Радіопередавальні та радіоприймальні пристрої

Як ПВЧ застосовуються звичайно багатокаскадні резонансні підсилювачі, коливні контури яких настроєні на несучу частоту бажаної радіостанції. Міра селективності подібного підсилювача залежить врешті-решт від добротності цих коливних контурів.

Як правило, приймач повинний мати змогу перестроюватися у певному діапазоні частот. Така перестройка здійснюється за допомогою конденсаторів змінної ємності, що входять до складу коливних контурів ПВЧ. Для одночасної перестройки кількох каскадів ПВЧ змінні конденсатори насаджуються на загальну вісь так, щоб при їх обертанні їх ємність змінювалась однаково. Звичайно ємність таких змінних конденсаторів вдається змінювати не більш як у десять разів. Оскільки ж резонансна частота контуру обернено пропорційна до кореня квадратного від ємності, то відповідна перестройка контурів по частоті не перевищує трьох. Перехід до інших діапазонів здійснюється шляхом зміни котушок індуктивності у контурах.

Другий блок приймача прямого підсилення – детектор – виділяє з модульованого ВЧ сигналу інформаційний низькочастотний сигнал, котрий і є кінцевою метою роботи приймача. Що ж до компоненти з несучою частотою, то вона по проходженню через детектор втрачається, бо в ній вже немає потреби. Для детектування амплітудно-модульованих сигналів звичайно застосовуються прості діодні схеми, як були розглянуто вище. Детектори фазово- або частотно-модульованих коливань являють собою складніші пристрої і ми їх розглянемо згодом окремо.

Нарешті. підсилювач низької частоти (третій блок) призначений для підсилення віддетектованого сигналу низької частоти (котрий по виходу з детектора має звичайно величину меншу від вольту) до величини потрібної для роботи репродуктора або якогось іншого пристрою, який відтворює або фіксує інформацію, що її несуть низькочастотні коливання.

 

 

До параметрів, що характеризують роботу радіоприймача призначеного для приймання радіомовних станцій, входять такі величини:

а) Чутливість. Вона визначає той мінімальний рівень сигналу на вході, який може впевнено і надійно сприйматися приймачем. Чутливість визначається як напруга на вході приймача, що забезпечує номінальну потужність на його виході при глибині модуляції сигналу  30% і співвідношенні сигнал-шум РС/РШ = 20 дБ.

Здавалося б, що нарощуючи кількості каскадів ПВЧ можна було б досягти будь-якого великого підсилення і одержати як завгодно велику чутливість. В дійсності мінімальна величина вхідного сигналу обмежується рівнем внутрішніх шумів у вхідних колах приймача. Вони спричиняються тепловими флуктуаціями у пасивних елементах схеми і флуктуаційними явищами у активних приладах (транзисторах або електронних лампах). Останні бувають звичайно набагато більшими від перших. Тому одна з найважливіших задач сучасної радіоелектроніки – це зниження шумів у активних елементах і наближення їх до рівня теплових шумів, котрі становлять природну межу чутливості будь-якої радіоелектронної апаратури.

Для ілюстрації можна навести такі числа: чутливість найкращих радіомовних приймачів (І та ІІ класів) складає 100 – 200 мкВ; у радіолокаційних і лабораторних вимірювальних приймачах вона може досягати 1 – 10 мкВ.

б) Вибірковість. Вона характеризує можливість відстроювання приймача від завад з боку сусідніх (по частоті) радіостанцій і визначається як зниження коефіцієнта підсилення ПВЧ при віддаленні від частоти точної настойки на  10 кГц.   За існуючими стандартами для радіомовних приймачів І класу це послаблення має бути не меншим від 46 дБ, для ІІ класу – не меншим 34 дБ.

в) Смуга відтворюваних частот. Це смуга частот, у котрій низькочастотний інформаційний сигнал відтворюється без лінійних спотворень. За існуючими стандартами нерівномірність у відтворенні частот у цій смузі, котра складає звичайно 3 – 4 кГц, не повинна перевищувати  3 дБ.

З нерівномірністю АЧХ ми вже мали справу при вивченні частотних характеристик підсилювачів низьких частот. Нерівномірність такої природи може мати місце і радіоприймачах прямого підсилення за рахунок нерівномірності АЧХ його підсилювача низької частоти. Але значно більший внесок можуть давати каскади ПВЧ.

Нехай амплітудно-частотна характеристика ПВЧ (тобто залежність його коефіцієнта підсилення від частоти) має вигляд кривої зображеної на рис. 4а. Тут  - несуча частота,  - коефіцієнт підсилення на цій частоті (будемо вважати, що ПВЧ точно настроєний на несучу частоту станції). Ця амплітудно-частотна характеристика ПВЧ визначається його коливними контурами і має вигляд резонансної кривої. Нижче, на рис. 4б умовно зображений спектр сигналів амплітудно-модульованої радіостанції. Він складається з несучої частоти   і двох бокових смуг, що простягаються праворуч ліворуч від   до    та   , де  - найвища частота у спектрі модулюючого сигналу.

При проходженні через ПВЧ спектр сигналу стає деформованим: крайні частоти  зазнають меншого підсилення, аніж частотні складові ближчі до несучої частоти, і спектр набуває вигляду подібного до зображеного на рис. 4в.

Після детектування такий спектр з послабленими високочастотними компонентами надходить на вхід ПНЧ, до нерівномірності якого буде тепер додана нерівномірність спричинена каскадами підсилювача високої частоти.

Для зменшення деформацій спектра, що вносяться каскадами ПВЧ, було б бажано, щоб їх АЧХ у межах спектра станції була рівномірною і зображена на рис. 3а крива мала б плоску верхівку. Найпростіше цього можна було б досягти, використовуючи низькодобротні контури з тупою резонансною кривою (пунктирна лінія на рис. 4а). Але тоді вимоги малої нерівномірності вступили б у протиріччя з вимогами вибірковості.