Введение. Содержание и задачи дисциплины Составные части и функции устройств приема и обработки сигналов (УПиОС) Лекция 1

Содержание Назначение и классификация УП и ОС Структурная схема радиосистемы Структурная электрическая схема приемника прямого усиления Структурная электрическая схема гетеродинного приемника Структурная электрическая схема и принцип супергетеродинного приемника Способы ослабления побочных каналов приема

Литература 1. Радиоприемные устройства, Под ред. Н.Н. Фомина, Москва, Радио и связь, 2003 г, 512 стр. 2. Устройства приема и обработки сигналов, В. А. Галочкин, Самара: ФГОБУ ВПО ПГУТИ, 2015 г стр. 3. Радиоприемные устройств, под ред. А.П. Жуковского, Москва, Высшая школа, 1989 г, 342 стр.

Назначение и классификация УП и ОС Устройством приема (УП) и обработки сигнала (ОС) называется устройство для улавливания, преобразования и использования энергии электромагнитных волн. Оно состоит из: - антенны, - радиоприемника, - оконечного устройства.

Структурная схема супергетеродинного радиоприемного устройства

Антенна предназначена для улавливания и преобразования энергии электромагнитных волн в радиотехнические токи и напряжения и обеспечения пространственной, поляризационной и частотной селекции

Радиоприемник предназначен для усиления, селекции и детектирования сигнала. Радиоприемник всегда реализует частотную селекцию, так как существует международное и государственное регулирование распределения f между службами радиосвязи и радиовещания и радиосистемами, входящими в каждую службу. Радиоприемник

Оконечное устройство (ОУ) ОУ обрабатывает и воспроизводит сообщение в требуемой форме (звук, печатный текст, команды управления или сигнализации и т.д.)

Структурная схема радиосистемы

Особенности построения УП и ОС УПОС имеет свои специфические особенности построения при использовании в системах специального назначения: - в радиосвязи (космическая, магистральная, внутризоновая, местная, технологическая), - в радиовещании (монофоническое, стерео, местное, технологическое, квадрофоническое), - в телевидении (монохромное, цветное, цифровое, специального назначения - медицина, охрана, и т.д.).

Классификация УП и ОС по функциональному назначению по диапазону волн принимаемых сигналов по виду модуляции принимаемых сигналов по роду принимаемой информации по месту установки

УП и ОС по функциональному назначению: - радиовещательные, - телевизионного вещания, - связные, - радиолокационные, - радионавигационные, - радиотелеметрические, - измерительные и др.);

УП и ОС по диапазону волн принимаемых сигналов

УП и ОС по виду модуляции принимаемых сигналов - радиоприемники амплитудной модуляции, - частотной модуляции, - фазовой модуляции, - однополосной модуляции, - кодово-импульсной модуляции, - широтно-импульсной модуляции и др.

УП и ОС по месту установки - стационарные, - бортовые, - переносные.

УП и ОС по роду принимаемой информации - радиотелефонные, - радиотелеграфные, - фототелеграфные, - телевизионные и др.;

УП и ОС по принципу построения структурной электрической схемы - прямого усиления, - супергетеродинные, - регенеративные и др.

Структурная электрическая схема приемника прямого усиления Входная цепь предназначена для предварительной селекции сигнала. Усилитель радиочастоты в приемнике прямого усиления предназначен для усиления сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы детектора, и для селекции сигнала. Детектор предназначен для преобразования модулированного радиочастотного сигнала в низкочастотный сигнал, изменяющийся по закону модуляции. Усилитель продетектированного сигнала F предназначен для усиления сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы оконечного устройства.

Структурная схема супергетеродинного радиоприемного устройства

Недостатками приемника прямого усиления являются: - трудность обеспечения высокого устойчивого усиления на радиочастоте, - трудность получения высокой селективности на радиочастоте, - конструктивная сложность диапазонного приемника, так как все каскады до детектора должны перестраиваться, - непостоянство параметров диапазонного приемника в пределах поддиапазона. Указанные недостатки прямого усиления супергетеродинным. привели к замене приемника.

Структурная электрическая схема и принцип работы супергетеродинного приемника Супергетеродинный приемник отличается от приемника прямого усиления двумя каскадами: - преобразователем частоты (ПЧ) и - усилителем промежуточной частоты. - С помощью ПЧ осуществляется перенос спектра принимаемого сигнала в область более низких промежуточных частот. - ПЧ состоит из смесителя и гетеродина. - Смеситель состоит из преобразующего элемента и фильтра промежуточной частоты.

Изменение крутизны во времени под действием напряжения гетеродина Из рисунка следует: в режиме усиления i = s u, - где, s - крутизна в рабочей точке; в режиме преобразования: i = s(t) u, - где s(t) = Sо + Ʃ Sn cosωr t

Преимущества и недостаток супергетеродинного приемника: - возможность обеспечения высокого устойчивого усиления на более низкой промежуточной частоте, - возможность обеспечение высокой селективности на более низкой промежуточной частоте, - конструктивная простота диапазонного приемника из-за необходимости перестройки только преселектора (входные цепи и УРЧ) и гетеродина, - постоянство основных показателей качества диапазонного приемника при его перестройке в пределах диапазона. Недостатком супергетеродинного приемника является наличие побочных (дополнительных, паразитных) каналов приема.

Способы ослабления побочных каналов приема - правильный выбор преобразующего элемента и режима его работы; - повышение селективности входных цепей и УРЧ (преселектора) по побочным каналам приема; - применение двойного преобразования частоты с высокой первой промежуточной частотой и низкой второй; - использование фаза компенсационного способа подавления зеркального канала.

Контрольные вопросы: 1. Что называется устройством приема и обработки сигнала? 2. Для чего предназначена антенна радиоприемника? 3. Для чего предназначен радиоприемник? 4. Для чего предназначено оконечное устройство радиоприемника? 5. Приведите структурную схему радиосистемы с элементами УПОС; 6. Приведите классификацию устройства приема и обработки сигналов; 7. Приведите структурную электрическую схему приемника прямого усиления и назначение его элементов; 8. Приведите структурную электрическую схему гетеродинного приемника и назначение его элементов; 9. Приведите структурную электрическую схему супергетеродинного радиоприемника и назначение его элементов; 10. Для чего предназначен преобразователь частоты радиоприемника? 11. В чем заключаются преимущества и недостатки супергетеродинного приемника? 12. Пояснить изменение крутизны во времени под действием напряжения гетеродина, нарисовать график и привести формулы? 13. Приведите основные способы ослабления побочных каналов приема в супергетеродинном приемнике?