 |
Микросхемы для радиоприемных устройств
|
|
|
|
План
1. Структурная схема супергетеродинного приемника
2. Демодулятор АМ сигнала
3. Демодулятор ЧМ сигнала
4. Микросхемы для радиоприемной аппаратуры
1 Структурная схема супергетеродинного приемника
Структурная схема супергетеродинного радиоприемника изображена на рис..1.
Рисунок 6.1 – Структурная схема супергетеродинного радиоприемника
Входное устройство Z 1 (ВУ) является в большинстве случаев частотно – избирательным элементом. Оно служит для связи и согласования усилителя высокой (сигнальной) частоты (УВЧ) A 1 с антенной, а также предварительной частотной селекции сигнала. Согласование производится для получения максимума мощности сигнала или минимума шумов на входе первого каскада.
Усилитель высокой частоты A 1 выполняет следующие функции:
– усиление полезного сигнала;
– обеспечение совместно с входным устройством частотной избирательности приемника по отношению к побочным сигналам (зеркальному, промежуточной частоты и комбинационным); в этом случае нагрузкой УВЧ служит перестраиваемый одновременно с контуром Z 1 резонансный контур Z 2; в простых радиоприемных устройствах УВЧ выполняют по апериодической схеме;
– снижение коэффициента шума (т. е. увеличение соотношения сигнал / шум на выходе приемника т.к. шумы смесителя перекрываются усиленным сигналом), что обеспечивает повышение реальной чувствительности приемника;
– обеспечение линейности усиления и ослабления нелинейных явлений в приемнике, возникающих в условиях одновременного приема сигнала и сильных помех.
Преобразователь частоты осуществляет функцию перемещения спектра принимаемого сигнала. Это перемещение происходит в преобразователе без нарушения ширины спектра и с сохранением закона модуляции. Преобразователь частоты обеспечивает практически линейную зависимость между амплитудой промежуточной частоты и амплитудой напряжения сигнала. Преобразователь частоты в приемниках супергетеродинного типа состоит из преобразующего элемента (смесителя) U 1, генератора высокой частоты (гетеродина) G 1 и резонансной системы Z 3. Гетеродин вырабатывает синусоидальное напряжение высокой частоты.
|
|
|
При преобразовании частоты на смеситель одновременно подаются напряжения сигнала U с = U с. m cos 2π f с t и гетеродина U г = U г. m cos 2π f г t.
В ИС в качестве смесителя используют аналоговый перемножитель. Смеситель осуществляет операцию перемножения напряжений сигнала и гетеродина. На выходе смесителя будет присутствовать напряжение
U см = U с U г = k U с. m U г. m [ cos 2π(f г – f с) t +cos 2π(f г + f с) t ],
где k – коэффициент пропорциональности.
Для выделения требуемых составляющих спектра выходного напряжения на выходе смесителя включается частотно – избирательное устройство (фильтр промежуточной частоты) Z 3. Обычно выделяют разностную частоту, т.к. фильтр для выделения разностной частоты реализовать намного проще, чем для выделения суммарной частоты. На выходе преобразователя получим
U пч == k U с. m U г. m cos 2π(f г – f с) t.
В преобразователе частоты происходит преобразование модулированного колебания с частотой принимаемого сигнала f c в модулированный сигнал промежуточной частоты f пр. Эта частота является постоянной (фиксированной) для данного приемника и не изменяется в процессе перестройки радиоприемника. Для бытовых РПУ, выпускаемых в странах СНГ, промежуточная частота выбирается равной 465 кГц, а для зарубежных – 455 кГц. Настройка на нужную частоту сигнала осуществляется изменением частоты гетеродина f г.
Частота принимаемого сигнала определяется частотой гетеродина ƒг и промежуточной частотой f пч. Обычно
|
|
|
f пч = f г- f с.
Усилитель промежуточной частоты A 2:
– осуществляет основное усиление сигнала до уровня нормальной работы демодулятора;
– обеспечивает совместно с фильтром Z 3 основную избирательность по отношению к сигналам, несущие частоты которых близки к несущей частоте принимаемого сигнала, то есть реализует избирательность по соседнему каналу;
– формирует в основном полосу пропускания частот приемника.
Супергетеродинная схема радиоприемника обладает рядом достоинств.
Постоянство промежуточной частоты f пч позволяет использовать полосовые фильтры сосредоточенной селекции (ФСС) на основе LC – контуров (при повышенных требованиях к АЧХ и ФЧХ фильтра), пьезоэлектрические, пьезокерамические, электромеханические и др. фильтры.
Чувствительность супергетеродинного приемника почти не зависит от частоты настройки, т.к. усиление сигнала происходит в основном в УПЧ.
Большой запас усилителя позволяет применять систему автоматической регулировки усиления (АРУ) и расширить динамический диапазон приемника. Сигналы на входе РПУ могут сильно различаться при приеме разных радиостанций. Чтобы обеспечить нормальное воспроизведение сигналов, усиление приемника должно уменьшаться при приеме ближних и мощных радиостанций и увеличиваться при приеме дальних и слабых радиостанций. Величина сигнала на входе приемника от одной и той же радиостанции может также меняться из-за особенностей распространения радиоволн. Вследствие этого в радиоприемниках применяется АРУ, которая стабилизирует напряжение на выходе РПУ.
Недостатком супергетеродинной схемы РПУ является наличие побочных каналов приема. Наиболее опасным являются зеркальный канал и канал приема на промежуточной частоте.
Предположим, что на вход преобразователя приемника поступают сигналы основной радиостанции с частотой f с и от другой станции с частотой f с.зерк, причем
f с.зерк = f с + 2 f пч.
|
|
|
Автоматические выключатели, электромагнитные реле, контакторы, магнитные пускатели; устройство, назначение и принцип действия.
Выпрямительные устройства.
Интегральные микросхемы регистров (примеры)
Каковы особенности устройства и монтажа заземления внутри и вне зданий?
ЛЕКЦИЯ 9. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ УСТРОЙСТВА
Методы поиска электронных устройств перехвата информации с использованием нелинейных локаторов и рентгеновских комплексов
Микросхемы средней степени интеграции транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ)
Моделирование цифровых и аналого-цифровых устройств
Набор устройств для моделирования поверхностного эффекта и эффекта близости
