Раздел 4. Реализация узлов радиовещательного приёмника.

Узлы радиоприёмника могут быть реализованы с применением различных технологий. В качестве активных элементов могут использоваться электронные радиолампы, транзисторы, интегральные микросхемы. Монтаж элементов может быть навесным (объёмным) или печатным. В некоторых случаях один активный элемент, например, транзистор, может работать сразу в двух функциональных узлах. Например, в смесителе и гетеродине, в детекторе и усилителе звуковой частоты.

 

Входная цепь.

Входной цепью радиоприёмника называется электрическая цепь, связывающая антенну с входом первого каскада. Она представляет собой избирательное устройство, состоящее из колебательного контура или системы колебательных контуров. За счёт резонансных свойств контура входная цепь выделяет из совокупности сигналов поступающих от антенны радиосигнал той частоты, на которую она настроена. Входная цепь обеспечивает предварительную частотную селекцию (избирательность) по соседнему каналу. Если в приёмнике отсутствует усилитель радиочастоты, то входная цепь обеспечивает основную избирательность по зеркальному каналу и по промежуточной частоте.

Основными качественными показателями входной цепи являются:

1. Коэффициент передачи напряжения.

2. Диапазон рабочих частот.

3. Частотная избирательность.

4. Полоса пропускания.

5. Непостоянство качественных показателей.

6. Степень влияния антенны на показатели входной цепи.

Входные цепи радиоприёмников различаются видом связи с антенной, которая может быть ёмкостной, индуктивной и комбинированной. Наиболее часто используется индуктивная (трансформаторная) связь, схема которой приведена на рисунке 56.

 

На рисунке 56 L_св - катушка индуктивной связи антенны с входным контуром, L_к – катушка входного контура, С_к – конденсатор входного контура, обеспечивающий настройку контура на частоту радиостанции, С_п – подстроечный конденсатор, необходимый для регулировки приёмника на заводе.

 

В приёмниках переносного типа, а иногда и в стационарных приёмниках, применяют магнитные антенны. Внутри контурной катушки помещён ферритовый стержень круглого или прямоугольного сечения (Рис. 47). Магнитная антенна имеет направленные свойства. Радиостанции, расположенные на линии перпендикулярной оси сердечника антенны, будут давать наибольший по величине сигнал, а сигналы других радиостанций будут ослабляться. Обычно магнитные антенны применяются в диапазонах длинных и средних волн.

В переносных приёмниках с диапазонами коротких и ультракоротких волн используются телескопические штыревые антенны.

 

Усилитель радиочастоты.

Усилитель радиочастоты следует непосредственно за входной цепью приёмника и выполняет несколько функций. Основными функциями являются следующие: усиление принимаемых сигналов на несущей частоте, необходимое для увеличения реальной чувствительности приёмника; обеспечение избирательности по зеркальному каналу и на промежуточной частоте; ослабление паразитного излучения гетеродина через входную цепь и антенну. Усилитель радиочастоты может быть как резонансным, так и апериодическим (рис. 57). Апериодический усилитель не содержит колебательного контура и поэтому избирательностью не обладает. Усилитель радиочастоты применяются в радиоприёмниках высокого класса.

Рис. 57. Пример схемы резонансного усилителя радиочастоты.

 

Преобразователи частоты.

Характерным элементом супергетеродинного приёмника является преобразователь частоты, расположенный за входной цепью или за усилителем радиочастоты. В преобразователе частоты происходит преобразование принимаемых радиоприёмником колебаний, одной частоты в колебания другой частоты при сохранении параметров модуляции. При этом соотношение между составляющими спектра модулированного колебания не нарушается. Частота сигнала, получаемая после преобразования, называется промежуточной. Одновременно с преобразованием частоты происходит усиление или ослабление принимаемого сигнала, а также выделение промежуточной частоты из спектра выходного тока преобразовательного прибора (транзистора).

Преобразователь частоты содержит два узла – гетеродин и смеситель. Гетеродином называется маломощный генератор незатухающих колебаний. Он строится на транзисторе включенном по схеме с общим эмиттером или с общей базой и охваченном положительной обратной связью. При достаточно глубокой положительной обратной связи каскад возбуждается, и в нём возникают незатухающие колебания. Частота генерируемых колебаний зависит от параметров цепи обратной связи. В гетеродинах радиовещательных приёмников в цепи коллектора или в цепи базы транзистора включают колебательный контур, который и определяет частоту генерируемых колебаний. Форма колебаний зависит от глубины положительной обратной связи. Чем глубже связь, тем сильнее перегружается каскад и тем сильнее форма колебаний отличается от синусоидальной. К форме генерируемых гетеродином колебаний предъявляются достаточно жёсткие требования. Дело в том, что несинусоидальное колебание содержит кроме основной гармоники другие составляющие. Эти высшие гармонические составляющие в преобразователе частоты приведут к возникновению дополнительных каналов помех. По этим причинам глубину положительной обратной связи в гетеродине выбирают минимальной, но достаточной для возникновения устойчивой генерации.

Смеситель – это усилительный каскад с нелинейными параметрами. Параметры смесителя меняются под действием напряжения гетеродина. Смеситель имеет два входа и один выход. На его входы подаются напряжения радиосигнала от входной цепи или от усилителя радиочастоты, а также сигнал гетеродина. В результате воздействия этих двух сигналов на нелинейную систему смесителя возникают суммарные и разностные комбинационные колебания: и , при условии f_г > f_c. В коллекторную цепь смесительного каскада включают колебательный контур, настроенный на промежуточную частоту. С целью упрощения процесса сопряжения настроек колебательных контуров входной цепи и гетеродина частота гетеродина выбирается выше частоты сигнала. При перестройке приёмника с одной радиостанции на другую должны меняться частота, как входного контура, так и контура гетеродина. Причём разность этих частот, всегда должна оставаться постоянной и равной промежуточной частоте приёмника. Процесс согласования настроек этих контуров и называется сопряжением настроек колебательных контуров. Сопряжение настроек контуров достигается включением в колебательный контур гетеродина дополнительных конденсаторов, которые называются сопрягающими.

Преобразователь частоты может быть построен по одной из двух схем: с отдельным гетеродином и с совмещённым гетеродином. Во втором случае смеситель и гетеродин выполняются на одном транзисторе (рис. 58 и 59).

Рис. 58. Принципиальная схема преобразователя частоты с отдельным гетеродином.

VT1 – транзистор смесителя, VT2 – транзистор гетеродина, L2, L4, L6 – катушки связи, С1 – конденсатор настройки приёмника, С2, С4 – сопрягающие конденсаторы, L3, С1, С2, С3, С4 – колебательный контур гетеродина, L5, С10 – нагрузка преобразователя, R7, С11 – фильтр в цепи питания смесительного каскада, L7 – высокочастотный дроссель.

 

Рис. 59. Принципиальная схема преобразователя частоты с совмещённым гетеродином.

L1, C1, C3 – входной контур, L2 – катушка связи, L5, С9, С10, С11, С12 – колебательный контур гетеродина, С9, С10, С11 – сопрягающие конденсаторы, L4 – катушка положительной обратной связи, С4 – конденсатор связи гетеродинного контура с эмиттерной цепью транзистора VT1, L3, С5 и L6, С8 – Колебательные контуры фильтра сосредоточенной избирательности (связь между контурами фильтра ёмкостная), С7 – конденсатор связи контуров ФСИ, R4, C6 – развязывающий фильтр в цепи питания преобразователя, L7 – катушка связи ФСИ с первым каскадом УПЧ, С1 и С12 – сдвоенный блок конденсаторов переменной ёмкости, обеспечивающий настройку приёмника на частоту радиостанции.

 

В современных радиоприёмниках для построения различных узлов, в том числе и преобразователей частоты, могут применяться интегральные микросхемы.

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: