Главная >  Распространение радиоволн 

1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Оценка по шкале S

Качественная оценка

Напряжение сигнала на входе приемника, мкВ

Едва слышен, прием невозможен

Очень слабые сигналы, прием невозможен

Очень слабые сигналы, прием с большим на-

пряжением

Слабые сигналы, прием с небольшим напря-

жением

Удовлетворительные сигналы, прием почти

без напряжения

Хорошие сигналы, прием без напряжения

Умеренно громкие сигналы

Громкие сигналы

Очень громкие сигналы

9+20 дБ

Еще более громкие сигналы

9+40 дБ

Чрезвычайно громкие сигналы

500О

9+60 дБ

Самые громкие сигналы

50 000

пускания 2,5...3 кГц, любительских AM станций - 6 кГц, вещательных станций - 10 кГц Из этого следует, что если полоса пропускания приемника не регулируется, то она должна быть около 3 кГц. Для оптимизации условий приема сигналов CW при помехах желательно иметь возможность сузить ее до 300 или даже до 100 Гц, а для обеспечения хорошего приема AM необходимо расширить полосу пропускания до 6, а при приеме радиовещания до 10 кГц. Должна быть обеспечена возможность приема самых слабых сигналов при одновременном воздействии на вход приемника не попадающих в полосу пропускания самых сильных сигналов. В соответствии с табл. 2.1 отношение этих сигналов составляет 100 дБ -- это и есть желаемое значение многосигнальной избирательности приемника.

При приеме сигналов CW на слух тон должен быть в пределах 500...1000 Гц. Прн приме SSB сигналов полоса частот на выходе приемника находится в диапазоне 300...3000 Гц. Выходная мощность приемника (достаточно 0,1 Вт) должна обеспечить нормальную работу головных телефонов или громкоговорителя.

Исходя из требований к чувствительности приемника и его выходной мощности определяем общее усиление во всем тракте приемника. При выходной мощности 0,1 Вт и сопротивлении обмотки громкоговорителя 10 Ом напряжение 34 на выходе приемника будет равно 1 В. Учитывая, что усиление приемника должно иметь некоторый запас, примем уровень сигнала 34 на входе приемника, обеспечивающий получение 1 В 34 на его выходе, равным 1 мкВ. Таким образом, общее усилие во всем тракте приемника любительской КВ станции должно быть близким к \0.

2.1.2. Структурные схемы приемников

Простейший из возможных типов КВ 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 34. 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.



В<од

Входная

цепь

С ме с иг ель

Фильтр

Выход di

Гетеродин

Рнс. 2,1. Структурная схема приемника прямого преобразования

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 щумов, позволяют получить необходимое для любительского КВ приемника усиление (до 10) в УЗЧ, ио 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 цепн 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 КВ приемникам. В настоящее время с появлением таких фильтров, специально выпускаемых отечественной промышленностью для радиолюбителей, схема с одним преобразованием частоты стала оптимальной для самодельного КВ 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 супергетеродннный 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 н 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.

Входная цепь

1-й смеситель

Фильтр

2-й смеситель

Выходу

1-й гетеродин

2-й гетеродин

Рнс. 2 2 Структурная схема супергетеродинного приемника с одним

частоты

преобразованием



Вход

Входная

1-й сме-

Фильтр

2-й сме-

Фильтр

3-й сме-

цепь

ситель

ситель

ситель

1-й гетеродин

Выход 34

г-й ге-теродин

Н гетеродин

Рнс. 2.3. Структурная схема супергетеродинного приемника с двумя преобразованиями

частоты

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 отнощении 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 пребразователей частоты.

В профессиональных приемных устройствах широко применяется схема с двойным преобразованием частоты, у которого значение ПЧ1 выше максимальной частоты, поступающей иа вход приемника (около 45 МГц для КВ 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 КВ, 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.

Вход Лит

и п

т I I и Т Т J J-,sm 1 L J-

C3wai

czi czz

.1.71

C],C2,n--15... 360

C6.c7.cg-

-0,05 MH

W.2 CB.

cs г

КЛ509Л Ki,

2.1.3. Входные цепи приемников

Входная цепь должна обеспечивать согласование приемника с антенной, т. е. максимальную передачу мощности сигнала, принятого антенной на вход приемника, и защищать приемник от воздействия мощных сигналов радиостанций, работающих вне диапазона.

На рис. 2.4 приведена хорошо зарекомендовавшая себя на практике схема входной цепи, которая может быть применена в коротковолновом любительском приемнике любого типа. В этой схеме имеются два резонансных контура, настраиваемых на частоту сигнала, широкополосный контур C1L1-L3C2 и узкополосный - C4L4L5. Эти контуры связаны друг с другом только через конденсатор С5.

Широкополосный резонансный контур обеспечивает выбор коэффициента связи приемника с антенной и обычно регулируется до получения максимальной громкости принимаемого сигнала. Но если избирательность приемника оказывается недостаточной, коэффициент связи его с антенной может быть уменьшен увеличением емкости конденсатора С1 до пропадания помехи от

виеполосного сигнала. Рис. 2.4, Двухкоитурная входная цепь приемника

Kit SitМ

ао woo j\ 1 II < Выход

г опт из

C7tZhj

Hi 200н

R720



1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40