПрУ?

Дайте определение амплитудной характеристике РПрУ, начертите её и объясните её вид. Какие параметры РПрУ определяются по амплитудной характеристике.

Дайте определение динамического диапазона РПрУ и динамического диапазона сигнала. Как они связаны между собой?

Глава 2. Классификация и принципы построения радиоприёмных устройств

2.1 Классификация радиоприёмных устройств

РПрУ классифицируют по назначению, диапазону принимаемых частот, виду модуляции принимаемых сигналов, способу построения линейного тракта приёма (ЛТП), месту установки и т.д.

В соответствии с рекомендациями Международного консультативного комитета по радио (МККР) при построении радиосистем передачи используется спектр радиочастот, разделённый на девять диапазонов (Табл.2.1). Современные РПрУ работают во всех диапазонах, из которых наиболее широко используются диапазоны от НЧ до КВЧ включительно, а также на инфракрасных (ИК) и видимых волнах оптического диапазона. Чётких физических границ между диапазонами радиочастот не существует.

Табл.2.1.

Деление спектра радиочастот на диапазоны

№ диапазона	Диапазон радиоволн	Наименование радиоволн	Диапазон радио- частот	Наименование радио- частот
4	100 …10 км	Мириаметровые	3…30 кГц	Очень низкие (ОНЧ)
5	10… 1 км	Километровые	30 …300 кГц	Низкие (НЧ)
6	1000 …100 м	Гектометровые	300 … 3000 кГц	Средние (СЧ)
7	100 … 10 м	Декаметровые	3 … 30 МГц	Высокие (ВЧ)
8	10 … 1 м	Метровые	30 …300 МГц	Очень высокие (ОВЧ)
9	100 …10 см	Дециметровые	300 … 3000 МГц	Ультравысокие (УВЧ)
10	10 … 1 см	Сантиметровые	3 …30 ГГц	Сверхвысокие (СВЧ)
11	10 … 1мм	Миллиметровые	30 …300 ГГц	Крайне высокие (КВЧ)
12	1 … 0,1 мм	Децимилли- метровые	300 …3000 ГГц	Гипервысокие (ГВЧ)
Оптический	100 … 0,74 мкм 0,74 … 0,38 мкм 0,38 … 0,01 мкм	Инфракрасные Видимые Ультрафиолетовые	3 … 30000 ТГц	Оптический диапазон

Как видно из табл.2.1, диапазоном СВЧ согласно рекомендациям МККР следует называть сантиметровый (десятый) диапазон. Однако вследствие значительной общности схемных и конструктивных решений, а также элементной базы в отечественной и зарубежной литературе под термином «СВЧ» принято объединять три диапазона (называемых иногда «микроволновым диапазоном»): дециметровый, сантиметровый и миллиметровый.

Выбор диапазона радиоволн для конкретной аппаратуры определяется следующими факторами:

особенностью распространения в пространстве радиоволн данного диапазона;

характером помех в выбранном диапазоне;

шириной спектра модулирующего сигнала;

габаритами антенны.

Так, например, передача информации, осуществляемая на мириаметровых и километровых волнах, имеет следующие недостатки:

требуется большая мощность передатчика, поскольку волна, распространяемая вдоль поверхности Земли, сильно поглощается средой и быстро затухает;

невозможно передать управляющие сигналы с частотой, соизмеримой с частотой несущего колебания.

На гектометровых волнах гарантирован устойчивый приём, однако дальность радиосвязи в этом диапазоне невелика (несколько сотен километров).

Декаметровые волны обеспечивают передачу информации на большую дальность при относительно невысокой мощности радиопередающего устройства (РПдУ). Кроме того, в этом диапазоне возможно построение направленных антенн.

Освоение коротковолновых диапазонов позволило разместить в эфире большое число частотных каналов, использовать сложные широкополосные сигналы, создать передающие и приёмные антенны небольших размеров, имеющие острые диаграммы направленности, уменьшить уровень помех в РПрУ, измерять скорости движения объектов в пространстве.

Освоение диапазонов метровых, дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн создало предпосылки к развитию специфических средств связи и появлению специальных РПрУ: телевизионных, радиолокационных, спутниковых, индивидуальных и др. Использование этих диапазонов волн позволяет значительно расширить ширину спектра модулирующих сигналов. В этих диапазонах распространение радиоволн происходит практически в пределах прямой видимости, что позволяет определять дальность радиосвязи расчётным путём с достаточной точностью.

Приёмники различных диапазонов могут существенно отличаться по структуре, схемной и конструктивной реализациям и элементной базе. Существуют РПрУ, которые обеспечивают приём в нескольких диапазонах («всеволновые»). Приёмники звукового вещания работают в диапазонах волн: длинных (ДВ; НЧ), средних (СВ; СЧ), коротких (КВ; ВЧ), ультракоротких (УКВ; ОВЧ), дециметровых (ДМВ; УВЧ). Приёмники вещательного телевидения осуществляют приём программ наземных ТВ-систем в метровом и дециметровом диапазонах. Вещательные телевизоры осуществляют приём в метровом и дециметровом диапазонах. В дециметровом и сантиметровом диапазонах работают приёмники РЛС, радиорелейных и спутниковых систем связи и ТВ-вещания. Приёмники систем прямой межспутниковой связи и ТВ-систем высокой чёткости обеспечивают приём на миллиметровых, децимиллиметровых и оптических волнах.

По виду принимаемых сигналов приёмники делят на два класса: непрерывных (аналоговых) и дискретных сигналов. В зависимости от вида используемой модуляции (манипуляции - в случае дискретных сигналов) бывают приёмники амплитудно-модулированных (АМ), частотно-модулированных (ЧМ), фазомодулированных (ФМ) сигналов, сигналов с одной боковой полосой (ОБП) и различными видами импульсной модуляции и др.

По основному функциональному назначению РПрУ делят на профессиональные и вещательные. К профессиональным приёмникам (в системах передачи информации) относятся РПрУ связные, телевизионные, телеметрические, телеуправления и др. Вещательные приёмники обеспечивают приём программ звукового и телевизионного вещания.

Среди связных различают РПрУ космических, международных, магистральных, местных, технологических и других радиосистем передачи.

Приёмники звукового вещания делятся на монофонические, стереофонические и квадрофонические; вещательные телевизоры обеспечивают приём программ в системах чёрно-белого и цветного вещания, а также в перспективных системах с высокой чёткостью изображения (ТВЧ) и др.

В зависимости от конструктивного исполнения и условий эксплуатации РПрУ подразделяют на стационарные, автомобильные, бортовые (самолётные, спутниковые, судовые), переносные и носимые.

По роду принимаемой информации различают радиотелефонные, фототелеграфные, телевизионные, радиолокационные и другие РПрУ. Все РПрУ могут быть с ручным, автоматическим или дистанционным управлением.

По способу питания РПрУ классифицируются на устройства с автономным питанием (от батареи или аккумулятора), питанием от сети или универсальным питанием.

2.2 Принципы построения радиоприёмных устройств

Структура и характеристики РПрУ определяются, прежде всего, свойствами сигнала, для приёма которого они предназначаются. Структурные схемы РПрУ отличаются построением ЛТП, в котором может осуществляться прямое усиление принимаемых радиосигналов или усиление с преобразованием частоты. Классификация РПрУ по способу построения ЛТП показана на рис. 2.1.

Рис.2.1. Классификация РПрУ по способу построения ЛТП

Здесь необходимо пояснить термин «линейный тракт приёма» (ЛТП). Для этого представим структурную схему РПрУ в следующем виде (рис.2.2):



Рис.2.2. Линейная и нелинейная части РПрУ

В состав линейной части приёмника включены все усилительные и избирательные элементы, расположенные до детектора. Линейной эту часть

приёмника называют потому, что амплитуда усиливаемого сигнала очень мала и изменение его мгновенного значения происходит в пределах настолько малого участка ВАХ усилительных элементов, что нелинейность этих характеристик практически не проявляется. Именно поэтому додетекторную часть РПрУ называют «линейным трактом приёма».

В состав нелинейной части приёмника входят детектор и усилители низкой (модулирующей) частоты. Здесь амплитуда сигнала значительно больше, чем в додетекторной части. Поэтому приходится учитывать нелинейность ВАХ усилительных элементов.

Со времени появления радиосвязи было разработано достаточно большое вариантов радиоприёмных устройств. Однако, несмотря на большое разнообразие схем, в настоящее время основным вариантом построения стал супергетеродинный радиоприёмник. Это объясняется тем, что супергетеродинный приёмник обладает целым рядом преимуществ перед другими вариантами построения РПрУ. Для понимания этих преимуществ рассмотрим построение предшественника супергетеродинного приёмника - РПрУ прямого усиления.

РПрУ прямого усиления

Структурная схема приёмника прямого усиления показана на рис.2.3:

Рис.2.3. Структурная схема приёмника прямого усиления

Для простоты будем считать, что данный приёмник предназначен для приёма амплитудно-модулированных сигналов. Радиоприёмник прямого усиления состоит из приёмной антенны, входной цепи (ВЦ), усилителя радиочастоты (УРЧ), амплитудного детектора (АД), усилителя низкой (модулирующей) частоты (УНЧ) и воспроизводящего устройства.

Электромагнитные поля наводят в приёмной антенне электрические сигналы, которые подаются во входную цепь, представляющую собой колебательный контур, настроенный на частоту принимаемого сигнала (fC), и предназначенную для передачи сигнала от антенно-фидерного устройства (АФУ) к УРЧ. Поскольку ВЦ представляет собой частотный фильтр, то она осуществляет частотную избирательность. ВЦ и УРЧ объединяют понятием «преселектор» (предварительный селектор).

УРЧ предназначен для усиления сигнала до уровня, при котором возможна нормальная работа детектора. Обычно этот уровень составляет 0,1…1 В, поэтому коэффициент усиления УРЧ должен быть достаточно высоким, порядка 102…106. УРЧ может быть апериодическим или резонансным. Если УРЧ апериодический, то он только усиливает сигнал до уровня нормальной работы детектора. При этом фильтрация сигнала осуществляется только в ВЦ. Резонансный УРЧ наряду с усилением, так же как и ВЦ, дополнительно фильтрует сигнал от помех, что повышает избирательные свойства РПрУ.

Усиленный сигнал с выхода УРЧ поступает на вход детектора, где из высокочастотного модулированного сигнала получают передаваемое сообщение с частотой модуляции FM, которое через УНЧ подаётся на воспроизводящее устройство. Резонансные контуры ВЦ и УРЧ могут перестраиваться в пределах выбранного диапазона рабочих частот fС. МИН. …fС.МАКС.

Таким образом, отличительной особенностью РПрУ прямого усиления является то, что селекция и основное усиление осуществляются в нём непосредственно на частоте fC принимаемого сигнала.

Приёмникам прямого усиления свойственны следующие недостатки.

Низкая частотная избирательность. Обычно в РПрУ прямого усиления используются одиночные колебательные контуры, поэтому такие приёмники имеют низкую частотную избирательность. Сложные избирательные системы с перестройкой по частоте реализовать в преселекторе конструктивно очень сложно. Поэтому на высоких частотах полоса пропускания преселектора будет настолько широкой, что из-за влияния помех приём станет невозможным.

Невысокая чувствительность. Она является следствием того, что на высоких радиочастотах в РПрУ прямого усиления получить большое усиление невозможно, т.к. усилительные свойства активных элементов, применяемых в УРЧ, ухудшаются. Увеличить усиление можно, если использовать многокаскадный УРЧ, однако на высоких частотах он теряет устойчивость и может даже возбуждаться. Кроме того, в многокаскадном УРЧ очень сложно осуществлять одновременную настройку на выбранную частоту сигнала всех избирательных систем.

Сильная зависимость полосы пропускания и коэффициента усиления преселектора от частоты настройки.

Несмотря на указанные недостатки, РПрУ прямого усиления с фиксированной настройкой применяются практически в микроволновом и оптическом диапазонах.

Супергетеродинные РПрУ

Недостатки, присущие РПрУ прямого усиления, отсутствуют в супергетеродинном РПрУ, в котором осуществляется преобразование частоты радиосигнала в промежуточную частоту. Суть такого преобразования заключается в том, что спектр радиосигнала переносится в область более низких частот без нарушения амплитудных и фазовых соотношений его составляющих, т.е. без изменения формы сигнала.

Структурная схема супергетеродинного приёмника приведена на рис.2.4:

Рис.2.4. Структурная схема супергетеродинного приёмника

В супергетеродинном приёмнике антенна, ВЦ и УРЧ выполняют те же функции, что и в приёмнике прямого усиления. С выхода УРЧ усиленный на радиочастоте сигнал подаётся на вход преобразователя частоты (ПрЧ). Преобразователь частоты состоит из смесителя (См), гетеродина (Г) и полосового фильтра (ПФ). Усиленный сигнал после УРЧ подаётся на один из входов смесителя. На другой его вход подаётся напряжение от гетеродина, представляющего собой маломощный генератор незатухающих гармонических колебаний. Частота колебаний гетеродина (fГ) может быть либо ниже, либо выше частоты приятого радиосигнала на частоте fС. Смеситель представляет собой нелинейный элемент, в котором под действием напряжений с частотами fГ и fC происходит процесс преобразования входного сигнала. В результате взаимодействия двух напряжений с разными частотами в спектре выходного тока смесителя появляются частоты fC, fГ, их гармоники nfC и mfГ, а также комбинационные частоты вида ¦nfC ± mfГ¦, где n,m = 1,2,3, …

На выходе ПрЧ полосовой фильтр (ПФ) настроен на разностную частоту

fПР = ¦fГ - fС¦. Это соответствует первой гармонике комбинационных частот (m = n = 1). При этом частоту гетеродина можно выбрать так, чтобы она была выше или ниже частоты принимаемого сигнала. Если fГ > fС, то имеет место верхняя настройка частоты гетеродина, а в случае fГ < fС - его нижняя настройка.

При любом виде модуляции (АМ, ЧМ или ФМ) закон изменения модулирующего сигнала в ПрЧ сохраняется. Отсюда ясно, что назначение ПрЧ состоит в переносе радиочастоты принимаемого сигнала fC в область более низких (промежуточных) частот без изменения закона модуляции.

В диапазонных РПрУ для поддержания постоянства промежуточной частоты fПР при перестройке контуров преселектора необходимо одновременно перестраивать и частоту гетеродина. Это достигается сопряжением настройки ВЦ, УРЧ и гетеродина с помощью единого органа управления.

С выхода ПрЧ сигнал на промежуточной частоте поступает в усилитель промежуточной частоты (УПЧ).

В УПЧ решаются две основные задачи:

Осуществление основного усиления принятого сигнала;

Обеспечение высокой избирательности.

Постоянство промежуточной частоты и её относительно небольшое значение позволяет производить усиление сигнала до необходимого уровня без применения специальных мер по защите от самовозбуждения. Так, например, в РПрУ радиолокационных станций (РЛС), чувствительность которых достигает РПР.МИН. = 10 - 13 … 10 - 15 Вт, число каскадов УПЧ может достигать 7…8. Поскольку промежуточная частота остаётся неизменной даже при перестройке, то это позволяет применять в УПЧ многозвенные полосовые фильтры на LC-элементах или монолитные пьезокерамические фильтры (ПКФ), электромагнитные фильтры (ЭМФ) и другие высокоизбирательные фильтры, имеющие частотные характеристики, весьма близкие по форме к прямоугольной.

Преселектор супергетеродинного приёмника, как и в РПрУ прямого усиления, на частоте сигнала fС не может обеспечить подавления соседнего канала (станции), так как полоса пропускания преселектора обычно велика (несколько десятков кГц). Если учесть, что стандартный интервал по частоте между соседними радиостанциями установлен равным 10 кГц, то в этом случае говорят, что преселектор не обеспечивает избирательности по соседнему каналу.

В супергетеродинном РПрУ высокую избирательность по соседнему каналу обеспечивает усилитель промежуточной частоты. В этом можно убедиться на следующем примере. Предположим, что антенна принимает одновременно сигналы четырёх радиостанций: fС (полезный сигнал), fП.1 (первый сигнал помехи), fП.2 (второй сигнал помехи) и fСК (сигнал соседнего канала). Как и для полезного сигнала, будем полагать, что помехи - это сигналы, модулированные по амплитуде. Ввиду широкой АЧХ преселектора все эти сигналы будут усилены в УРЧ и поданы на ПрЧ.

В ПрЧ происходит преобразование частот всех действующих на входе приёмника сигналов, в результате чего появятся: fГ - fС = fПР, fГ - fСК = f 'СК,

fГ - fП.1 = f 'П.1 и fГ - fП.2 = f 'П.2. При этом в полосу пропускания УПЧ попадает лишь преобразованная частота полезного сигнала fПР. Преобразованные частоты соседнего канала, как и помех, оказываются вне полосы УПЧ и поэтому будут подавлены.

Таким образом, в супергетеродинном приёмнике осуществляется избирательность по соседнему каналу, которая может быть очень высокой, поскольку УПЧ не перестраивается.

Постоянство промежуточной частоты и её низкое значение обеспечивает ряд важных преимуществ супергетеродинного приёмника перед другими видами РПрУ, а именно:

независимость параметров УПЧ от частоты настройки РПрУ, в частности, ширины полосы пропускания, избирательности по соседнему каналу и коэффициента усиления;

высокую избирательность, так как число контуров может быть сколь угодно большим, что позволяет реализовать АЧХ УПЧ, близкую к идеальной (прямоугольной);

высокий коэффициент усиления УПЧ при высокой устойчивости его работы.

Преобразование переменной частоты принимаемых сигналов fС в постоянную промежуточную частоту fПР обеспечивает следующие особенности построения супергетеродинных РПрУ:

резонансные цепи УПЧ не требуют перестройки, что упрощает конструкцию приёмника;

благодаря постоянству коэффициента усиления УПЧ ослабляется зависимость общего коэффициента усиления РПрУ от частоты настройки;

при преобразовании частоты с переносом спектра сигнала вниз паразитные индуктивные и ёмкостные обратные связи проявляются слабее, что позволяет увеличить коэффициент усиления без ухудшения устойчивости работы;

использование пониженной частоты fПР позволяет сузить полосу пропускания УПЧ без усложнения конструкции резонансных цепей. При этом полоса пропускания УПЧ может выбираться в соответствии с шириной спектра сигнала и тем самым обеспечивать эффективное подавление помех за пределами этого спектра.

С выхода УПЧ сигнал на промежуточной частоте подаётся на вход детектора и далее на усилитель частоты модуляции (усилитель низкой частоты), которые выполняют те же функции, что и в РПрУ прямого усиления.

Усиление в супергетеродинном приёмнике осуществляется на трёх частотах: на радиочастоте fC, в преселекторе, на промежуточной частоте fПР в УПЧ и на частоте модуляции FM в УНЧ.

Наряду с достоинствами супергетеродинный метод приёма имеет и недостатки. Наиболее серьёзный из них - появление так называемых побочных каналов приёма. В приёмнике прямого усиления основным источником помех являются соседние по частоте станции. В супергетеродинном приёмнике, как уже было показано, эти помехи могут эффективно подавляться в УПЧ. Однако в супергетеродинном приёмнике помехи могут возникать как результат преобразования частоты.

Побочными каналами приёма называются полосы частот, находящиеся за пределами канала, на который настроен приёмник, но сигналы которых могут проходить на его выход.

Наибольшую опасность нормальному приёму радиосигналов представляет зеркальный канал и канал приёма на промежуточной частоте.

Предположим, что приёмник одновременно принимает сигналы нескольких радиостанций (рис.2.5).

Рис.2.5. Появление побочных каналов приёма в супергетеродином РПрУ

Из этих сигналов полезным является сигнал на частоте f2 = fC. Для приёма этого сигнала устанавливается такая частота гетеродина fГ, при которой выполняется условие fПР = fГ - fС. Теперь предположим, что на входе приёмника действует помеха с частотой f3, для которой выполняется условие fПР = f3 - fГ. Тогда напряжение с частотой fПР на выходе ПрЧ, а следовательно, и на выходе приёмника появится одновременно как от полезного сигнала с частотой

...