Классификация радиоприемных устройств

Классификация радиоприемных устройств может быть произведена по любому признаку. Так приемные устройства отличаются по назначению, видом принимаемого сигнала, по месту установки и т. п. Ниже приведем наиболее важные примеры классификации приемных устройств.

1. По назначению радиоприемные устройства делятся на:

профессиональные (приемники радиосвязи, радиоуправления, радионавигации, радиотелеметрии);

бытовые (для приема программ звукового и телевизионного вещания).

В зависимости от места установки профессиональные приемники различают:

стационарные;

бортовые (судовые, самолетные, спутниковые).

Бытовые приемники в зависимости от сложности и качества делятся на классы (I IV) и могут быть переносными, автомобильными и т. д.

• 2. По виду принимаемых сигналов различают приемники:
  • а) непрерывных сигналов (различают по виду модуляции АМ, ЧМ, ФМ, приемники однополосных сигналов);
  • б) дискретных сигналов.

Приемники дискретных сигналов в свою очередь делятся на:

приемники импульсной модуляции (импульснокодовая модуляция, дельта модуляция и т. д.);

приемники телеграфии (и зависимости от вида манипуляции сигнала подразделяются приемники амплитудного, частотного и фазоразностного манипулирования).

3. По диапазону частот различают приемники:

НЧ (низких частот) (30ЗООкГц);

СЧ (средних частот) (300ЗОООкГц);

ВЧ (высоких частот) (3ЗОМГц);

ОВЧ (особо высоких частот) (30ЗООМГц);

УВЧ (ультравысоких частот) (300ЗОООМГц);

СВЧ (сверхвысоких частот) (3ЗОГГц).

4. По схеме построения тракта усиления сигналов до детектора:

приемники прямого усиления;

супергетеродинные приемники с однократным, двукратным и многократным преобразованием частоты.

Классификацию приемных устройств можно продолжить и по другим характерным параметрам способу питания, конструктивному выполнению и т. д.

Структурные схемы радиотрактов приемников Выше было указано, что радиотракта приемников обеспечивают усиление сигналов и их частотную фильтрацию от помех. Для усиления сигналов применяются усилительные устройства различного назначения, а для фильтрации используются частотноизбирательные цепи.

В зависимости от структуры радиотракта различают следующие типы приемников:

приемники прямого усиления;

супергетеродинные приемники.

Приемники прямого усиления Структурная схема такого приемника может быть представлена следующим образом рис. 2.

Рис. 2.

В состав приемника прямого усиления входят:

входная цепь, обеспечивающая связь антеннофидерной системы с первым каскадом приемника;

усилитель радиочастоты, обеспечивающий необходимое усиление на радиочастоте и частотную избирательность приемного устройства;

амплитудный детектор;

усилитель звуковой (видео) частоты. Как правило, этот усилитель обеспечивает основное усиление сигналов.

В том случае, когда в схеме отсутствует усилитель радиочастоты, такой приемник называется детекторным приемником.

Следует отметить, что приемники прямого усиления обладают малой чувствительность в силу того, что при малых сигналах амплитудный детектор обладает малым коэффициентом передачи по мощности, что приводит к возрастанию коэффициента шума приемного устройства.

К недостаткам приемников прямого усиления следует отнести:

изменение основных параметров радиотракта при перестройке по диапазону, в первую очередь изменяется полоса пропускания радиоприемного тракта. Действительно, полоса пропускания приемника определяется по формуле.

.

где частота настройки колебательного контура, коэффициент затухания колебательного контура (этот показатель слабо зависит от частоты настройки колебательного контура). Как следует из представленной формулы, с увеличением частоты настройки будет увеличиваться и полоса пропускания.

если в радиотракте необходимо перестраивать одновременно несколько контуров, то появляются дополнительные трудности, связанные с системой настройки, если требуется получить хорошую избирательность по соседнему каналу;

трудность получения большого коэффициента усиления на радиочастоте, обычно коэффициент усиления на радиочастоте не превышает 100. Для этих целей применяются усилители радиочастоты двух типов: регенеративного типа и сверхрегенеративного типа. Усилитель регенеративного типа позволяет получить большой коэффициент усиления при малом числе активных элементов, но отличается большой нестабильностью коэффициента усиления. Сверхрегенеративные усилители более устойчивы к внешним условиям, но обладают большим коэффициентом шума.

на высоких частотах трудно обеспечить высокую избирательность по соседнему каналу при перестройке по частоте в широких пределах.

Приемники прямого усиления в настоящее время применяются в основном как индикаторы электромагнитного поля.

Супергетеродинные приемники Для устранения недостатков приемников прямого усиления была предложена схема приемника с преобразователем частоты. При этом основное усиление сигнала осуществлялось на промежуточной частоте. Усилитель промежуточной частоты обеспечивает высокую избирательность по соседнему каналу. Перестройка по диапазону осуществляется за счет простых систем перестройки частоты гетеродина и частоты настройки входной цепи. В этом случае частотноизбирательные цепи, включенные до преобразователя частоты, осуществляют избирательность по зеркальному каналу.

Структурная схема супергетеродинного приемника представлена на рисунке. В самом общем виде супергетеродинный приемник состоит из входного устройства, усилителя радиочастоты, преобразователя, усилителя промежуточной частоты, детектора и усилителя звуковой (видео) частоты.

Достоинства:

улучшается избирательность по соседнему каналу;

упрощается перестройка частоты приемника;

при перестройке не изменяются основные характеристики приемника;

Рис. 3.

высокая чувствительность супергетеродинных приемников обусловлена высоким коэффициентом передачи амплитудного детектора, связанная с тем, что амплитудный детектор работает в режиме детектирования сильных сигналов.

К недостаткам гетеродинных приемников следует отнести наличие побочных каналов приема.

К побочным каналам приема следует отнести:

зеркальный канал приема на частоте, отстоящий от основного канала приема на удвоенную промежуточную частоту. Если для основного канала, то для зеркального.

комбинационные каналы приема, обусловленные гармониками частоты гетеродина и сигнала. Они образуются при смешении гармоник сигнала и гетеродина в соответствии с формулой, где и — любые целые числа. Интенсивность помех по этим каналам уменьшается с ростом номеров и .

интермодуляционные каналы, связанные с взаимодействием двух или нескольких мешающих станций или источников помех;

канал прямого прохождения сигнала на промежуточной частоте. Если помеха имеет частоту, то воздействуя на ПЧ, она проходит без преобразования частоты в канал УПЧ, образуя тем самым канал прямого прохождения сигнала.

На рисунке схематично представлены каналы приема при преобразовании частоты.

Для устранения приема на побочных каналах необходимо применять дополнительные меры. Необходимое подавление зеркального канала осуществляется частотноизбирательными цепями, установленными до преобразователя частоты. Селективность приемника по зеркальному каналу обеспечивает преселектор. Степень подавления зеркального канала характеризует избирательность по зеркальному каналу. Для повышения избирательности по зеркальному каналу либо повышают добротность колебательных систем на входе приемника, либо увеличивают промежуточную частоту.

Рис. 4.

Комбинационные каналы приема устраняются за счет оптимального выбора режима работы гетеродина, при котором обеспечивается малый уровень гармоник и повышение линейности первых каскадов приемника.

Для устранения приема на промежуточной частоте во входных цепях устанавливаются фильтрыпробки, настроенные на промежуточную частоту.

Супергетеродинные приемники являются основным типом приемников в радиодиапазоне.