Структурная схема радиоприемника: типы, особенности и принципы работы

Какие основные типы радиоприемников существуют. Как устроена структурная схема приемника прямого усиления. В чем заключаются преимущества и недостатки супергетеродинных приемников. Как работает преобразователь частоты в супергетеродине.

Содержание

Основные типы радиоприемников

По принципам обработки принимаемого сигнала радиоприемники можно разделить на несколько основных типов:

Приемники прямого усиления
Приемники прямого преобразования
Супергетеродинные приемники с одинарным преобразованием частоты
Супергетеродинные приемники с двойным преобразованием частоты

Каждый из этих типов имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Рассмотрим подробнее структурные схемы и принципы работы основных типов радиоприемников.

Структурная схема приемника прямого усиления

Приемник прямого усиления является наиболее простым типом радиоприемника. Его структурная схема включает следующие основные блоки:

Входная цепь (ВЦ)
Усилитель радиочастоты (УРЧ)

Детектор (Д)
Усилитель низкой частоты (УНЧ)
Оконечное устройство (ОУ)

Принцип работы приемника прямого усиления заключается в следующем:

Входная цепь выделяет полезный сигнал из электромагнитных колебаний, наводимых в антенне.
Усилитель радиочастоты усиливает выделенный сигнал.
Детектор преобразует модулированные колебания радиочастоты в низкочастотный сигнал.
Усилитель низкой частоты усиливает продетектированный сигнал до необходимого уровня.
Оконечное устройство (например, громкоговоритель) преобразует электрический сигнал в исходную информацию.

Преимущества и недостатки приемника прямого усиления

Основными достоинствами приемника прямого усиления являются:

Простота конструкции
Отсутствие дополнительных каналов приема

Однако этот тип приемника имеет ряд существенных недостатков:

Низкая избирательность, особенно на высоких частотах
Невысокая чувствительность из-за высокого уровня шумов
Сложность обеспечения постоянной избирательности во всем диапазоне принимаемых частот
Трудности в получении большого усиления на высоких частотах

Эти недостатки ограничивают применение приемников прямого усиления в современной радиотехнике.

Структурная схема супергетеродинного приемника

Супергетеродинный приемник позволяет устранить большинство недостатков приемника прямого усиления. Его структурная схема включает следующие основные блоки:

Входная цепь (ВЦ)
Усилитель радиочастоты (УРЧ)
Преобразователь частоты (ПЧ)
Усилитель промежуточной частоты (УПЧ)
Детектор (Д)
Усилитель низкой частоты (УНЧ)

Ключевым элементом супергетеродинного приемника является преобразователь частоты, состоящий из смесителя и гетеродина. Он обеспечивает перенос спектра принимаемого сигнала на более низкую промежуточную частоту.

Принцип работы преобразователя частоты

Преобразователь частоты в супергетеродинном приемнике работает следующим образом:

На смеситель подаются сигнал с частотой fc и сигнал гетеродина с частотой fг.
В результате нелинейных преобразований на выходе смесителя формируется сигнал, содержащий составляющие суммарной (fc + fг) и разностной (fc — fг) частот.
С помощью фильтра выделяется сигнал разностной частоты fпр = |fc — fг|, называемой промежуточной.

Использование преобразователя частоты позволяет перенести обработку сигнала на фиксированную промежуточную частоту, что дает ряд преимуществ.

Преимущества супергетеродинного приемника

Основными достоинствами супергетеродинного приемника являются:

Высокая избирательность, не зависящая от частоты принимаемого сигнала

Возможность получения большого усиления на промежуточной частоте
Постоянная ширина полосы пропускания во всем диапазоне принимаемых частот
Высокая чувствительность

Эти преимущества обеспечили широкое применение супергетеродинных приемников в современной радиоаппаратуре.

Недостатки супергетеродинного приемника

Несмотря на множество достоинств, супергетеродинный приемник имеет и некоторые недостатки:

Наличие побочных каналов приема, в частности зеркального канала
Более сложная конструкция по сравнению с приемником прямого усиления
Необходимость точного сопряжения настройки входных цепей и гетеродина

Для борьбы с этими недостатками применяются различные схемотехнические решения, например, использование двойного преобразования частоты.

Приемники с двойным преобразованием частоты

В приемниках с двойным преобразованием частоты используются два преобразователя частоты:

Первый преобразователь переносит спектр сигнала на высокую промежуточную частоту (порядка нескольких МГц).
Второй преобразователь формирует более низкую вторую промежуточную частоту (обычно около 455 кГц).

Такая схема позволяет объединить преимущества высокой и низкой промежуточных частот:

Высокая первая ПЧ обеспечивает хорошее подавление зеркального канала.
Низкая вторая ПЧ позволяет получить высокую избирательность по соседнему каналу.

Приемники с двойным преобразованием частоты широко применяются в профессиональной радиоаппаратуре, где требуются высокие показатели избирательности и чувствительности.

Особенности приемников прямого преобразования

Приемники прямого преобразования представляют собой особый тип супергетеродинных приемников, в которых частота гетеродина выбирается равной частоте принимаемого сигнала. В результате промежуточная частота оказывается равной нулю, и сигнал сразу преобразуется в низкочастотный диапазон.

Основные особенности приемников прямого преобразования:

Простота конструкции по сравнению с классическим супергетеродином
Отсутствие проблемы зеркального канала
Сложности с обеспечением высокой избирательности
Чувствительность к шумам гетеродина

Приемники прямого преобразования нашли применение в некоторых типах радиолюбительской аппаратуры и в системах цифровой обработки радиосигналов.

2.1.2. Структурные схемы приемников | RadioUniverse

Простейший из возможных типов KB приемников — приемник прямого усиления. Он может быть использован только для приема сигналов AM; амплитудный детектор такого приемника выделит полезный сигнал при подаче на него суммы сигналов несущей частоты и двух (или ослабленной одной) боковых полос.

При приеме сигналов CW и SSB несущая частота должна быть выработана на месте приема. Такой приемник можно рассматривать как устройство, обеспечивающее перенос спектра принимаемого сигнала в область ЗЧ. Приемник обязательно содержит преобразователь частоты, состоящий из смесителя и гетеродина. В приемнике прямого преобразования (рис. 2.1) входной сигнал сразу преобразуется в сигнал звуковой частоты. Перед смесителем этого приемника должна быть включена входная цепь, обеспечивающая оптимальное согласование с антенной, и не обязательно усилитель сигналов, поступающих от антенны (усилитель радиочастоты — УР4). После смесителя обязательны фильтр, выделяющий полезную (низкочастотную) часть спектра преобразованных сигналов, и усилитель сигналов звуковой частоты — УЗЧ. Принципиальным недостатком простого приемника прямого преобразования является наличие двух каналов приема — в сигнал звуковой частоты, выделяемый фильтром, превращаются как сигнал, превышающий по частоте сигнал гетеродина на резонансную частоту фильтра, так и сигнал, который имеет частоту, меньшую частоты гетеродина на эту же величину. Известны способы ослабления одного из каналов приема и фазовым методом, но их сложность лишает приемник прямого преобразования его основного достоинства — простоты.

Основное усиление в приемнике прямого преобразования осуществляется в УЗЧ, так как получить большое усиление на частоте сигнала затруднительно. Современные полупроводниковые приборы, имеющие малый уровень низкочастотных шумов, позволяют получить необходимое для любительского KB приемника усиление (до 10⁶) в УЗЧ, но практическая реализация такого усилителя, особенно в приемниках, питаемых от сети переменного тока, задача сложная. Тем не менее приемники прямого усиления завоевывают все большую популярность у радиолюбителей-коротковолновиков.

Оба недостатка приемника прямого преобразования (двухчатотный прием и необходимость большого усиления в УЗЧ) могут быть устранены в супергетеродинном приемнике. На рис. 2.2 приведена структурная схема супергетеродина с одним преобразованием частоты. В таком приемнике 1-й смеситель и 1-й гетеродин обеспечивают преобразование частоты сигнала, поступающего на вход приемника, в промежуточную частоту (ПЧ), выделяемую фильтром, следующим за 1-м смесителем. Основное усиление осуществляется на промежуточной частоте в усилителе промежуточной частоты (УПЧ). Сигналы ПЧ в сигналы звуковой частоты преобразуют 2-й смеситель и 2-й гетеродин; 1-й преобразователь частоты супергетеродинного приемника, как и преобразователь частоты приемника прямого преобразования, имеет два канала приема, но эти каналы разнесены на частоту, равную удвоенному значению частоты ПЧ (один на ПЧ выше, а другой на ПЧ ниже частоты 1-го гетеродина). Избирательные элементы входной цепи и УРЧ обеспечивают подавление ненужного (так называемого «зеркального») канала приема при соотношении частот принимаемого сигнала и ПЧ не более 10. Следовательно, для приемника, имеющего диапазон 10 м, ПЧ должна быть не меньше 3 МГц. До появления доступных радиолюбителям кварцевых фильтров, имеющих при собственной частоте 3…10 МГц полосы пропускания 500…3000 Гц и обеспечивающих ослабление внеполосных сигналов на 80…100 дБ, приемники с одним преобразованием частоты не могли полностью удовлетворить требованиям к любительским KB приемникам. В настоящее время с появлением таких фильтров, специально выпускаемых отечественной промышленностью для радиолюбителей, схема с одним преобразованием частоты стала оптимальной для самодельного KB приемника.

Так как кварцевый фильтр довольно дорог, то радиолюбители используют электромеханические фильтры, которые изготавливаются с собственной частотой 100… 1000 кГц. Специально для радиолюбителей отечественной промышленностью выпускаются наборы электромеханических фильтров с собственной частотой 500 кГц и полосами пропускания 3 кГц, 1100 и 600 Гц. Ослабление внеполосных сигналов у этих фильтров более 60 дБ, и его можно улучшить с помощью LC фильтров в УПЧ. Но супергетеродинный приемник (рис. 2.2) при ПЧ, равной 500 кГц, может обеспечить достаточное ослабление зеркального канала только в диапазонах 80 и 160 м. Поэтому при использовании электромеханических фильтров приемник необходимо выполнить по схеме рис. 2.3 — с двойным преобразованием частоты. В таком приемнике 1-й смеситель и 1-й гетеродин обеспечивают преобразование частоты входного сигнала в 1-ю ПЧ, причем она достаточно высока, так что избирательные элементы, включенные до 1-го смесителя, обеспечивают необходимое подавление зеркального канала 1-го преобразователя частоты. Задача фильтра ПЧ1 — обеспечить подавление зеркального канала 2-го преобразователя частоты, который образуют 2-й смеситель и 2-й гетеродин. Избирательность приемника по соседнему каналу обеспечивается фильтром ПЧ2. Поэтому усиление от входа 1-го смесителя до входа 2-го смесителя должно быть близким к единице, так что усилитель ПЧ1 в этой схеме не нужен. При выборе ПЧ1 и ПЧ2 нужно учитывать необходимость сведения к минимуму числа комбинационных частот, возникающих при 1-м и 2-м преобразованиях частоты. Удачными в этом отношении значениями ПЧ1 являются 5000, 5200, 5300, 5500, 8815, 9000 кГц. При этих частотах значение ПЧ2 можно сделать равным 500 кГц и использовать в качестве фильтров ПЧ2 электромеханические фильтры.

При фиксированном значении ПЧ1 1-й гетеродин приемника (рис. 2.3) должен перестраиваться, а 2-й гетеродин иметь фиксированную частоту. Для улучшения стабилизации частоты настройки приемника рекомендуется сделать частоту 1-го гетеродина фиксированной. Тогда ПЧ1 приемника должна изменяться вместе с перестройкой 2-го гетеродина, что существенно усложняет приемник. Кроме того, в схеме с переменной ПЧ1 (во всей полосе ее перестройки) в любительских конструкциях практически невозможно получить удовлетворительное подавление комбинационных частот преобразователей частоты.

В профессиональных приемных устройствах широко применяется схема с двойным преобразованием частоты, у которого значение ПЧ1 выше максимальной частоты, поступающей на вход приемника (около 45 МГц для KB приемника). Это приемники с преобразованием частоты «вверх», у которых частоты зеркального канала 1-го преобразователя частоты лежат выше частоты ПЧ1. Избирательные элементы до 1-го преобразователя частоты могут быть выполнены для всех диапазонов в виде одного фильтра, не пропускающего частоты, превышающие верхнюю границу рабочего диапазона. Перестройка такого приемника осуществляется только изменением частоты 1-го гетеродина. Для любительского приемника, работающего в узких участках всего диапазона KB, исключение полосовых фильтров частоты принимаемого сигнала не компенсирует необходимость использования в качестве фильтра ПЧ1 узкополосного высокочастотного кварцевого фильтра, который должен обеспечить подавление зеркального канала 2-го преобразователя частоты и повышение частоты 1-го гетеродина (в профессиональных приемниках частота 1-го гетеродина формируется обычно цифровыми синтезаторами частоты). Каких-либо достоинств по повышению реальной избирательности приемник с преобразованием «вверх» перед обычным приемником с двойным преобразованием частоты не имеет.

Структурные схемы радиоприемников

По принципам обработки принимаемого сигнала радиоприемники принято делить на следующие типы: прямого усиления; прямого преобразования; супергетеродинные с одинарным и двойным преобразованиями частоты

Структурная схема приемника прямого усиленияизображена на рис. 15.5. Усиление сигнала производится непосредственно на частоте принимаемого сигнала вплоть до детектора, т.е. на частоте, которая воспринимается антенной.

В данной структурной схеме можно выделить основные тракты радиоприемника: высокой частоты( до детектора) и низкой частоты.

Рисунок 15.5. Структурная схема приемника прямого усиления

Входная цепь (ВЦ) выделяет полезный сигнал из колебаний, наводимых в антенне от различных радиопередатчиков и других источников электромагнитных колебаний, и ослабляет мешающие сигналы.

Усилитель радиочастоты (УРЧ) усиливает поступающие из входной цепи полезные сигналы и обеспечивает дальнейшее ослабление сигналов мешающих станций.

Детектор (Д) преобразует модулированные колебания радиочастоты в колебания, соответствующие передаваемому сообщению: звуковому, телеграфному и др.

Усилитель низкой частоты (УНЧ) усиливает продетектированный сигнал по напряжению и мощности до величины, достаточной для приведения в действие оконечного устройства (громкоговорителя, реле, приемной телевизионной трубки и др.).

Оконечное устройство (ОУ) преобразует электрические сигналы в исходную информацию (звуковую, световую, буквенную и др.).

Приемник прямого усиления обладает плохой избирательностью, и невысокой чувствительностью, особенно в диапазонах коротких и ультракоротких волн, т.к. по мере повышения частоты возрастает полоса пропускания резонансной цепи. и кроме полезного сигнала контур будет пропускать помеху.

Сделать селективную цепь приемника прямого усиления с прямоугольной или даже близкой к ней характеристикой практически невозможно, так как этот контур должен быть перестраиваемым.

Полоса пропускания одиночного контура 2 f и его добротность Q связаны соотношением , где f _с – частота принимаемого сигнала.

Фильтры, обеспечивающие прямоугольные характеристики. — это многоконтурные системы, перестраивать которые одной ручкой настройки невозможно.

Усилитель радиочастоты, на высокой частоте ( при наличии неизбежной паразитной обратной связи , например, через источники питания или паразитные емкости) может самовозбудиться и превратиться в автогенератор. Вероятность самовозбуждения растет с ростом частоты и коэффициента усиления. Для повышения устойчивости работы УРЧ его коэффициент усиления приходится ограничивать.

Плохая избирательность и низкая чувствительность, изменяющиеся в рабочем диапазоне частот, являются существенными недостатками приемника прямого усиления, ограничивающими его использование.

Супергетеродинный приемник использует преобразователь частоты, состоящего из смесителя (С) и гетеродина (Г). На выходе преобразователя мы получаем промежуточную частоту, усиливаемую в дальнейшем усилителем промежуточной частоты (УПЧ). Преобразователь частоты — устройство, предназначенное для переноса спектра сигнала из одной области частот в другую без изменения амплитудных и фазовых соотношений между компонентами спектра

Рис. 15.6. – Структурная схема супергетеродинного приемника.

Форма спектра сигнала и закон модуляции сигнала не меняется. Изменяется только значение несущей частоты сигнала f _с, которая становится равной некоторой преобразованной частоте f_пр.

К преобразователю частоты кроме напряжения сигнала с частотой f_с, подводится напряжение гетеродина (маломощного автогенератора) с частотой f_г. При взаимодействии этих напряжений в преобразователе частоты возникаю составляющие различных комбинационных частот, из которых используется только одна. Обычно используется составляющая f_пр = f_г – f_с.

Рис.15.7.

Преобразование несущей частоты радиосигнала в промежуточную приводит к улучшению фильтрации соседних каналов радиосвязи.

Как и в преобразователе, закон изменения модулирующего параметра сигнала в УПЧ не меняется. Поэтому часть супергетеродинного радиоприемника от входа до детектора называют линейной относительно модулирующего напряжения высокочастотного сигнала.

Например, пусть в антенне действует ЭДС сигналов с несущими частотами f₁ = 20 МГц (полезный сигнал) и f₂ = 20,2 МГц. Относительная разность частот между станциями .

Контур в радиочастотном диапазоне имеет добротность 20-50, т.е. относительную полосу пропускания 5-2 %.

В рассматриваемом примере станция f₂ отличается от избранной всего на 1 % и поэтому будет создавать заметную помеху.

Если произвести преобразование несущей частоты f₁ , то при частоте сигнала гетеродина f_г = 20,5 МГц получаются две промежуточные частоты f_пр1 = 20,5 — 20 = 0,5 МГц и f_пр2 = 20,5 – 20,2 = 0,3 МГц, относительная разность между которыми .

Как видно, относительная разность(при использовании переноса частоты) увеличилась от 1 до 40 %. В этих условиях станция, работающая на частоте f₂, не будет помехой для фильтров преобразователя частоты, настроенных на частоту f_пр =0,5 МГц, даже если их добротность соизмерима с добротностью контуров УРЧ.

В супергетеродинных приемниках основное усиление и избирательность осуществляются после преобразования частоты в усилителе промежуточной частоты (УПЧ).

Преобразователь частоты состоит из нелинейного элемента (смесителя) и местного генератора частоты fгет (гетеродина).

На вход смесителя преобразователя частоты поступает напряжение с частотой сигнала fc и гармоническое напряжение от гетеродина с частотой fгет. Ток нелинейного элемента преобразователя частоты содержит ряд гармоник с частотами:

где п, m = 0; ±1; ±2; … − целые положительные и отрицательные числа.

Избирательная система, включенная в нагрузке преобразователя выделяет одну полезную компоненту, называемую промежуточной частотой.

На выходе преобразователя частоты включен фильтр промежуточной частоты ПФ с постоянной полосой частот, который выделяет преобразованный сигнал.

Важным достоинством супергетеродинного приемникаявляется также то, что в процессе его перестройки на другую станцию промежуточная частота f_пр не меняется. Достигается это за счет того, что при перестройке приемника на другую частоту сигнала f_с одновременно изменяется резонансная частота преселектора и частота гетеродина f_г таким образом, чтобы разность f_г – f_с = f_пр осталась неизменной. Обеспечение постоянной разности частоты настройки преселектора и частоты гетеродина в диапазоне рабочих частот называется сопряжением настройки.

Поскольку ПФ и УПЧ не перестраиваются, то их характеристики не меняются и частотная характеристика контуров УПЧ может быть получена достаточно близкой к прямоугольной, так как в нем могут быть использованы фильтры любой степени сложности. Именно по этой причине супергетеродинные приемники обеспечивают высокую избирательность.

Поскольку УПЧ работает на существенно более низкой частоте, чем УРЧ, он может обеспечить существенно большее усиление, так как усилительные свойства элементов улучшаются но мере понижения частоты. Кроме того, при снижении частоты уменьшится влияние паразитных обратных связей, что способствует повышению коэффициента устойчивого усиления УПЧ. Это позволит обеспечить высокую чувствительность супергетеродинного приемника (порядка 1 мкВ).

Недостатком супергетеродинных приемников являетсяналичие в них побочных каналов приема, главным из которых является зеркальный.

Зеркальный канал имеет несущую частоту f_зерк , отличающуюся от частоты полезного сигнала f_с на удвоенную промежуточную частоту f_зерк = f_с + f_пр (рисунок 15.8).

Рис. 15.8 – возникновение зеркальной помехи

Разность между f_зерк и f_г равна промежуточной частоте, как и в случае полезного сигнала. Поэтому на преобразователь частоты поступают одновременно сигналы станций f_с и f_зерк , и на его выходе обе станции дадут напряжение промежуточной частоты.

Сигнал частоты помехи по зеркальному каналу f_зерк , попавший на преобразователь, является помехой и его ослабление должно происходить до преобразователя частоты.

Для улучшения избирательности по зеркальному каналу:

1) промежуточная частота должна быть высокой. Тогда несущие частоты f_с и f_зерк значительно различаются. При этом коэффициент передачи входной цепи (она тоже обладает резонансными свойствами) на частоте f_зерк существенно меньше, чем на частоте f_с , и сигнал зеркальной станции будет значительно подавлен входной цепью.

2) При наличии в приемнике УРЧ зеркальная помеха дополнительно подавляется за счет избиpaтeльныx свойств УРЧ.

Другим побочным канатом является также канал прямого прохождения, частота которого равна промежуточной. Помеха на частоте, равной промежуточной, может проходить через смеситель как через обычный усилитель. УПЧ усиливает помеху канала прямого прохождения так же, как и сигнал. В супергетеродинном приемнике существуют также побочные каналы приема, связанные с преобразованием на гармониках гетеродина. Вокруг этих гармоник могут располагаться помехи с частотами, отличающимися от них на промежуточную частоту.

Мешающее действие помехи канала прямого прохождения, как и зеркального канала, может быть ослаблено только в преселекторе.

В приемниках, работающих на магистральных линиях радиосвязи, требуются более высокие чувствительность и избирательность как по соседнему, так и по зеркальному каналам. Это невозможно выполнить при выборе одной промежуточной частоты, поэтому в таких приемниках применяют двойное преобразование частоты.

При двойном преобразовании частоты первую промежуточную частоту выбирают достаточной высокой (порядка 1 МГц), за счет чего обеспечивается высокая избирательность по зеркальному каналу. Вторая промежуточная частота выбирается достаточно низкой (порядка 100 кГц), что позволяет получить высокий коэффициент устойчивого усиления в каскадах УПЧ и таким образом повысить чувствительность приемника при высокой избирательности по соседнему каналу.

Рис.15.9

Первую промежуточную частоту выбирают значительно выше второй.

При этом частота первого зеркального канала имеет высокое значение и эффективно подавляется в преселекторе. Напряжение с частотой второго зеркального канала опасно лишь в том случае, если оно попадает на вход второго преобразователя. Помехи этой частоты должны быть подавлены до второго смесителя.

Практически это происходит в первом УПЧ. В профессиональных приемниках коротковолнового диапазона первую промежуточную частоту иногда выбирают значительно выше частоты сигнала. Такие приемники называют инфрадинными. В инфрадинном приемнике эффективно разрешается противоречие между требованиями к высокой избирательности по зеркальному и соседнему каналам.

При высоких значениях частоты гетеродина на качество радиоприема может оказывать влияние его нестабильность. Здесь особенно важно значение стабильности частоты первого гетеродина. Уменьшить влияние нестабильности частоты первого гетеродина можно путем его выполнения в виде синтезатора частоты с заданным шагом перестройки, представляющего устройство для формирования гармонических колебаний с заданными частотами из колебаний одного или нескольких высокостабильных опорных генераторов.

Если частоту гетеродина в супергетеродинном приемнике выбрать равной частоте принимаемого сигнала, то промежуточная частота будет равна нулю. При этом в приемнике обеспечивается прямое преобразование частоты радиосигнала в низкую звуковую частоту без предварительного ее переноса на промежуточную. Подобные приемники получили название приемников прямого преобразования.

Узнать еще:

Структурная схема радиоприемника прямого усиления. Принцип действия схемы . Достоинства и недостатки радиоприемника прямого усиления .

Базовым приемником можно считать так называемый приемник прямого усиления (рис. 4), структурная схема которого соответствует принципу получения звукового сообщения из радиосигнала.

Линейная (высокочастотная) часть приемника представляет собой входную цепь и УВЧ, низкочастотная часть приемника – УНЧ.

Высокочастотная часть приемника содержит резонансные элементы, которые выделяют требуемый сигнал из множества других сигналов. В УВЧ, кроме селекции, также осуществляется и усиление сигнала.

Рис. 4. Структурная схема приемника прямого усиления

Особенностью такого приемника является то, что фильтрация полезного сигнала по частоте, его усиление и детектирование осуществляется на несущей частоте принимаемого сигнала , поэтому его и называют приемником прямого усиления.

Принцип работы приемника прямого усиления.

Принятый антенной радиосигнал (как правило, смесь сигнала и помехи) через входную цепь поступает на вход усилителя высокой частоты. Здесь сигнал усиливается одним или несколькими каскадами.

Выходной сигнал УВЧ и поступает на вход детектора, где преобразуется в сигнал U_Д(t)=U_с(t)+U_п(t), где U_c(t) – сигнальная (полезная) составляющая, а U_п (t) – помеховая составляющая, искажающая сообщение.

УНЧ усиливает сигнал U_Д(t) до уровня, необходимого для нормальной работы выходного устройства (телефонов).

В некоторых приемниках при достаточной мощности входного сигнала детектор подключается непосредственно к входной цепи. Такие приемники называются детекторными. Детекторные приемники имеют низкую чувствительность и плохую избирательность, поэтому они нашли ограниченное применение.

Достоинствамиприемников прямого усиления являются их простота, отсутствие дополнительных каналов приема.

Недостатками таких приемников являются: широкая полоса пропускания на высокой частоте; низкая чувствительность из-за высокого коэффициента шума; отличие формы АЧХ, в пределах диапазона рабочих частот, от прямоугольной; сложная перестройка по частоте.

Супергетеродинный приемник.

Недостатков приемника прямого усиления лишен супергетеродинный приемник (с преобразованием частоты).

Структурная схема супергетеродинного приемника представлена на рисунке 5.

Приемник состоит из входной цепи (ВЦ), усилителя высокой (радио) частоты, преобразователя частоты (ПЧ) (смеситель и гетеродин), усилителя промежуточной частоты (УПЧ), детектора и усилителя низкой (звуковой) частоты (УНЧ). Для повышения чувствительности и избирательности в данном приемнике, как правило, используется УВЧ с настраиваемым контуром.

Назначение ВЦ, УВЧ, детектора и УНЧ аналогично приемнику прямого усиления.

Известно, что в радиоприемниках, на высокой частоте, достаточно сложно технически обеспечить требуемую форму АЧХ, узкую полосу пропускания и большой коэффициент усиления. Однако эти сложности устраняются с помощью преобразования частоты, когда радиосигнал переносят на более низкую частоту называемую промежуточной .

Принципиальной особенностью супергетеродинного приемника является то, что частотная селекция полезного сигнала, основное усиление и его детектирование осуществляется на постоянной частоте, значительно меньшей частоты принимаемого сигнала , называемой промежуточной частотой.

В супергетеродинном приемнике перенос принимаемого радиосигнала на промежуточную частоту осуществляют с помощью преобразователя частоты.

ПЧ обеспечивает перенос спектра принимаемого радиосигнала с частоты на более низкую промежуточную частоту .

Структурная схема преобразователя частоты представлена на рисунке 6. На схеме: СМ – смеситель, Г – гетеродин, УПФ – узкополосный фильтр.

Рис. 5. Структурная схема супергетеродинного приемника

Рис. 6. Структурная схема преобразователя частоты

Характер преобразований, производимых в ПЧ, иллюстрируется аналитическими выкладками, представленными ниже.

Если радиосигнал, поступающий на вход ПЧ обозначить (для примера рассмотрим АМ-радиосигнал), а сигнал гетеродина , то на выходе СМ (рис. 6) будет сформирован сложный сигнал, содержащий составляющие как суммарной, так и разностной частоты:

где: k – коэффициент пропорциональности.

С помощью УПФ выделяется только составляющая на частоте . В результате на выходе преобразователя частоты формируется сигнал , спектр амплитуд которого показан на рисунке 7.

Особенность работы преобразователя частоты заключается в том, что он всегда формирует сигнал с частотой , и не реагирует на знак разности, хотя частота может быть больше или меньше . Изменять частоту выходного сигнала ПЧ можно путем изменения частоты , что очень упрощает настройку приемника на частоту сигнала .

Поскольку преобразователь частоты не способен определять знак разности частот сигналов f_c и f_г, поступающих на смеситель, то приемник может одновременно принимать радиосигналы нужной станции — с частотой и мешающей станции – с частотой зеркального канала , где . При этом частоты и располагаются на частотной оси симметрично (зеркально) относительно частоты гетеродина (рис. 7).

Рис. 7. Изменение спектра радиосигналов при преобразовании частоты

Поэтому, при наличии помехи с частотой f_з, она, как и сигнал попадает в полосу пропускания УПЧ.

Для подавления помехи на зеркальной частоте используются специальные меры:

— полоса пропускания УВЧ выполняется такой, что не превышает 2f_пр;

— на входе УВЧ размещается синхронно перестраиваемый с УВЧ режекторный фильтр с частотой подавления f_з;

— в состав линейной части приемника включается специальная схема компенсации зеркальной помехи;

— в приемнике используется двукратное или трехкратное преобразование частоты для повышения его избирательности.

На работу супергетеродинного приемника также могут оказывать негативное влияние и помехи на промежуточной частоте . Для уменьшения влияния таких помех, в приемнике используются заградительные (режекторные) фильтры.

Необходимо также отметить, что: результирующая АЧХ приемника получается в результате перемножения АЧХ УВЧ, СМ и УПЧ; коэффициент усиления линейной части приемника равен произведению коэффициентов усиления УВЧ, СМ и УПЧ. Полоса пропускания линейной части приемника определяется самым узкополосным элементом — УПЧ. При этом частота настройки и полоса пропускания УПЧ являются постоянными и при перестройке не меняются.

Таким образом, к достоинствам приемника можно отнести высокую избирательность и чувствительность, а к недостаткам — сложность, наличие кроме основного и побочных каналов приема (зеркального канала, канала на ).

3 Структурные схемы радиотракта приемника

Глава 3. Структурные схемы радиотракта приемника

Структурные схемы приемников различаются прежде всего построением радиотракта. Наиболее простым является приемник прямого детектирования (детекторный), структура которого представлена на рис.3.1.

Рис.3.1

Перестраиваемая входная цепь (ВЦ) осуществляет частотную избирательность и настройку приемника на частоту принимаемого сигнала.

Детектор (Д) преобразует принимаемые модулированные сигналы в напряжение, соответствующее передаваемому сообщению.

В последетекторном тракте реализуется необходимое усиление низкочастотного сигнала.

Основные электрические характеристики и структурная схема радиоприемника

Основные электрические показатели: -чувствительность приемника; — избирательность; — диапазон рабочих частот; — динамический диапазон; — помехоустойчивость; — качество воспроизведения сигнала; — выходная мощность; — мощность и напряжение источников питания; — уровень излучения колебаний гетеродина.
Чувствительность радиоприемника – способность приемника обеспечивать прием слабых сигналов, количественно чувствительность оценивается уровнем полезного сигнала на выходе антенны, при котором на выходе приемника обеспечивает качественное выделение полезного сигнала. В приемнике имеется 3 вида чувствительности:
Чувствительность, ограниченная шумами
γ=P_cвых/P_швых =(P_c∙К_р)/P_швых
К_р-коэффициент усиления ПРМ по мощности.
Чувствительность, ограниченная усилением.
P_cвых=РсминК_р
Пороговая чувствительность.
γ=(P_cвых/P_швых)/(P_cвх/P_швх )=1

Назначение и структурная схема входной цепи.

Входной цепью называют часть схемы приемника, связывающую антенно-фидерную систему с входом первого каскада приемника. Первым каскадом может быть усилитель радиочастоты или смеситель.

Основным назначением входных цепей является передача полезного сигнала от антенны к входу первого активного элемента и предварительное выделение принимаемого полезного сигнала из всей совокупности сигналов, индуцируемых в антенной цепи.

Входная цепь обычно представляет собой пассивный четырехполюсник, включающий в себя резонансную систему и элементы связи. В зависимости от диапазона частот резонансная система выполняется на сосредоточенных или распределенных элементах и состоит из одного или нескольких колебательных контуров или резонаторов (коаксиальных, полосковых, объемных). Элементы связи обеспечивают связь антенной цепи с контуром (резонатором), а при нескольких резонансных элементах, связь между ними и первым каскадом приемника.

В диапазонных приемниках наибольшее распространение получили одноконтурные входные цепи. В профессиональных приемниках могут применяться двухконтурные и многоконтурные входные цепи.

Схемы входных цепей

На рис.1-3 приведены часто встречающиеся схемы одноконтурных входных цепей. Схемы отличаются способами связи входного контура с антенной.

На рис.1 приведена схема с трансформаторной связью между контуром входной цепи Lк Ск и антенной А. В схеме на рис.2 использована емкостная связь входного контура с антенной. Если активным элементам будет биполярный транзистор, то может использоваться двойное неполное включение контура, рис.3. (Не часто, но находит применение комбинирования связь входной цепи с антенной, обычно это индуктивно-емкостная связь).

Рис. 1. Входная цепь

Рис. 2. Входная цепь с трансформаторной с емкостной связью связью с антенной

Рис.3. Входная цепь со связью с антенной фильтром

Рис.4. Входная цепь с автотрансформаторной двухконтурным полосовым фильтром

На рис. 4 показана одна из часто применяемых схем двухконтурной входной цепи. Здесь связь первого контура с антенной — трансформаторная. Связь между контурами — внутриемкостная через конденсатор . Активный прибор — полевой транзистор подключен полностью во второй контур.

Основными электрическими характеристиками входных цепей являются: коэффициент передачи напряжения (мощности), полоса пропускания, избирательность, диапазон рабочих частот.

Структурная схема радиоприемника

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 23Следующая ⇒

Радиоприемник построен по супергетеродинной схеме с тройным преобразованием частоты принимаемого сигнала в KB диапазоне (1,5 — 30 МГц) и двойным преобразованием в УКВ диапазоне (30 — 60 МГц).

Схема приемника (рис. 16), исходя из функционального предназначения его элементов, содержит:

общий радиотракт;

частные тракты приема;

систему стабилизации частоты;

блок управления настройкой приемника;

блок питания.

Общий радиотракт

Общий радиотракт предназначен для предварительной избирательности, усиления принимаемого сигнала и линейного переноса его спектра в область основной (третьей) промежуточной частоты 128 кГц.

В состав ОРТ входят (рис. 16):

блок противолокационного фильтра и управляемого аттенюатора (Б2-12). ПЛФ предназначен для защиты входа приемника от помех, создаваемых радиолокационными станциями на частотах свыше 200 МГц. Аттенюатор предназначен для внесения затухания при большом уровне принимаемого сигнала. Величина затухания 10, 20, 30 дБ обеспечивается при установке переключателя АТТЕН. дБ в соответствующее положение;

преселекторы KB и УКВ диапазонов (Б2-32, Б2-33) — для предварительного выделения и усиления принимаемого сигнала, подавления помех по побочным каналам приема, предотвращения излучения антенной энергии с частотами гетеродинов;

блок промежуточных частот (Б4-2) — для предварительной избирательности, подавления помех по побочным каналам последующих преобразований, усиления принимаемого сигнала и линейного переноса его спектра в область основной ПЧ 128 кГц;

Рис. 16. Структурная схема радиоприемника Р-160П

блок обратного преобразования частоты — для формирования контрольного сигнала в виде немодулированной несущей (напряжение шума и другие виды контрольных сигналов) на частоте настройки приемника, которая подается на вход приемника при установке переключателя СКВОЗНОЙ КОНТРОЛЬ в соответствующее положение. Если переключатель СКВОЗНОЙ КОНТРОЛЬ установлен в положение ОТКЛ., то ко входу приемника подключается антенна.

К выходу ОРТ с помощью переключателя РОД РАБОТЫ подключается один из блоков ЧТП.

Частные тракты приема

ЧТП предназначены для основной избирательности, подавления помех по соседним каналам приема, усиления сигнала третьей ПЧ, преобразования его в первичный электрический сигнал, усиления ПЭС до уровня, необходимого для нормальной работы оконечных устройств.

ЧТП расположены в следующих блоках:

блок слуховых видов работ (Б4-12) включает ЧТП сигналов A1, A3, F3. Нужный тракт выбирается переключателем СЛУХ. ПРИЕМ. В блоке применяется АРУ и РРУ. Вид регулировки устанавливается переключателем ВИД РлУ. Ручная регулировка осуществляется ручкой УСИЛЕНИЕ A1, A3, F3. При приеме телеграфных сигналов регулировка тона звуковой частоты осуществляется ручкой ТОН. Блок Б4-12 обеспечивает слуховой контроль телефонных сигналов на выходе блока Б4-25, и телеграфных сигналов на выходе блока Б5-72;

блок однополосной телефонии (Б4-25) включает ЧТП сигналов ОМ и тракт выделения пилот-сигнала. Выбор нужного тракта осуществляется переключателем ВИД РАБОТЫ ТЛФ. В блоке применяется автоматическая и ручная регулировки усиления. Вид регулировки устанавливается переключателем ВИД РлУ. Ручная регулировка осуществляется ручками УСИЛЕНИЕ А₁ и В₁;

блок автоматической телеграфии (Б5-72) включает ЧТП сигналов ЧТ, ДЧТ, ОФТ. Выбор нужного тракта осуществляется переключателем ВИД РАБОТЫ ТЛГ;

двухканальный блок релейных выходов (Б5-2) — для формирования телеграфных посылок, необходимых для работы оконечной телеграфной аппаратуры. Блок релейных выходов работает совместно с блоком Б5-72;

блок приема командных сигналов (Б5-46) — для приема командных сигналов в режиме адаптивной связи. Тумблер СКОРОСТЬ включает ФНЧ с полосой пропускания для скорости телеграфирования: М — 75 бод, Б — 150 бод.

Рекомендуемые страницы:

ЗАНЯТИЕ №8. Структурная схема радиоприёмника. — КиберПедия

Учебные, методические, развивающие и воспитательные цели:

1. Уяснить назначение, состав и характеристики основных элементов тракта промежуточной частоты приемника.

Время: 2 часа.

Место занятия: учебная аудитория.

Вид занятия: лекция.

План занятия:

№ п/п	Учебные вопросы	Время, мин.
	ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
	ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
		Назначение, состав и характеристика тракта промежуточной частоты приемника
		Преобразователи частоты приемника
	ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Материально-техническое обеспечение:

1. Структурная схема Р-159.

2. Мультимедийное оборудование.

3. Раздаточный материал.

Литература:

1. К.Н.Попов и др. Военная техника р/связи. М. Воениздат. 1982, с.305-316, 325-330.

2. В.Г.Левичев Радиопередающие и радиоприемные устройства. М. Воениздат. 1974.с.405-406, 442-450.

Методические рекомендации преподавателю по проведению занятия

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Принять доклад дежурного по учебной группе, проверить наличие обучаемых, внешний вид, готовность группы к занятию. Объявить тему, цель, учебные вопросы и порядок проведения занятия.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Назначение, состав и характеристика тракта промежуточной частоты приемника.

При проведении данного занятия использовать стиль проведения «рассказ», «беседа». Донести до студентов основное предназначение тракта промежуточной частоты, состав и характеристики. Показать на схеме радиостанции Р-159 пример двойного преобразования частоты в приемнике. Обратить внимание на качественное оформление конспектов.

Преобразователи частоты приемника.

При проведении данного занятия использовать стиль проведения «рассказ», «беседа». Проконтролировать качественное вычерчивание схемы преобразователя и сопряжений. Обратить внимание на качественное оформление конспектов.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

Подвести итог занятия, ответить на вопросы оценить работу взвода, степень достижения учебных целей занятия, дать задание на самоподготовку.

Задание на самостоятельную работу:

Изучить назначение состав и характеристики основных элементов тракта ПЧ приемника.

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Принять доклад дежурного по взводу, проверить наличие личного состава и готовность к занятию. Объявить наименование и содержание изучаемой темы, ее значение в подготовке специалистов радиосвязи, порядок отчетности по теме. Объявить учебные цели, время и вид занятия.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Назначение, состав и характеристика тракта промежуточной частоты приемника.

Особенностью супергетеродинного приемника, отличающие его от приемника прямого усиления, является наличие в нем специального каскада для преобразования частоты. В этом каскаде модулированные колебания промежуточной частоты, которая для принимаемого сигнала любой частоты остается неизменной.

В результате преобразования осуществляется линейный перенос спектра принимаемого сигнала из области высоких частот в область более низких частот.

Тракт промежуточной частоты предназначен для обеспечения основного усиления полезного сигнала и основной избирательности по соседним каналам приема.

Структурная схема тракта промежуточной частоты супергетеродинного приемника представлена на рис 13.1.

Рис.13.1. Структурная схема тракта ПЧ.

Высокая избирательность супергетеродина обусловлена главным образом понижением частоты в результате преобразования.

Как известно, избирательность зависит от относительной расстройки d, которая при неизменной абсолютной расстройке Df с понижением частоты возрастает, следовательно, избирательные свойства колебательных систем, работающих на промежуточной частоте, улучшаются.

Кроме того, постоянство промежуточной частоты позволяет применить в усилителе промежуточной частоты полосовые фильтры, обладающие лучшим коэффициентом прямоугольности.

Высокая чувствительность супергетеродина также является результатом понижения частоты, т.к. коэффициент устойчивости усиления обратно пропорционален корню квадратному из частоты:

Наконец, повышенная устойчивость усиления супергетеродина объясняется еще и тем, что в нем усиление распределено по трем каналам частот: высокой, промежуточной и низкой, что также способствует уменьшению опасности самовозбуждения за счёт существующих паразитных обратных связей. Тракт промежуточной частоты включает преобразователь частоты, состоящий из смесителя и гетеродина и одного или нескольких каскадов усилителей промежуточной частоты.

В некоторых случаях для обеспечения высоко избирательности по зеркальной помехе и по соседнему каналу целесообразно обеспечивать двойной преобразование частоты в приёмнике. (Показать по схеме р/ст Р-159).

Применение в супергетеродинах постоянных промежуточных частот позволяет унифицировать отдельные каскады различных радиоприёмных устройств.

Преобразователи частоты приемника.

Преобразование частоты в радиоприёмниках осуществляется с помощью нелинейных систем или систем с периодически изменяющимися параметрами. При использовании нелинейной системы, т.е. системы, сопротивление которой зависит от приложенного к ней напряжения, на неё воздействует два колебания: частота принимаемого сигнала и частота гетеродина. В качестве нелинейного элемента такой системы используются транзисторы, электронные лампы, полупроводниковые диоды.

К системам с изменяющимися параметрами относятся электронные лампы с двумя управляющими сетками. Структурная схема преобразователя частоты представлена на рис. 13.2 :

Рис.13.2. Структурная схема преобразователя частоты.

Гетеродин, входящий в состав преобразователя частоты, является обычно диапазонно самовозбуждающимся генератором, настройка которого сопряжена с настройкой высокочастотного тракта. Различают приёмники с «верхней» и «нижней» настройкой гетеродина. В первом случае частота генератора всегда выше частоты сигнала на значение промежуточной частоты f_r = f_c + f_пч; во втором случае ниже на такую же величину f_r = f_c — f_пч.

Для обеспечения сопряженной настройки с контурами преселектора при верхней настройке последовательно в контуре гетеродина включают укорачивающий конденсатор С1 (Рис.13.3.), а для достижения точного сопряжения подстроечный конденсатор Сп:

РИС. 13.3. Схема сопряженной настройки гетеродина и контуров преселекторов.

Как и в передатчиках, в приемниках применяются все меры по стабилизации частоты гетеродина; высокое качество деталей контура, слабая связь контура с лампой, герметизация, термокомпенсация, стабилизация питающих напряжений и т.д.

Для проверки градуировки приемника, в приемниках применяются специальные кварцевые калибраторы, позволяющие проверить соответствие вырабатываемой гетеродином частоты заданной частоте.

Если в приемнике применяется двойное преобразование частоты, то второй гетеродин обычно стабилизируется кварцем, т.к. на второй преобразователь поступает постоянная первая промежуточная частота.

В военных радиоприемных установках часто применяют автоматическую подстройку частоты первого гетеродина по сигналу корреспондента, если частота передатчика и частота гетеродина отличаются от своих номинальных значений так, что

/f_r – f_C/ = f_пч ± Df

где Df — результирующая расстройка, то с помощью реактивной лампы, включённой в контур гетеродина, и некоторых дополнительных устройств имеется возможность изменить частоту гетеродина таким образом, чтобы расстройка была минимальной.

Другой составной частью преобразователя частоты является смеситель. Основными требованиями, предъявляемыми к смесителям, являются:

— минимальное количество продуктов преобразования;

— высокая линейность преобразования сигнала и помех в широком диапазоне амплитуд;

— низкий коэффициент шума.

Очевидно, что первые два требования тесно связаны между собой и направлены на ослабление побочных явлений, сопутствующих преобразованию частоты, так третье — на повышение чувствительности приёмника без потери его реальной избирательности.

В принципе смесители могут быть собраны на лампах (односеточные и двухсеточные смесители) или транзисторах (двухзатворные полевые МОП транзисторы). Однако в современных приёмниках чаще всего предпочитают использовать диодные кольцевые балансные смесители, схема и принцип работы которых были рассмотрены на занятии №6. Эти смесители имеют наименьшее количество побочных продуктов преобразования и обеспечивают линейное преобразование при весьма высоких уровнях сигнала и помех.

Третьим обязательным элементом преобразователя частоты является фильтр. Его частота настройки равна значению промежуточной частоты, и так как фильтр предназначен для выделения из всей суммы продуктов преобразования, имеющихся в выходной цепи смесителя, только колебаний промежуточной частоты. Полоса пропускания фильтра должна быть не меньше ширины спектра частот принимаемого сигнала. В качестве таких фильтров чаще всего используются многоконтурные LC фильтры сосредоточенной селекции (ФСС) или пьезоэлектрические (кварцевые) фильтры (рис. 13.4.)

РИС. 13.4.

а) 4-контурный ФСС

б) пьезоэлектрический фильтр

Старший преподаватель кафедры войск связи Т и ОД

п/п-к___________И.Саламахин

F.M. Учебное пособие по приемнику — Блок-схемы — Электронная схема и учебные пособия

Большинство из этих блоков обсуждается индивидуально, и более подробно на другие страницы.

См. Фильтры, смесители, преобразователи частоты, ам модуляция и усилители.

ФМ. обложки группы 88-108 МГц.

Есть сигналы от много радиопередатчиков в этой группе сигнальные напряжения в антенна.

Усилитель ВЧ выбирает и усиливает желаемая станция из много.

Регулируется так, чтобы частота выбора можно изменить.

Это называется НАСТРОЙКА.

В более дешевых ресиверах настройка исправлена, а фильтр настройки широкий достаточно, чтобы пройти все сигналы в фм. группа.

Выбранная частота наносится на миксер.

Выход осциллятор также наносится на миксер.

Смеситель и осциллятор сформировать ИЗМЕНЕНИЕ ЧАСТОТЫ схема.

Выход из смеситель промежуточная частота (i.f.)

i.f. фиксированный частота 10,7 МГц.

Независимо от того, что частота выбранная радиостанция есть, i.f. всегда 10,7 МГц.

i.f. сигнал подается в i.f. усилитель звука.

Преимущество i.f. усилитель в том, что его частота и полоса пропускания фиксированы, неважно какая частота входящий сигнал есть.

Это делает дизайн и работа усилитель намного проще.

Усиленный i.f. сигнал подается на демодулятор.

Эта схема восстанавливается звуковой сигнал и отбрасывает r.f. перевозчик.

Подается часть звука назад к осциллятору как АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ЧАСТОТЫ Напряжение.
Это гарантирует, что частота генератора стабильный, несмотря на перепады температуры.

Напряжение звукового сигнала увеличивается в амплитуда по напряжению усилитель звука.

Уровень мощности достаточно увеличился управлять громкоговорителем усилителем мощности.

Радиопередатчик и приемник | Рабочая | Блок-схема

Для базового понимания работы радио и телевидения мы сначала рассмотрим простой радиоприемник. Этот радиоприемник состоит из очень немногих частей , антенны, заземления, цепи резервуара, диода, фильтра и динамика или набора наушников.

Принцип работы радиоприемника

В Рис. 1 есть три радиостанции, каждая из которых вещает на разной длине волны. Каждая станция передает радиосигнал, состоящий из несущей волны и звукового сигнала. Станция 1 вещает в AM 920, станция 2 в AM 1460 и станция 3 в AM 1040.

Антенна

Радиоволны всех трех станций вступают в контакт с антенной радиоприемника.Антенна преобразует радиосигналы в переменный ток, который проходит вверх и вниз по антенне до земли. Антенный контур связан с контуром резервуара за счет взаимной индукции.

Рисунок 1. Простая радиостанция на кристалле может принимать радиосигналы AM и преобразовывать их в звук.

Контур резервуара

Контур резервуара состоит из индуктора и переменного конденсатора, соединенных параллельно. Как мы знаем, индуктор и конденсатор, соединенные параллельно, будут иметь резонансную частоту.

Используя переменный конденсатор, вы можете изменять резонансную частоту контура резервуара до тех пор, пока она не будет соответствовать частоте желаемой станции.

Например, , если мы хотим настроиться на станцию 1, конденсатор изменяют до тех пор, пока резонансная частота контура резервуара не станет равной 920 кГц. Прием частоты 920 кГц вызовет наибольшее падение напряжения в цепи резервуара.

Другие частоты (1040 станция 3 и 1460 станция 2) не вызовут большого падения напряжения в цепи резервуара.

Детектор

Детектор преобразует радиосигнал в пульсирующий сигнал постоянного тока. Конденсатор фильтра сглаживает высокие частоты звуковой части радиосигнала.

Детекторный диод и конденсатор фильтра необходимы для изменения частоты вещания и аудиосигнала на воспроизводимый звук в наушниках.

Приведенное выше описание может показаться простым, потому что это простая операция радиоприемника. Описываемое радио известно как кристаллический радиоприемник.

При правильном построении в лаборатории вы действительно можете принимать и слышать несколько станций. Однако по сегодняшним меркам качество этого радио крайне низкое.

Сегодняшние радиоприемники и телевизоры работают по тем же принципам, которые были только что описаны, но они являются значительным усовершенствованием кристаллического набора.

Обратите особое внимание на то, что для этого радио нет батареи или другого обычного источника питания. Сначала мы обсудим источник питания для этого радио.

Радиоволны

Радиоволны — это электромагнитное излучение, создаваемое переменным током через антенну.

Передающая антенна окружена электромагнитным излучением. Изучая электромагнетизм, мы узнали, что проводник, по которому проходит электрический ток, окружен магнитным полем. В магнитном поле, созданном переменным током, поле расширяется, схлопывается и меняет полярность в соответствии с частотой.

Генератор может генерировать высокочастотные переменные токи, которые создают радиоволны при подключении к антенне. В общем, радиоволна — это электростатическое излучение энергии, производимое схемой генератора.

Электростатическое поле перпендикулярно электромагнитному полю. Оба уходят от антенны. В результате радиоволна состоит из электромагнитных и электростатических полей. См. Рисунок 2 . Направление, которое эти волны излучают относительно Земли, называется поляризацией .

В Рис. 3 волны излучаются вертикальной антенной. Обратите внимание, что электростатические или E-волны находятся в той же плоскости, что и антенна, но перпендикулярны направлению движения. Волны с вертикальной поляризацией перпендикулярны поверхности земли.

Рис. 2. Связь между электростатическими и электромагнитными волнами. Они перпендикулярны друг другу и оба перпендикулярны направлению движения.

Рисунок 3. Вертикальная антенна излучает волну с вертикальной поляризацией.

В Рис. 4 волна излучается горизонтальной антенной. Он по-прежнему перпендикулярен направлению движения, но параллелен поверхности земли.

Вообще говоря, антенна, принимающая эти волны, должна быть расположена так же, как и передающая антенна. На высоких частотах поляризация незначительно меняется по мере движения волны.

Рис. 4. Горизонтальная антенна излучает горизонтально поляризованную волну.

Означает ли все это, что передающая антенна излучает две волны? Ответ заключается в том, что без одного не может быть другого.

Движущееся электростатическое поле создает движущееся электромагнитное поле, и аналогичным образом движущееся электромагнитное поле создает движущееся электростатическое поле. Эти условия существуют независимо от того, присутствует ли настоящий проводник или нет.

Излучаемые антенной волны можно разделить на две группы. Это земные волны и небесные волны.

Земные волны

Земные волны движутся по поверхности земли к радиоприемнику. Земная волна состоит из трех частей:

Поверхностная волна.
Прямая волна, которая следует по прямому пути от передатчика к приемнику.
Волна, отраженная от земли, ударяется о землю и затем отражается от приемника.

Последние две волны объединяются и называются космической волной . Волны, составляющие космическую волну, могут или не могут достигать приемника в надлежащем порядке. Они могут объединяться или отменять друг друга, в зависимости от расстояния, пройденного каждой волной.

Радиовещательные станции зависят от поверхностной волны для надежной связи. Когда поверхностная волна движется по поверхности земли, она вызывает токи на поверхности земли. Эти токи используют энергию, содержащуюся в волне.Волна становится слабее по мере увеличения расстояния.

Интересное примечание: соленая вода проводит поверхностные волны примерно в 5000 раз лучше, чем суша. Связь за границей очень надежна, когда передатчики находятся рядом с береговой линией. Эти станции используют большую мощность и работают на более низких частотах, чем обычный диапазон вещания.

Небесные волны

Второй тип излучаемой волны — это небесная волна. Небесные волны используют для передачи ионизированный слой земной атмосферы.Этот слой называется ионосферой . Он расположен на высоте от 40 до 300 миль над поверхностью земли. Считается, что он состоит из большого количества положительных и отрицательных ионов.

Когда небесная волна излучается, она ударяет в ионосферу. Некоторые волны могут поглощаться ионосферой. Но некоторые будут отскакивать от слоя и отправляться обратно на поверхность земли. См. Рисунок 5 .

Рис. 5. Небесные волны отражаются от ионосферы и возвращаются к поверхности Земли.

Принцип работы радиопередатчика

Любой генератор будет генерировать радиоволны. Когда генератор подключен к антенной системе, он посылает энергию в атмосферу. Усиление увеличит амплитуду волны генератора, так что она будет управлять конечным усилителем мощности.

Непрерывный передатчик

Блок-схема простого непрерывного передатчика (CW) показана на Рис. 6 . Первый блок — это обычный кварцевый генератор, а затем — конечный усилитель мощности.Источник питания предусмотрен для генератора и оконечного усилителя мощности.

Рис. 6. Блок-схема, представляющая различные этапы базового радиопередатчика непрерывного действия.

Следуя действию на Рисунке 6, генератор создает синусоидальную волну переменного тока с желаемой частотой. Этот сигнал называется несущей волны . Затем несущая волна усиливается радиочастотным (РЧ) усилителем мощности до желаемой выходной мощности.

Источник питания необходим для обеспечения напряжения и тока, необходимых для работы генератора и ВЧ усилителя мощности.Затем выходной сигнал подается на антенну. Оттуда энергия отправляется в воздух в виде электромагнитных волн.

Обратите внимание, что передатчик CW передает энергию, не имеющую аудио или видео сообщений. Передатчик CW имеет только два состояния: включено или выключено. Чем может быть полезен этот тип передатчика? Добавив переключатель, передатчик можно включать и выключать с помощью кода. Например, , такой передатчик может использоваться для отправки сообщений с кодом Морзе. Рисунок 7. На рисунке 8 показан набор символов для отправки сообщений с кодом Морзе.

Рис. 7. Передатчик непрерывных волн с телеграфным ключом. Обратите внимание на разрыв РЧ-сигнала, указывающий на разомкнутый переключатель в этой точке.

Рисунок 8. Набор символов для кода Морзе.

Базовый коммутируемый или управляемый CW передатчик может быть улучшен путем размещения буферного усилителя между генератором и РЧ усилителем.

Буферный усилитель изолирует генератор от ВЧ-усилителя и не дает ему сдвинуться с нужной частоты.Он также обеспечивает некоторое усиление несущей волны.

Многие передатчики CW используют умножители частоты для увеличения частоты, производимой основным генератором. Эти схемы умножают несущую волну на два (удвоитель) или три (тройник). Эти схемы работают по принципу гармоник основной несущей частоты, создаваемой генератором.

Основная частота — это основная частота, создаваемая генератором. Частота гармоники кратна основной частоте.

Микрофоны

Как звуковая волна преобразуется в электрическую? Ваши голосовые связки посылают в воздух колебания. Эти волны распространяются на всех людей в пределах слышимости.

Микрофон преобразует эти звуковые волны в электрические звуковые волны той же частоты и относительной амплитуды. Микрофоны иногда называют преобразователями . Это потому, что они преобразуют одну форму энергии (вибрирующий воздух или механическую) в электрическую. На рис. 9 показан микрофон, встроенный в видеокамеру.

Рисунок 9 . Эта видеокамера оснащена стереомикрофоном. (Sony Electronics Corp.)

Угольный микрофон

Схема угольного микрофона показана на Рис. 10 . Гранулы угля упакованы в небольшой контейнер. Электрические соединения выполнены с каждой стороны.

Трансформатор и небольшая батарея соединены последовательно с углем.С одной стороны емкости прикреплена диафрагма. Эту диафрагму иногда называют кнопочной.

Рис. 10. В угольном микрофоне звуковые волны изменяют сопротивление цепи.

Звуковые волны ударяют по диафрагме (кнопке) и заставляют гранулы углерода сжиматься или сдвигаться вместе. Это изменяет сопротивление углерода.

Изменяющееся сопротивление вызывает протекание переменного тока через угольную кнопку и первичную обмотку трансформатора.Выходной сигнал представляет собой ток, который изменяется с той же частотой, что и звуковые волны, воздействующие на диафрагму.

Угольный микрофон — очень чувствительное устройство. Он имеет частотную характеристику примерно до 4000 Гц. Это полезно для голосового общения, но не для воспроизведения музыки. Он обеспечивает хороший отклик на предполагаемых частотах. Угольный микрофон ненаправленный, что означает, что он улавливает звук со всех сторон.

Кристаллический микрофон

Второй тип микрофона использует пьезоэлектрический эффект определенных кристаллов.Он называется хрустальным микрофоном. Когда звуковые волны ударяются о диафрагму, на кристалл передается механическое давление. Изгиб или изгиб кристалла создает небольшое напряжение между его поверхностями. Это напряжение имеет ту же частоту и относительную амплитуду, что и звуковая волна, Рисунок 11 .

Микрофоны Crystal имеют частотную характеристику до 10 000 Гц. Они чувствительны к ударам и вибрации. С ними следует обращаться осторожно.

Рисунок 11 .Механическое давление используется для производства электроэнергии. Кристаллический микрофон использует пьезоэлектрический эффект.

Динамический микрофон

Динамический микрофон или микрофон с подвижной катушкой показан на Рис. 12 . Когда звуковые волны ударяются о диафрагму, они заставляют звуковую катушку входить и выходить. Звуковая катушка окружена фиксированным магнитным полем.

Когда катушка движется, в катушке индуцируется напряжение (открытие Фарадея).Это индуцированное напряжение заставляет ток течь с частотой и амплитудой, подобной звуковой волне, вызывающей движение. Он имеет частотную характеристику до 9000 Гц. Он направлен и не требует внешнего напряжения для работы.

Рисунок 12. Динамический микрофон. Электрические звуковые волны создаются катушкой, движущейся в магнитном поле.

Конденсаторный микрофон

Конденсаторный микрофон работает по принципу емкости. По конструкции он похож на конденсатор, состоящий из двух пластин, разделенных воздухом.

Одна пластина жесткая, а другая подвижная. Когда звуковые волны ударяются о подвижную пластину, расстояние между двумя пластинами будет изменяться, изменяя емкость микрофона.

Изменяющаяся емкость микрофона вызывает воспроизведение звукового сигнала, аналогичного по частоте и амплитуде. Конденсаторный микрофон очень чувствителен по сравнению с другими типами микрофонов.

Скоростной микрофон

Высококачественный микрофон, называемый скоростным микрофоном, изготавливается путем подвешивания гофрированной металлической ленты в магнитном поле.

Звуковые волны, непосредственно ударяющие по ленте, вызывают вибрацию ленты. Когда лента разрезает магнитное поле, индуцируется напряжение.

Правильные соединения на концах ленты обеспечивают подачу напряжения на клеммы. Это напряжение изменяется в зависимости от частоты и амплитуды входящих звуковых волн.

Скоростной микрофон — это довольно тонкий микрофон с чувствительностью выше 12000 Гц. При использовании этого микрофона говорящий должен говорить прямо лицом или стоять на расстоянии около 18 дюймов.В противном случае создается эффект «грохота».

Модуляция

Когда вы включаете радио или телевизор, вы ожидаете услышать музыку и голоса, которые вы понимаете. Сигналы передатчика CW ничего не значат для обычного человека.

Чтобы сделать сообщение понятным, звуковая волна комбинируется или накладывается на несущую. См. рисунок 13 .

Процесс объединения звуковой волны с несущей называется модуляцией.

Звуковые волны преобразуются микрофонами в электрические волны, усиливаются и затем комбинируются с радиоволнами CW.

Рис. 13. Несущие волны и результирующие модулированные волны. A –Амплитудная модуляция или AM. B –Частотная модуляция или FM.

Амплитудная модуляция возникает, когда амплитуда непрерывной радиоволны изменяется со скоростью звука. Амплитудная модуляция называется AM.

Во втором методе частота радиоволн изменяется со скоростью звука. Это называется частотной модуляцией или FM.

Часть A показывает модуляцию амплитуды несущей волны.Часть B показывает модуляцию частоты несущей волны.

Функциональная блок-схема радиоприемника. Обычный радиоприемник …

Контекст 1

… Функциональная блок-схема радиоприемника и декодера показана на рис. 2. Факторы, которые априори известны в обычном радиоприемнике, показаны эллипсами, в то время как выполняемые им задачи показаны в прямоугольниках. Обычный радиоприемник имеет полную априорную информацию о зависимых от сигнала факторах, относящихся к кодеру FEC и компонентам модулятора / усилителя, показанным на рис.1. Только связанные с каналом …

Контекст 2

… приемник. Например, если присутствует остаточная несущая, тогда контур отслеживания фазы несущей может быть простым контуром фазовой автоподстройки частоты (PLL), и никакой контур Костаса не требуется. Или, если известно, что тип модуляции — BPSK, тогда приемник не должен включать в себя какую-либо обработку квадратурной составляющей сигнала. Каждый прямоугольный блок на рис. 2 аналогичным образом упрощен за счет знания основных свойств передаваемого…

Контекст 3

… автономное радио, параметры, показанные многоточием на функциональной блок-схеме на рис. 2, предполагаются заранее неизвестными и должны определяться на основе входящего сигнала. Качество каждого из оценщиков и классификаторов автономного радио ограничено из-за незнания каких-либо других параметров. Таким образом, порядок, в котором выполняются оценки / классификации, имеет решающее значение. Например, это будет …

Контекст 4

… некогерентно, частично когерентно или когерентно, и когда синхронизация символа известна или неизвестна. Можно показать, что субоптимальный классификатор в десять раз менее сложен, чем классификатор ML, и имеет потери производительности менее 0,1 дБ для символьных отношений сигнал / шум (SNR) в диапазоне (-10,10) дБ и при любом количестве наблюдаемые символы (см. рис. 2). Другие методы снижают сложность в 100 раз с потерей производительности менее 0,2 дБ. Мы также разработали классификатор, который не требует оценки отношения сигнал / шум символа, и новый метод оптимизации пороговых значений, улучшающий характеристики высокого отношения сигнал / шум ранее опубликованного классификатора.Мы показали, что классификация …

Супергетеродинный FM-приемник

Блок-схема FM-приемника показана на рисунке (a). РЧ-усилитель усиливает принятый сигнал, перехваченный антенной. Затем усиленный сигнал подается на ступень микшера. Второй вход смесителя поступает от гетеродина. Две входные частоты смесителя генерируют сигнал ПЧ 10,7 МГц. Затем этот сигнал усиливается усилителем ПЧ. На рисунке (а) показана блок-схема FM-приемника.

Блок-схема супергетеродинного FM-приемника

Выход усилителя ПЧ подается на схему ограничителя. Ограничитель удаляет шум в принятом сигнале и дает сигнал постоянной амплитуды. Эта схема требуется, когда фазовый дискриминатор используется для демодуляции FM-сигнала.

Выход ограничителя теперь подан на FM-дискриминатор, который восстанавливает модулирующий сигнал. Однако этот сигнал по-прежнему не является исходным модулирующим сигналом. Перед тем, как применить его к каскадам аудиоусилителя, его не акцентируют.Снятие выделения ослабляет высокие частоты, чтобы вернуть их к исходным амплитудам, поскольку они усиливаются или подчеркиваются перед передачей. Выходной сигнал стадии с ослабленным акцентом — это аудиосигнал, который затем подается на аудиокаскады и, наконец, на динамик.
Следует отметить, что для FM-дискриминаторов требуется схема ограничителя. Если в каскаде демодулятора вместо дискриминатора используется детектор отношения, то ограничитель не требуется. Это связано с тем, что детектор отношения ограничивает амплитуду принимаемого сигнала.На рисунке (а) пунктирный блок, закрывающий ограничитель и дискриминатор, отмечен как детектор отношения.

В FM-приемниках, как правило, АРУ не требуется, потому что амплитуда несущей поддерживается постоянной схемой ограничителя. Таким образом, вход в аудиокаскады управляет амплитудами, и уровень громкости не меняется беспорядочно. Однако АРУ можно обеспечить с помощью детектора АРУ. Это генерирует постоянное напряжение для управления усилением усилителя ВЧ и ПЧ.

ВЧ-усилитель

с полевым транзистором

Радиочастотный усилитель в FM-приемниках использует полевые транзисторы в качестве усилительного устройства.Для этой цели также можно использовать биполярный переходной транзистор, но у полевого транзистора есть определенные преимущества перед биполярным транзистором. Они объяснены ниже:

Полевой транзистор следует квадратичному закону в своей работе, характеристиках; кривые полевого транзистора имеют нелинейные области. Из-за нелинейности на выходе генерируются высшие гармоники частоты сигнала. Основным преимуществом полевого транзистора является то, что он генерирует только компоненты второй гармоники сигнала. Это известно как закон квадратов. Гармоники выше второй гармоники практически отсутствуют на выходе усилителя на полевых транзисторах.Высшие гармоники вызывают гармонические искажения и нежелательную дугу. В полевых транзисторах присутствует только вторая гармоника; их легко отфильтровать, используя настроенные схемы. BJT также генерируют более высокие гармоники, но они не подчиняются квадратичному закону. Следовательно, они обеспечивают больше гармонических искажений, чем полевые транзисторы. Таким образом, в усилителе RF FM-приемника всегда предпочтительнее использовать полевые транзисторы.
В усилителях BJT кросс-модуляция возникает, если сильный сигнал соседнего канала проходит через настроенные схемы в присутствии слабого полезного сигнала.Соседний канал будет генерировать более высокие гармоники, которые могут попадать в полосу пропускания полезного сигнала. Это приведет к появлению шума и искажений на выходе. С другой стороны, эффект перекрестной модуляции минимизирован в усилителях на полевых транзисторах, поскольку нежелательный соседний канал также будет производить только свои составляющие второй гармоники, которые могут не попадать в полосу пропускания желаемого канала и, таким образом, легко отфильтровываются. .
Входное сопротивление полевого транзистора становится небольшим из-за небольшого входного емкостного реактивного сопротивления полевого транзистора на очень высоких частотах FM.Это позволяет легко согласовать малый импеданс антенны, обычно 100 Ом, с малым входным импедансом ПЭТ. Это невозможно с BJT.

Цепь ограничителя

Схема ограничителя используется в FM-приемнике для удаления шума, присутствующего в пиках принимаемого сигнала, и для устранения любых изменений амплитуды в принимаемом сигнале; выход ограничителя имеет постоянную амплитуду. Это очень важно для FM-приемников, потому что изменение амплитуды принимаемой несущей приведет к неверному воспроизведению аудиосигналов.На рисунке (b) показана типичная принципиальная схема цепи ограничителя, используемой в FM-приемнике.

Цепь ограничителя , используемая в FM-передатчике

Типичная принципиальная схема ограничителя, использующего полевой транзистор, показана на рисунке (b). Эта схема имеет смещение типа утечки на затворе, через R и C. Сопротивление истока R _S, а конденсатор шунтирования источника C, Конденсатор C _N обеспечивает нейтрализацию сигнала, проходящего через внутреннюю емкость между затвором и стоком.Ограничивающее действие обеспечивается схемами затвора и стока.

Действие ограничения ворот

Если входное напряжение увеличивается, то соответственно увеличивается смещение затвора полевого транзистора. Увеличение отрицательного смещения на затворе снизит коэффициент усиления усилителя. Это уменьшит выходной сигнал схемы, поэтому на дискриминатор будет подаваться сигнал постоянной амплитуды. Следует отметить, что при малых входных напряжениях ограничивающее действие не произойдет, так как не будет заметного изменения напряжения смещения затвора.Ограничивающее действие имеет место только для больших входных сигналов.

Действие ограничения слива

Ограничивающее действие для колебаний с малой амплитудой достигается за счет использования контура стока. Источник постоянного тока стока поддерживается на уровне, равном половине нормального постоянного напряжения стока через падающее сопротивление Rd. При таком расположении низкие входные напряжения приводят к насыщению выходного тока. Это действие ограничивает амплитуду выходного сигнала. При этом условии, возможно, что секция затвор-сток смещена в прямом направлении.В этом случае произойдет короткое замыкание входа и выхода. Чтобы избежать этой нежелательной ситуации, между сливом и контуром бака помещается небольшое сопротивление в несколько сотен Ом, как показано на рисунке (а).

Блок-схема FM-приемника

| Усилители промежуточной частоты и ПЧ

Блок-схема FM-приемника:

FM-приемник — это супергетеродинный приемник, и блок-схема FM-приемника на рис. 6-28 показывает, насколько он похож на AM-приемник.Основные отличия заключаются в следующем:

Обычно гораздо более высокие рабочие частоты в FM
Необходимость ограничения и снятия акцента в FM
Совершенно разные методы демодуляции
Различные способы получения AGC

Общие схемы — Сравнение с приемниками AM:

Ряд секций FM-приемника точно соответствует таковым у других уже рассмотренных приемников.Те же критерии применяются при выборе промежуточной частоты, и усилители ПЧ в основном аналогичны. Ряд понятий имеют очень похожие значения, поэтому необходимо указать только на различия и особые применения.

ВЧ-усилители: ВЧ-усилитель всегда используется в FM-приемнике. Его основная цель — снизить коэффициент шума, который в противном случае может стать проблемой из-за большой полосы пропускания, необходимой для FM. Также необходимо согласовать входное сопротивление приемника с сопротивлением антенны.Чтобы удовлетворить второму требованию, используются усилители с заземленным затвором (или базой) или каскодом. Оба типа обладают свойством низкого входного импеданса и согласования с антенной, при этом ни один из них не требует нейтрализации. Это связано с тем, что входной электрод заземлен на усилителе любого типа, эффективно изолируя вход от выхода.

Типичный РЧ-усилитель с заземленным затвором на полевых транзисторах показан на Рисунке 6-29. В нем есть все упомянутые положительные моменты, а также дополнительные функции, заключающиеся в низком уровне искажений и простоте эксплуатации.

Генераторы и смесители: Схема генератора принимает любую из обычных форм, с преобладанием Колпитса и Клаппа, подходящую для работы на УКВ. Отслеживание обычно не является большой проблемой для приемников FM-вещания. Это связано с тем, что диапазон частот настройки составляет всего 1,25: 1, что намного меньше, чем в радиовещании AM.

Очень удачная компоновка входного каскада FM-приемника состоит из полевых транзисторов для ВЧ-усилителя и смесителя, а также генератора на биполярных транзисторах.Как следует из этого утверждения, обычно используются отдельно возбуждаемые генераторы, расположение которых показано на рисунке 6-6.

Усилители промежуточной частоты и ПЧ:

Опять же, типы и работа не сильно отличаются от аналогов AM. Однако стоит отметить, что промежуточная частота и требуемая полоса пропускания намного выше, чем у широковещательных AM-приемников. Типичные значения для приемников, работающих в диапазоне от 88 до 108 МГц, составляют 10 ПЧ.7 МГц и полосой пропускания 200 кГц. Вследствие большой полосы пропускания коэффициент усиления на каскад может быть низким. Часто предусмотрены два каскада усилителя ПЧ, и в этом случае необходимо учитывать уменьшение полосы пропускания при каскадном соединении каскадов.

Блок-схемы

| Блок-схемы Electronics Club

| Клуб электроники

Аудио | Радио | Электропитание | Контроль

Следующая страница: Принципиальные схемы

Блок-схемы используются для понимания (и проектирования) полных схем путем их разрушения. вниз на более мелкие разделы или блоки.Каждый блок выполняет определенную функцию, и блок-схема показывает, как они связаны между собой. Попытки показать компоненты, используемые в блоке, отображаются только входы и выходы. Такой взгляд на схемы называется подходом систем .

Подключения источника питания (или аккумулятора) редко отображаются на блок-схемах.

Система усилителя звука

Источник питания (не показан) подключен к блокам предварительного усилителя и усилителя мощности.

Микрофон — преобразователь, преобразующий звук в напряжение.

Предварительный усилитель — усиливает слабый звуковой сигнал (напряжение) с микрофона.

Регуляторы тона и громкости — регулируют характер аудиосигнала.
Регулятор тембра регулирует баланс высоких и низких частот.
Регулятор громкости регулирует силу сигнала.

Power Amplifier — увеличивает силу (мощность) звукового сигнала.

Громкоговоритель — преобразователь, преобразующий звуковой сигнал в звук.

Радиоприемник

Блок питания (не показан) подключен к блоку звукового усилителя.

Антенна — принимает радиосигналы от многих станций.

Тюнер — выбирает сигнал только с одной радиостанции.

Детектор — извлекает звуковой сигнал, передаваемый радиосигналом.

Audio Amplifier — увеличивает силу (мощность) звукового сигнала.
Его можно разбить на блоки, как показано выше в системе аудиоусилителя.

Громкоговоритель — преобразователь, преобразующий звуковой сигнал в звук.

Регулируемая система питания

Трансформатор — понижает напряжение сети переменного тока 230 В до переменного тока низкого напряжения.

Выпрямитель — преобразует переменный ток в постоянный, но выходной постоянный ток меняется.

Smoothing — сглаживает постоянный ток от сильного колебания до небольшого.

Регулятор — устраняет пульсации, устанавливая на выходе постоянного тока фиксированное напряжение.

Дополнительную информацию см. На странице «Источники питания».

Система управления с обратной связью

Источник питания (не показан) подключен к блоку схемы управления.

Датчик — преобразователь, преобразующий состояние контролируемой величины. к электрическому сигналу.

Селектор (управляющий вход) — выбирает желаемое состояние выхода. Обычно это переменный резистор.

Цепь управления — сравнивает желаемое состояние (управляющий вход) с фактическим состоянием (датчик) контролируемой величины и посылает соответствующий сигнал на выходной преобразователь.

Выходной преобразователь — преобразует электрический сигнал в контролируемую величину.

Контролируемое количество — обычно это не электрическая величина, т.е.грамм. скорость двигателя.

Обратная связь — обычно не электрическая, датчик определяет состояние контролируемое количество.

Следующая страница: Принципиальные схемы | Исследование

Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден.Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

Нарисуйте блок-схему супергетеродинного радиоприемника и объясните то же самое.

Супергетеродин — это, по сути, процесс проектирования и построения беспроводных коммуникаций, таких как радиоприемники, путем смешивания двух частот вместе, чтобы создать компонент разностной частоты, называемый промежуточной частотой (IF), чтобы уменьшить частоту сигнала перед обработкой.

Супергетеродинный приемник обычно состоит из антенны, РЧ-усилителя, смесителя, гетеродина, усилителя ПЧ, детектора, усилителя ЗЧ и динамика.

Работа супергетеродинного приемника объясняется с помощью блок-схемы, приведенной ниже на рис. 1, вместе с формами сигналов на выходе каждого блока.

Рис1. Блок-схема супергетеродинного приемника

В супергетеродинном приемнике входящий через антенну сигнал фильтруется, чтобы отклонить частоту изображения, а затем усиливается радиочастотным усилителем.

Радиочастотный усилитель можно настроить для выбора и усиления определенной несущей частоты в диапазоне AM-вещания.Только выбранная частота и две боковые полосы могут проходить через усилитель.

Несущая принятого сигнала называется несущей радиочастоты, а ее частота — радиочастотой fRF, а сигнал гетеродина работает на fOSC. Затем усиленная радиочастота смешивается с частотой гетеродина. Комбинирование этих двух сигналов выполняется в смесителе, который производит сигналы суммарной и разностной частоты входящего сигнала несущей и сигнала гетеродина: fOSC + fRF, fOSC-fRF и fOSC-fRF.

Суммарная частота (fOSC + fRF) отклоняется фильтром, а оставшаяся разностная частота (fOSC — fRF) сигнал, который является сигналом понижающей частоты, называется несущей промежуточной частоты (IF). (fIF = fOSC − fRF).

Частота гетеродина отличается от частоты, на которую настроен РЧ-усилитель. Гетеродин настраивается на частоту, которая может быть выше или ниже входной частоты на величину, равную частоте ПЧ.

Таким образом, идея супергетеродинного приемника состоит в том, чтобы уменьшить высокочастотные радиокомпоненты входящей несущей до довольно низкого фиксированного значения, например, для обработки на разных этапах приемника, а также для обеспечения хорошей стабильности, усиления и надлежащего избирательность и верность.

Модуляция сигнала несущей ПЧ такая же, как у исходного сигнала несущей, и он имеет фиксированную частоту 455 кГц, которая усиливается одним или несколькими каскадами усиления.

Сигнал ПЧ усиливается с помощью усилителя ПЧ, который повышает его уровень для процесса извлечения информации. Также усилитель ПЧ удовлетворяет большинство требований приемника по усилению и полосе пропускания.

Работа усилителя ПЧ не зависит от частоты, на которую настроен приемник, благодаря чему селективность и чувствительность супергетеродинного приемника остаются в значительной степени постоянными во всем диапазоне настройки приемника.

Этот усиленный сигнал ПЧ подается на детектор для обнаружения компонента информационного сигнала от ПЧ 455 кГц, чтобы воспроизвести исходные информационные данные, которые обычно имеют форму аудиосигнала.Каскад детектора удаляет одну из боковых полос, которая все еще присутствует, и отделяет РЧ от аудиокомпонентов другой боковой полосы.

РЧ-составляющая отфильтровывается, и звук подается на звуковые каскады для усиления. Сгенерированный аудиосигнал затем подается на усилитель AF, чтобы увеличить уровень звуковой частоты сигнала и обеспечить достаточное усиление для управления динамиком или наушниками.

К усилителю AF подключен динамик для воспроизведения звукового информационного сигнала.

Важной частью супергетеродинного приемника является автоматическая регулировка усиления (АРУ), которая подается на каскады ВЧ, ПЧ и смесителя для создания постоянного выходного сигнала независимо от изменяющегося входного сигнала.

Супергетеродинный радиоприемник, несмотря на то, что он более сложен, чем некоторые другие приемники, предлагает множество преимуществ с точки зрения рабочих характеристик, в первую очередь избирательности. Он более эффективно способен удалять нежелательные и искажающие сигналы, чем другие формы, такие как TRF и регенеративные приемники.

Основные типы радиоприемников

Структурная схема приемника прямого усиления

Преимущества и недостатки приемника прямого усиления

Структурная схема супергетеродинного приемника

Принцип работы преобразователя частоты

Преимущества супергетеродинного приемника

Недостатки супергетеродинного приемника

Приемники с двойным преобразованием частоты

Особенности приемников прямого преобразования

2.1.2. Структурные схемы приемников | RadioUniverse

Структурные схемы радиоприемников

Узнать еще:

Структурная схема радиоприемника прямого усиления. Принцип действия схемы . Достоинства и недостатки радиоприемника прямого усиления .

3 Структурные схемы радиотракта приемника

Рекомендуемые файлы

Основные электрические характеристики и структурная схема радиоприемника

Структурная схема радиоприемника

ЗАНЯТИЕ №8. Структурная схема радиоприёмника. — КиберПедия

F.M. Учебное пособие по приемнику — Блок-схемы — Электронная схема и учебные пособия

Радиопередатчик и приемник | Рабочая | Блок-схема

Функциональная блок-схема радиоприемника. Обычный радиоприемник …

Супергетеродинный FM-приемник

с полевым транзистором

Цепь ограничителя

Действие ограничения ворот

Действие ограничения слива

| Усилители промежуточной частоты и ПЧ

| Блок-схемы Electronics Club

Система усилителя звука

Радиоприемник

Регулируемая система питания

Система управления с обратной связью

Политика конфиденциальности и файлы cookie

Нарисуйте блок-схему супергетеродинного радиоприемника и объясните то же самое.

Добавить комментарий Отменить ответ

Основные типы радиоприемников

Структурная схема приемника прямого усиления

Преимущества и недостатки приемника прямого усиления

Структурная схема супергетеродинного приемника

Принцип работы преобразователя частоты

Преимущества супергетеродинного приемника

Недостатки супергетеродинного приемника

Приемники с двойным преобразованием частоты

Особенности приемников прямого преобразования

2.1.2. Структурные схемы приемников | RadioUniverse

Структурные схемы радиоприемников

Узнать еще:

Структурная схема радиоприемника прямого усиления. Принцип действия схемы . Достоинства и недостатки радиоприемника прямого усиления .

3 Структурные схемы радиотракта приемника

Рекомендуемые файлы

Основные электрические характеристики и структурная схема радиоприемника

Структурная схема радиоприемника

ЗАНЯТИЕ №8. Структурная схема радиоприёмника. — КиберПедия

F.M. Учебное пособие по приемнику — Блок-схемы — Электронная схема и учебные пособия

Радиопередатчик и приемник | Рабочая | Блок-схема

Функциональная блок-схема радиоприемника. Обычный радиоприемник …

Супергетеродинный FM-приемник

с полевым транзистором

Цепь ограничителя

Действие ограничения ворот

Действие ограничения слива

| Усилители промежуточной частоты и ПЧ

| Блок-схемы Electronics Club

Система усилителя звука

Радиоприемник

Регулируемая система питания

Система управления с обратной связью

Политика конфиденциальности и файлы cookie

Нарисуйте блок-схему супергетеродинного радиоприемника и объясните то же самое.

Похожие записи

Микросхема 358: подробный обзор, применение и характеристики операционного усилителя

Радиозвонок схема. Радиозвонок своими руками: схемы, устройство и монтаж беспроводного дверного звонка

Электросхема ваз 2105 инжектор. Электросхема ВАЗ 2105: особенности, устройство и основные неисправности

Добавить комментарий Отменить ответ