МИНИСТЕРТВО  ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КОММУНИКАЦИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

 

ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

ФАКУЛЬТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

 

Кафедра «Технологии мобильной связи»

 

 

 

ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА В ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЕ

 

 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

 

 

Составили: к.т.н. доцент   -  Д.А.Давронбеков

ассистент       -  Х.Ф.Алимджанов

 

 

Ташкент 2016

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

1	Усилительные устройства…………………………………………	3
2	Общие сведения о радиопередающих устройствах……………...	15
3	Общие   принципы   генерирования   и   усиления   ВЧ  и  СВЧ колебаний……………………………………………………………	23
4	Методы автоматической подстройки частоты в передатчиках	28
5	Передатчики    с    амплитудной,    однополосной,    угловой модуляцией………………………………………………………….	34
6	Цифровые методы модуляции в телевидении и радиовещании…	53
7	Передатчики аналогового и цифрового телевидения…………….	58
8	Передатчики аналогового и цифрового радиовещания………….	62
9	Общие сведения о радиоприемных устройствах…………………	65
10	Структурные схемы построения приемников…………………….	75
11	Усилители высокой частоты в радиоприемных устройствах……	79
12	Смесители сигналов………………………………………………...	84
13	Детекторы сигналов…………………………………………………	91
14	Цифровая обработка сигналов в приемниках……………………..	109
15	Приемники аналогового и цифрового телевидения………………	116
16	Приемники аналогового и  цифрового радиовещания……………	120
	Литература…………………………………………………………...	123

Лекция 1

 

УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

План

1. Основные технические показатели усилителей

2. Режимы работы усилителей

3. Особенности усилителей класса D

 

Основные технические показатели усилителей

 

Электронным усилителем называется устройство, позволяющее преобразовывать входные электрические сигналы в сигналы большей мощности на выходе без существенного искажения их формы. Эффект увеличения мощности возможен при наличии в устройстве некоторого внешнего источника, энергия которого используется для создания повышенной мощности на выходе. Этот источник энергии, преобразуемой усилителем в энергию усиленных сигналов, называется источником питания.

Энергия источника питания преобразуется в энергию полезного сигнала при помощи усилительных, или активных элементов. Устройство, являющееся потребителем усиленных сигналов, называют нагрузкой усилителя, а цепь усилителя, к которой нагрузка подключена, – выходной цепью, или выходом усилителя. Источник входного сигнала, который нужно усилить, называется источником сигнала, или входным источником или генератором, а цепь усилителя, в которую вводят входной сигнал, называется входной цепью, или входом усилителя.

Важнейшими техническими показателями усилителя являются: коэффициенты усиления (по напряжению, току и мощности), входное и выходное сопротивления, выходная мощность, коэффициент полезного действия, номинальное входное напряжение (чувствительность), диапазон усиливаемых частот, динамический диапазон амплитуд и уровень собственных помех, а также показатели, характеризующие нелинейные, частотные и фазовые искажения усиливаемого сигнала.

Коэффициент усиления – отношение установившихся значений выходного и входного сигналов усилителя. В зависимости от типа усиливаемой величины различают коэффициенты усиления:

- по напряжению Ku = DU2 / DU1;

- по току Ki = DI2 /DI1;

- по мощности Кр = Р2 / Р1,

где U1, U2, I1, I2 – действующие (или амплитудные) напряжения и токи.

Так как P1 = U1 I1 и P2 = U2 I2, то коэффициент усиления по мощности Kp = Ku Ki.

Значение коэффициента усиления К у различных усилителей напряжения может иметь величину порядка десятков и сотен. Но и этого в ряде случаев недостаточно для получения на выходе усилителя сигнала требуемой мощности. Тогда прибегают к последовательному (каскадному) включению ряда усилительных каскадов (рис.1). Для многокаскадных усилителей общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов. При последовательном соединении нескольких усилительных устройств произведение их коэффициентов усиления определяет общий коэффициент усиления системы:

 

К_общ = К1 К2…. . Кn.                                   (1)

 

Рис.1. Структурная схема многокаскадного усилителя

 

Коэффициент усиления, вычисленный по формуле (1), представляет собой безразмерную величину. Учитывая, что в современных усилительных схемах коэффициент усиления, выраженный в безразмерных единицах, получается довольно громоздким числом, в электронике получил распространение способ выражения усилительных свойств в логарифмических единицах – децибелах (дБ). Коэффициент усиления по мощности, выраженный в децибелах, равен

 

KP [дБ] = 10 lg (P2/P1) = 10 lg KP.                     (2)

 

Поскольку мощность пропорциональна квадрату тока или напряжения, для коэффициентов усиления по току и напряжению можно записать соответственно:

 

KI [дБ] = 20 lg (I2/I1) = 20 lg KI,

KU [дБ] = 20 lg (U2/U1) = 20 lg KU.

 

Обратный переход от децибел к безразмерному числу производится при помощи выражения

 

,

 

где N = 10 при расчете коэффициента усиления по мощности и N = 20 – при расчетах по напряжению и току.

 

Широкому использованию логарифмического представления коэффициентов усиления способствует и то, что многие направления, в которых применяются усилители, связаны с техникой, воздействующей на чувства человека. А восприятие человека описываются логарифмическими зависимостями. Например, громкость звукового сигнала, по ощущениям человека, увеличится в два раза при увеличении его мощности в 10 раз.

Если принять Кu = 1 дБ, то при определении коэффициента усиления по напряжению

 

.

 

Следовательно, усиление равно одному децибелу, если напряжение на выходе усилителя в 1,12 раза (на 12%) больше, чем напряжение на входе.

Логарифмическая мера оценки удобна при анализе многокаскадных усилителей. Общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя при переходе к логарифмическим единицам измерения определяется в отличие от (2) суммой коэффициентов усиления отдельных каскадов, т.е.

 

K_общ [дБ] = K1 [дБ] + +К2 [дБ] +... + Кn [дБ].

 

Коэффициенты усиления по напряжению и току являются величинами комплексными, что отражает наличие фазовых сдвигов усиливаемого сигнала. Например, для коэффициента усиления по напряжению имеем:

 

,

или

,

 

где Кm = (U_вых / U_вх) – модуль коэффициента усиления;

j = (j_вых – j_вх) – угол сдвига фаз между выходным и входным напряжениями.

 

Обычно, когда рассматривают коэффициент усиления, имеют ввиду его модуль. Фазовый сдвиг (аргумент коэффициента усиления) анализируют отдельно. Значения, как модуля, так и фазы зависят как от величины параметров схемы усилителя, так и от частоты усиливаемого сигнала. Для их описания используют так называемые амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики.

 

2. Режимы работы усилителей

 

В зависимости от выбора исходной рабочей точки на передаточной характеристике различают режимы работы: А, В, АВ, С и D.

Режим А – это режим, при котором исходная рабочая точка П, определяющая состояние схемы при отсутствии сигнала и так называемый ток покоя I_кп, располагается примерно на середине линейного участка характеристики (рис.2).

 

 

Рис.2. Режим А работы усилительного каскада

 

В этом режиме напряжение смещения U_бп всегда больше амплитуды  входного  сигнала  U_бп > U_{вх m},  а  постоянная составляющая коллекторного тока больше или примерно равна амплитуде переменной составляющей I_кп ≥ I_кm. Синусоидальному входному сигналу соответствует синусоидальный выходной ток, нелинейные искажения минимальны, но КПД каскада составляет лишь 20 – 30%.

Режим В – это режим, при котором исходная рабочая точка совпадает с началом координат, т.е. ток покоя отсутствует I_кп = 0 (рис.3). При подаче на вход синусоидального сигнала ток в выходной цепи протекает лишь в течение половины периода и имеет форму импульсов с углом отсечки θ = π/2.

КПД каскада, работающего в режиме В, достигает 60 – 70%. Однако форма выходного сигнала искажена из-за нелинейного участка передаточной характеристики.

Режим АВ, как видно из рис.4 занимает промежуточное положение.

 

 

Рис.3. Режим В работы усилительного каскада

 

 

 

Рис.4. Режим АВ работы усилительного каскада

 

Угол отсечки в этом режиме несколько больше за счет сдвинутой из нуля исходной, рабочей точки П с помощью тока покоя I_кп в начало линейного участка передаточной характеристики.

Режим С -  это режим, при котором ток i_к протекает в течение промежутка времени, меньшего половины периода входного сигнала, т.е. θ < π/2. Ток покоя отсутствует. Этот режим используется в мощных избирательных усилителях, где нагрузкой является колебательный контур.

Режим D – это ключевой режим работы, при котором транзистор может находиться только в двух состояниях: или полностью заперт (режим отсечки), или полностью открыт (режим насыщения). Достоинство режима D заключается в увеличении КПД. Его недостаток – значительное усложнение схемы усилителя.

 

3. Особенности усилителей класса D

 

В последние годы все большую и большую популярность приобретают усилители класса D или, как их еще называют, импульсные усилители. Некоторые производители дают им название «цифровые усилители», но оно несколько некорректно, поскольку никакого преобразования звука в двоичный код там нет. В усилителе класса D звуковой сигнал преобразуется в последовательность импульсов различной ширины в результате широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Частота следования импульсов обычно выбирается в пределах 300-500 кГц, это оптимально для всего аудиодиапазона. Если усилитель сабвуферный и перед ним стоит задача усиливать только диапазон до 100-200 Гц, частоту переключения можно уменьшить до 50-100 кГц.

Раньше импульсные усилители были интересны только за счет своего высокого КПД (обычно более 90%) и применялись только для управления мощными электродвигателями. Этот факт был напрямую связан с отсутствием высокоскоростных мощных переключательных элементов, способных работать на высоких частотах, вследствие чего высокие нелинейные искажения были просто неизбежны. Однако сейчас многими компаниями-производителями электронных компонентов выпускаются специализированные элементы для построения усилителей класса D, способные работать на частотах вплоть до 1 МГц и выше.

Рассмотрим принципы работы выходных каскадов, построенных на биполярных транзисторах.

Выходной каскад усилителя класса АВ, выполненный на биполярных транзисторах, обладает низким КПД, потому что выходные транзисторы, подобно переменным резисторам, изменяют свое активное сопротивление, тем самым управляя выходным током. В усилителе класса АВ невозможно получить размах амплитуды выходного напряжения, равный напряжению питания, поскольку даже в полностью открытом состоянии напряжение между коллектором и эмиттером Uк-э биполярного транзистора, равняется приблизительно 1-2 В.

В импульсных усилителях силовыми элементами являются мощные полевые транзисторы, у которых существует только 2 состояния - открытое и закрытое. Так как сопротивление открытого канала современных полевых транзисторов очень мало (обычно десятки мОм), следовательно, и падение напряжения на этих элементах незначительное. Меандр, проходя через выходной фильтр, преобразуется в переменный ток звуковой частоты, осциллограмма которого показана на рис.5.

 

 

Рис.5. Осциллограмма преобразования сигнала

 

Это объясняется тем, что выходной дроссель, который является неотъемлемой частью импульсного усилителя, изменяет свое реактивное сопротивление для сигнала с переменной скважностью. Вместе со скважностью, которой управляет звуковой сигнал, изменяется и ток, протекающий через нагрузку.

Значительная часть потерь происходит на фронтах в момент переключения полевых транзисторов, поэтому, снизив частоту преобразования, можно уменьшить количество фронтов за единицу времени и, как следствие, немного увеличить КПД. Именно по этой причине в сабвуферных усилителях класса D частоту переключения понижают вплоть до 50 кГц.

Как упоминалось выше, современные полевые транзисторы способны переключаться с высокой скоростью, тем самым позволяя разработчику значительно увеличить частоту преобразования и, следовательно, уменьшить габаритные размеры выходного дросселя. В результате сопротивление обмотки постоянному току (Rdc) будет тоже гораздо меньше, следовательно, немного уменьшится нагрев провода обмотки.

Усилители класса D делятся на 3 основных типа.

1)Усилители с внешним генератором пилообразного напряжения (рис.6);

 

 

Рис.6. Структурная схема усилителя класса D с внешним генератором пилообразного напряжения

 

2) Самоосцилирующие усилители (рис.7).

 

 

Рис. 7. Структурная схема самоосциллирующего усилителя класса D

 

3) Усилители на основе микроконтроллеров со встроенным АЦП.

Усилители с внешним генератором пилообразного напряжения наиболее просты в изготовлении и наладке, обладают меньшими требованиями к топологии печатной платы и компонентам по сравнению с усилителями самоосциллирующего типа. Именно эти усилители в настоящее время являются самыми распространенными среди серийных моделей как сабвуферных усилителей, входящих в состав автомобильных акустических систем, так и широкополосных профессиональных, эстрадных усилителей. Самоосциллирующие усилители работают как автогенераторы, в них колебательный процесс проходит и поддерживается за счет использования положительной обратной связи. Этот тип усилителей отличается более высокими требованиями к топологии печатной платы, но при тонком подходе к этому вопросу качество звуковоспроизведения данного типа усилителей значительно превосходит остальные.

В свою очередь, самоосциллирующие усилители делятся на 2 подкласса, в которых обратная связь организована до выходного фильтра и после него. В схемах, где обратная связь организована до выходного фильтра, она исправляет только нелинейности мощного компаратора, а выходной фильтр находится вне контроля.

Такие усилители имеют не очень ровную АЧХ, и выходной импеданс у них сильно растет вместе с частотой.

Усилители, у которых обратная связь берется только после выходного фильтра, лишены всех этих недостатков. Отрицательная обратная связь организована после фильтра и максимально возможно исправляет все нелинейности, а колебательный процесс начинается за счет того, что на определенной частоте сдвиг фазы составляет 180 градусов, то есть на этой частоте ОС становится положительной, и усилитель работает как генератор.

Фаза сдвигается благодаря задержкам сигнала, которые происходят в самом компараторе, выходном фильтре и специальной фазосдвигающей RC-цепочке.

 

 

Рис. 8. Структурная схема усилителя класса D

 

Контрольные вопросы

1.Назначение и принцип работы усилителей.

2.Перечислите технические показатели усилительных устройств.

3.Особенности работы усилителя в режиме А.

4.Особенности работы усилителя в режиме В.

5.Особенности работы усилителя в режиме АВ.

6.Особенности работы усилителя в режиме С.

7. Особенности работы усилителя в режиме D.

 

Лекция 2

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ

 

План

1. Назначение радиопередающих устройств

2. Классификация радиопередающих устройств

3. Каскады и блоки радиопередающих устройств

 

Назначение радиопередающих устройств

 

Радиопередающими устройствами (или радиопе­редатчиками) (РПдУ) называются радиотехнические аппараты, служащие для генерирования, усиления по мощности и модуляции высоко­частотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний, под­водимых к антенне и излучаемых в пространство.

Три функции — генерация, усиление и модуляция — объединя­ются общим понятием: формирование сигнала, под которым по­нимают колебание, несущее информацию. Такой электромагнит­ный сигнал, излученный в пространство, называется радиосигна­лом. Третья из названных функций — модуляция — есть процесс наложения исходного сообщения (например, речи или телевизи­онного изображения) на ВЧ или СВЧ колебания.

В технологическом плане радиопередающие устройства пред­ставляют собой сборки интегральных микросхем, транзисторов, диодов, электровакуумных приборов, конденсаторов, трансформа­торов и множества иных элементов, соединенных между собой согласно определенной электрической схеме. Наиболее совершен­ные конструкции полностью состоят из полупроводниковых гиб­ридных и интегральных микросхем.

Радиопередатчики служат для передачи информации в рамках определенной радиоэлектронной системы. К их числу относятся следующие системы: звукового и телевизионного радиовещания; радиосвязи с помощью наземных средств, в частности сотовая ра­диосвязь; глобальные космические радиосвязи, телевизионного ра­диовещания и радионавигации; радиоуправления и радиотелемет­рического контроля разнообразными объектами; радиолокацион­ные, дальнего и ближнего радиуса действия.

В зависимости от назначения радиоэлектронной системы приме­няют тот или иной тип радиопередатчика: ламповый или полупро­водниковый, ВЧ или СВЧ диапазона, небольшой или повышенной мощности, работающий в непрерывном или импульсном режиме.

Определим место радиопередатчика в составе радиоэлектрон­ной системы, которая в целом может быть представлена в виде своеобразной пирамиды (см.рис.).

Нижний уровень «пирамиды» составляет элементная база, вклю­чающая транзисторы, диоды, конденсаторы, интегральные мик­росхемы и десятки иных наименований. Из них составляются зве­нья, объединяемые в функционально законченные цепи — каска­ды, такие как автогенератор, преобразователь частоты, модулятор, усилитель мощности колебаний, демодулятор, усилители сверх­высокой, высокой, промежуточной и низкой частоты и т.д.

Следующий уровень — блоки, такие как малошумящий СВЧ усилитель, модем-модулятор и демодулятор сигнала, блок обра­ботки сигнала, блок усиления мощности ВЧ или СВЧ колебаний, линейный тракт радиоприемника, антенно-фидерный тракт и т.д.

 

 

Рис.1. Определение места радиопередатчика в составе радиоэлектрон­ной системы

 

Еще более высокий «этаж» пирамиды включает в себя функци­онально законченные устройства — радиоприемники, радиостан­ции, радиолокаторы, телевизоры и т.д., которые работают само­стоятельно в составе различных радиотехнических систем. Имен­но на этом уровне рассматриваемой «пирамиды» и располагаются радиопередающие устройства.

В случае применения в устройствах только интегральных мик­росхем три нижних уровня объединяются в один.

 

Классификация радиопередающих устройств

 

Радиопередатчики классифицируют по пяти основным призна­кам: назначению, объекту использования, диапазону частот, мощ­ности и виду излучения.

Назначение радиопередатчика определяется радиотехнической системой, в которой он используется, и связано оно с видом пере­даваемой информации. В этой связи различают: радиосвязные, радиовещательные, телевизионные, радиолокационные, радиоте­леметрические, радионавигационные, для радиоуправления и дру­гие типы радиопередатчиков.

Объект использования определяется местом установки радиопе­редатчика, что влияет на условия его эксплуатации. По данному признаку различают: наземные стационарные, самолетные, спут­никовые, корабельные, носимые, мобильные радиопередатчики, т.е. устанавливаемые на автомобилях, железнодорожном транспорте и иных наземных передвижных объектах.

По диапазону частот радиопередатчики различают в соответствии с принятым делением радиочастотного диапазона: сверхдлинновол­новые, длинноволновые, средневолновые, коротковолновые, ультра­коротковолновые, дециметровые, сантиметровые, миллиметровые. Передатчики пяти первых диапазонов объединяются общим назва­нием — высокочастотные, трех последних — сверхвысокочастотные. Таким образом, границей между радиопередатчиками ВЧ и СВЧ ди­апазонов является частота 300 МГц. При частоте менее 300 МГц пе­редатчик относится к ВЧ диапазону, выше — к СВЧ диапазону.

По мощности ВЧ или СВЧ сигнала, подводимого к антенне, радиопередатчики различают по мощности излучения в непрерыв­ном режиме: малой — до 10 Вт, средней — 10...500 Вт, большой — 500 Вт... 10 кВт, сверхбольшой — выше 10 кВт.

По виду излучения передатчики разделяют на работающие в не­прерывном и импульсном режимах. В первом случае при передаче сообщения сигнал излучается непрерывно, во втором — в виде импульсов.

Для характеристики типа радиопередатчика следует указать, к какому виду он относится в каждом из пяти названных разрядов.

В таблице 1.1 приведены некоторые типы радиосистем и радиопе­редатчиков различного назначения с привязкой к диапазонам волн.

 

Таблица 1.

 

Некоторые типы радиосистем и радиопе­редатчиков различного назначения с привязкой к диапазонам волн

    

 

Каскады и блоки радиопередающих устройств

 

Радиопередатчик представляет собой сборку из отдельных каска­дов и блоков, каждый из которых функционирует и самосто­ятельно, и в сочетании с другими частями всего устройства. Поэтому сначала рассмотрим, какие каскады и блоки могут входить в радиопередатчик и в чем состоит их назначение. К числу каскадов относятся:

- автогенератор, или генератор с самовозбуждением, — источник ВЧ или СВЧ колебаний. В зависимости от метода стабилизации частоты различают кварцевые и бескварцевые автогенераторы;

- генератор с внешним или независимым возбуждением — усили­тель ВЧ или СВЧ сигнала по мощности. В зависимости от полосы пропускания различают узко- и широкополосные генераторы;

- умножитель частоты, служащий для умножения частоты коле­баний;

- преобразователь частоты, предназначенный для смещения час­тоты колебаний на требуемую величину;

- делитель частоты, служащий для деления частоты колебаний;

- частотный модулятор, осуществляющий частотную модуляцию;

- фазовый модулятор, осуществляющий фазовую модуляцию;

- фильтры, служащие для пропускания сигнала только в опреде­ленной полосе частот. Различают полосовые, низкочастотные, высокочастотные и режекторные фильтры;

- сумматор (он же делитель) мощностей сигналов, в котором про­исходит суммирование мощностей однотипных сигналов или де­ление сигнала по мощности в требуемое число раз;

- мостовое устройство — разновидность сумматора при сложе­нии мощностей двух сигналов или делении в два раза мощности сигнала;

- направленный ответвитель, служащий для отбора части мощно­сти сигнала из основного канала его распространения;

- согласующее устройство, предназначенное для согласования выходного сопротивления радиопередатчика с входным сопротив­лением антенны;

- аттенюатор, служащий для регулирования мощности сигнала;

- фазовращатель, необходимый для управления фазой сигнала;

- ферритовые однонаправленные устройства (циркуляторы и вен­тили), служащие для пропускания сигнала только в одном направ­лении; применяются в основном в СВЧ диапазоне;

- балластные сопротивления, в которых происходит рассеивание мощности;

- разнообразные датчики, позволяющие измерять параметры сигнала.

 К числу основных блоков, составляемых из каскадов, относятся:

 - блок усиления ВЧ или СВЧ сигнала по мощности, выполняемый из последовательно включенных генераторов с внешним возбуж­дением;

- блок умножителей частоты, применяемый в случае большого коэффициента умножения;

- синтезатор частот, предназначенный для образования диск­ретного множества частот;

- возбудитель, включающий в свой состав синтезатор частот и частотный или фазовый модулятор;

- амплитудный модулятор, служащий для осуществления ампли­тудной модуляции;

- импульсный модулятор, предназначенный для осуществления импульсной модуляции;

- антенно-фидерное устройство, соединяющее выход радиопере­датчика с антенной и включающее фильтр, направленный ответвитель, ферритовое однонаправленное и согласующее устройства;

- блоки автоматического регулирования, служащие для стабилиза­ции или управления параметрами радиопередатчика. К их числу относятся: устройства автоматической подстройки частоты, авто­матической перестройки электрических цепей усилительных кас­кадов, автоматической перестройки согласующего устройства, ав­томатического управления мощностью, автоматического поддер­жания теплового режима. Современные устройства автоматичес­кого регулирования строятся на основе микропроцессора (микроконтроллера).

 

Контрольные вопросы

1. В чем состоит назначение передатчика?

2. На какие диапазоны делятся волны в радиотехнике?

3. Как радиопередатчики подразделяются по мощности?

4. Перечислите каскады передатчика.

5. Перечислите блоки передатчика.

 

Лекция 3

 

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ГЕНЕРИРОВАНИЯ И УСИЛЕНИЯ ВЧ И СВЧ КОЛЕБАНИЙ.

 

План

1. Классификация генераторов высоких и сверх высоких частот.

2. Принцип работы генераторов высоких и сверх высоких частот.

 

Классификация генераторов высоких и сверхвысоких частот

 

Генераторы ВЧ и СВЧ можно классифицировать следующим образом:

-по типу резонансных систем

- по типу замедляющих систем

- по стабилизации частоты и фазы в передатчиках СВЧ: стабилизация частоты с помощью высокодобротных резонаторов; автоматическая подстройка частоты и фазы в СВЧ диапазоне; стабилизация частоты способом синхронизации

- по типу используемого усилительного элемента:  генераторы на триодах и тетродах; генераторы на пролетных клистронах; генераторы на магнетронах, а они в свою очередь на стабилизированные магнетроны и магнетроны с перестройкой частоты.; генераторы на лампах бегущей волны, М-типа и О-типа; генераторы на полупроводниковых приборах, транзисторные генераторы СВЧ , генераторы на диодах Ганна, генераторы на лавинно-пролетных диодах.

- по мощности: малой, средней и большой.

- по эксплуатационным требованиям: расширение температурного диапазона, повышение вибростойкости, ударостойкости.

 

 

Принцип работы генераторов высоких и сверх высоких частот

 

Принцип работы генераторов СВЧ и ВЧ основаны на факте взаимодействия электромагнитных колебаний резонансных и замедляющих систем с динамически управляемыми потоками электронов, это привело к созданию магнетронных и клистронных генераторов , генераторов на лампах бегущей волны (прямой) и обратной волн, успешно работающих в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах.

Использование физических эффектов, возникающих в твердом теле (туннельного, эффекта Ганна), и лавинно пролетных явлений позволило создать новые типы полупроводниковых генераторных диодов, которые совершенствуются и им , несомненно, принадлежит будущее.

В СВЧ диапазоне, период генерируемых колебаний становиться соизмеримым с временем пролета электронами межэлектродных промежутков (электроны проявляют инерционные свойства) резко возрастает вредное влияние собственных емкостей и индуктивностей прибора, его размеры становятся соизмеримыми с длиной генерируемых колебаний . все это во многом определяет специфику работы приборов СВЧ.

Производная энергии электрона по времени при его движении в межэлектродном пространстве:

 

 

где W полная энергия электрона- сумма кинетической и потенциальных энергий:

U- потенциал электрического поля;

 е=1,6·10^-19 Кл заряд электрона.

 

На низких частотах величина  мала, близка к нулю, их полная энергия не изменяется, в СВЧ величина  существенно отличается от нуля и полная энергия электрона может изменяться как за счет изменения его кинетической энергии(ускорения торможения) так и за счет изменения потенциальной энергии, то есть электроны могут отдавать свою кинетическую или потенциальную энергию электромагнитному полю.

В приборах НЧ на пути электронного потока создается быстродействующий локально расположенный затвор, который путем очень малой затраты энергии регулирует плотность потока электронов, при этом период управления много больше времени пролета электронов , поэтому такое управление называют статическим, с увеличением частоты это условие нарушается и способ становиться нереализуем. В приборах СВЧ используют динамическое управление. Этот процесс длится определенное время и не всегда имеет локальный характер, а инертность электронов здесь используется как положительный фактор. При этом происходит взаимодействие электронного потока с электромагнитным полем колебательных систем приборов и модуляция потока по скорости, что приводит к его модуляции по плотности.

Передача энергии электронов электромагнитному полу в электронных приборах СВЧ происходит в результате взаимодействия электронного потока с электрической составляющей поля, касательной к траектории движения электронов. Для эффективного обмена энергией между электронами и полем необходимо чтобы электроны находящиеся в пространстве взаимодействия, все время тормозились полем. Для этого в свою очередь необходимо создавать неравномерный (промодулированный) по плотности электронный поток и обеспечить в приборе необходимые «тормозящие» фазовые соотношения как в пространстве, так и во времени. Создание неравномерного по плотности электронного потока является принципиальным условием, так как при равномерном потоке общий энергетический баланс (передача энергии от электронов СВЧ-полю и наоборот) буде равен нулю. Создание электромагнитного потока, промодулированного по плотности и имеющего определенную структуру, называется группировкой или фазовой фокусировкой потока. Механизм группировки определяет принцип работы и классификацию прибор и лежит в основе их работы.

Промодулированный поток состоит из движущихся сгустков электронов. Если обеспечить фазовые соотношения между потоком и СВЧ полем так, чтобы электронные

 Сгустки при своем движении оказывались в тех местах пространства и в те моменты времени, где и когда действует тормозящее поле, то общий энергетический баланс будет положительным и энергия электронов будет превращаться в энергию электромагнитных колебаний.

Электроны могут взаимодействовать с СВЧ полем или только в определенных участках потока (как в пролетных клистронах ) или на большей части его длины (как в лампах бегущей волны.). СВЧ колебания создаются в резонансных системах РС или в замедляющих системах ЗС. При этом электронный поток проходит через РС или ЗС обязательно в метах, где касательная к траекториям движения электронов составляющая СВЧ электрического поля имеет максимальное значение. РС обеспечивают локальное и сравнительно кратковременное взаимодействие электронного потока с электромагнитным полем, а ЗС- распределенное и длительное, очевидно что оптимальным условием энергообмена является приблизительное равенство средней скорости движения электронов и фазовой скорости используемого типа волны. Это условие называют условием синхронизма.

 

Рис.1.Электронный поток при отсутствии (а) и при наличии (б) фокусирующего магнитного поля, полый электронный поток, фокусируемый электрическим полем.

 

Контрольные вопросы

 

1. В чем состоит назначение генератора высокочастотных колебаний?

2. Приведите классификацию генераторов высоких и сверх высоких частот.

3. Объясните  принцип работы генераторов высоких и сверх высоких частот.

 

Лекция 4

 

МЕТОДЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ В ПЕРЕДАТЧИКАХ

План

1. Способы настройки частоты в радиоприемных устройствах

 

Способы настройки частоты в радиоприемных устройствах

 

Авто АПЧ должна обеспечить требуемую точность настройки приёмника при воздействии дестабилизирующих факторов. Случайные изменения частоты гетеродина f_г или частоты принимаемого сигнала f_c приводят к изменению промежуточной частоты f_пр = f_г – f_с. Поэтому задача АПЧ сводится к подстройке частоты гетеродина для точного соответствия промежуточной частоты f_пр частоте, на которую настроен тракт ПЧ.

Для АПЧ вводится специальная цепь АПЧ, состоящая из измерительного элемента ИЭ, фильтра и регулятора частоты РЧ. Измерительный элемент вырабатывает напряжение регулировки Е_рег. В зависимости от вида ИЭ различают частотную ЧАПЧ и фазовую ФАПЧ. В системе ЧАПЧ измерительный элемент оценивает отклонение частоты напряжения на входе цепи АПЧ от эталонного значения. В качестве ИЭ используется частотный детектор (рис. 1).

 

 

Рис. 1. Частотный детектор

 

Частотный детектор настраивается на номинальное значение промежуточной частоты fпр0. При f_пр = f_пр0 на его выходе будет нулевое напряжение. При отклонении f_пр от f_пр0 на выходе ЧД будет напряжение, пропорциональное величине расстройки, полярность напряжения зависит от направления расстройки. Регулирующее напряжение Е_рег , пройдя фильтр нижних частот, воздействует на реактивный элемент (РЭ), который выполняет роль регулятора частоты (РЧ). В качестве РЭ обычно используют варикап, который включается в контур гетеродина. Подстройка ведётся до тех пор пока f_пр не станет равной fпр0 с некоторой допустимой ошибкой.

Фазовая АПЧ (рис.2) позволяет сравнить фазы колебаний гетеродина и опорного генератора ОГ. В качестве измерительного элемента в ФАПЧ используется фазовый детектор ФД.

 

 

Рис. 2. Фазовый детектор

 

Напряжение Е_рег в ФАПЧ зависит от сдвига фаз между колебаниями подстраиваемого и опорного генераторов. По сравнению с ЧАПЧ фазовая АПЧ более чувствительна, т. к. реагирует даже на самые малые расхождения частот.

 

В усилителях звуковых частот в основном применяют плавную потенциометрическую регулировку усиления (рис. 3)

 

 

Рис.3. Регулировка усиления

 

Этот вид регулировки называют регулировкой громкости. Регулировочное сопротивление обычно ставится между выходом детектора и входом первого каскада усилителя звуковой частоты.

Наряду с потенциометрической часто осуществляют (особенно широкополосных каскадах усиления видеосигналов) регулировку усиления с помощью регулируемой ООС (рис.4.)

 

 

Рис.4. Усиления с помощью регулируемой ООС

 

Изменяя величину сопротивления резистора R_рег , изменяем глубину ООС и соответственно коэффициент усиления усилителя. При увеличении сопротивления резистора R_рег. глубина ООС увеличивается, коэффициент усиления усилителя уменьшается, и наоборот.

В усилителях радио и промежуточной частоты (рис.5) регулировка усиления изменением глубины ООС осуществляется изменением ёмкости С_рег, роль которой выполняет варикап Д. С увеличением регулирующего напряжения Е_рег диод Д закрывается сильнее, его ёмкость С_рег уменьшается, глубина ООС увеличивается, коэффициент усиления усилителя уменьшается.

 

 

Рис.5. Усилители радио и промежуточной частоты

 

 

 

Рис.6 . Схема каскада с изменением крутизны биполярного транзистора

 

 

Чем больше U_упр, тем больше I_э и тем больше крутизна и следовательно больше К_u.

Основным показателем цепи с регулируемым коэффициентом усиления служит коэффициент регулирования

 

 

Например, чувствительность приёмника 2 мкВ, а самая мощная радиостанция создаёт на входе напряжение 20 мВ, а допустимое изменение напряжения на выходе не более чем в 2 раза, то

 

 

Обычно один каскад не может обеспечить такую глубокую регулировку, и используют несколько УУ, включенных последовательно.

Тогда g_э=g₁g₂…g_n схема использует ПТ для регулировки К_u за счет изменения глубины ОС. При малых напряжениях сток-исток полевой транзистор ведёт себя как резистор, сопротивление которого меняется в зависимости от управляющего напряжения

 

Контрольные вопросы

 

1. Что общего между ЧАПЧ и ФАПЧ и чем отличаются эти системы друг от друга?

2. Назовите режимы работы ЧАПЧ и ФАПЧ и показатели, которыми эти показатели характеризуются.

 

Лекция 5

 

ПЕРЕДАТЧИКИ С АМПЛИТУДНОЙ, ОДНОПОЛОСНОЙ, УГЛОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ.

 

План

1.                Амплитудная модуляция

2.                Однополосная модуляция

3.                Угловая модуляция

 

Амплитудная модуляция

 

Сеточной модуляцией называется управление колебаниями радио­частоты изменением напряжения на управляющей сетке лампы по закону изменения модулирующего сигнала.

 

 

Рис.1. Модуляция изменением смещения на управляющей сетке

 

Модулирующее напряжение можно вводить в цепь любой сет­ки—управляющей, экранирующей или защитной. При модуляции на управляющую сетку различают две разновидности модуляции:

а) изменением напряжения смещения и б) изменением напряже­ния возбуждения, т. е. усилением модулированных колебаний.

Модуляция изменением смещения на управляющей сетке лам­пы осуществляется включением модулирующего напряжения в цепь управляющей сетки последовательно с напряжением смеще­ния, как показано на рис.1. В результате такого включения напряжений в цепи сетки будут действовать три напряжения: пос­тоянное напряжение смещения Е_C, напряжения возбуждения ра­диочастоты u_C=U_Ccosωt и модулирующее напряжение звуковой частоты u_Ω =U_Ωcosωt.

 

 

       Рис.2. Графики напряжений и токов при сеточной модуляции

 

 

Рис.3 Базовая амплитудная модуляция

       

В транзисторных каскадах передатчиков модуляция на базу мо­жет осуществляться как изменением напряжения смещения, так и изменением напряжения возбуждения.

Для осуществления базовой модуляции смещением модули­рующее напряжение вводится в цепь базы транзистора последова­тельно с напряжением смещения и напряжением возбуждения, как показано на рис. 6. Так как для осуществления модуляции не­обходим нелинейный элемент, то напряжение смещения выбира­ется таким, чтобы рабочая точка в исходном режиме находилась левее начала характеристики (точка А на рис.4,а). При этом в цепи базы протекает незначительный отрицательный ток I_{Б 0} (рис.4,а). Транзистор закрыт, и в цепи коллектора ток не про­текает.

 

Рис.4.Физические процессы при модуляции на базу смещением ( а,б,в)

 

Если в цепи базы кроме напряжения смещения и напряжения возбуждения включено и звуковое напряжение u_Ω =U_Ωcosωt, то результирующее напряжение е_Б = Е_{Б 0} + U_Ωcosωt + U_{ω cos ωt} . Так как напряжение звуковой частоты изменяется значительно медлен­нее, чем напряжение возбуждения, то напряжение звуковой частоты проявляется по отношению к напряжению возбуждения, как напря­жение смещения. Поэтому при модуляции рабочая точка будет пере­мещаться по характеристике, как показано на рис.4,г (точки А— A'). В результате изменяются амплитуда импульсов коллекторно­го тока и угол нижней отсечки θ (рис.4,д). Поэтому в нагрузоч­ном колебательном контуре амплитуда тока будет изменяться по закону звуковой частоты. Ток в цепи базы во время положительного полупериода звукового напряжения протекает в виде импульсов меняющейся     полярности. Во время отрицательного полупериода ток в цепи базы—постоянный отрицательный.

Модуляционные характеристики коллекторного тока при базо­вой модуляции приведены на рис.5. Зависимость первой гар­моники коллекторного тока I_K1 от напряжения смещения E_Б назы­вается статической модуляционной характеристикой. Она имеет нижний и верхний изгибы за счет изгибов статических характери­стик транзистора. На основном рабочем участке статические мо­дуляционные характеристики практически прямолинейны.

 

Рис.5. Модуляционные характеристики    коллекторного тока при базовой модуляции смещением

 

Рабочую точку в режиме мол­чания надо выбирать на середине прямолинейного участка модуля­ционной характеристики, что дос­тигается выбором соответствующе­го напряжения смещения Е_Б. В ре­жиме максимальной мощности ге­нератор работает в оптимальном режиме (точка I_{к1 макс} на рис.5). Как видно из характеристик, моду­лируемый генератор при базовой модуляции все время работает в недонапряженном режиме, дости­гая оптимального режима только в моменты максимумов звукового напряжения. Поэтому КПД кол­лекторной цепи генератора при базовой модуляции смещением низкий, что ограничивает применение этого вида модуляции.

Базовая модуляция находит применение в качестве элемента комбинированной коллекторной модуляции.

При базовой модуляции возбуждением по закону изменения модулирующего напряжения изменяется амплитуда напряжения в цепи базы, а напряжение базового смещения и коллекторное на­пряжение не изменяются. При этом происходит усиление модули­рованных колебаний. Поэтому она возможна в режимах колеба­ний класса В, так и в режиме колебаний класса А. Однако режим колебаний класса А из-за низкого КПД применять нецелесообразно.

Достоинство базовой модуляции возбуждением в том, что мо­дуляционная характеристика при соответствующем выборе режи­ма генератора может быть более линейной, чем при базовой мо­дуляции смещением. Кроме того, при выборе угла отсечки θ =90° можно получить углубление модуляции, то есть в коллекторной цепи 100%-ную модуляцию при глубине модуляции в базовой цепи меньше единицы.

 

Анодная амплитудная модуляция

 

Анодная модуляция с автоматическим смещением.

При анодной модуляции основным фактором, обуславливающим получение амплитудной модуляции является напряжение питания анодной цепи Е_а .

 

Рис.6. Напряжение питания анодной цепи

 

При анодной модуляции напряжение звуковой частоты U_Ω подается последовательно с напряжением анодного питания . В перенапряженном режиме генераторной лампы существует линейная зависимость I_a от анодного напряжения. Для выяснения основных отношений положим что  строго линейны.

 

 

Рис.7.Модуляционные характеристики

 

Итак, изменение анодного напряжения по закону низкой частоты:

 

 

вызывает модуляцию первой гармоники I_a1 =I_a1t (1 + mcosΩt) исходя из линейной зависимости I_a1 от Е_а и учитываю предыдущие два выражения имеем  

 

;

 

 

Рис.8.Временные диаграммы анодных напряжения и тока при анодной модуляции

 

Достоинства по сравнению с модуляцией на сетку: для сеточной модуляции P_nom = P_1max = 4P_1t , для анодной  P_nom =  2P_1t  . КПД порядка 75%. В режиме несущей частоты КПД очень высокий примерно в 2 раза больше чем при сеточной модуляции.

 

Коллекторная амплитудная модуляция

 

В транзисторных радиопередатчиках коллекторный модулятор. (рис. 9) являются транзисторными аналогами  анодного ламповых модуляторов.

 

 

Рис.9. Коллекторный модулятор

 

 — напряжение модулируемых колебаний: T_p — низкочастотный трансформатор; C₁, С₂, L₁ — конденсаторы и катушка индуктивности развязывающих цепей по высоким и низким частотам; R и R₁ — резисторы делителя постоянного напряжения в цепи питания транзистора; Е_К — напряжение, подаваемое на коллектор транзистора. Транзистор Т с резонансным контуром из катушки индуктивности L и конденсатора С образуют управляемый усилитель колебаний с несущей частотой, коэффициент усиления которого изменяется при изменении u_M.

 

 

Однополосная модуляция

 

Для более эффективного использования мощности спектра АМ сигнала были предложены интересные решения:

1.исключить из спектра АМ сигнала несущую и передавать только две боковых полосы частот. При этом реализуется так называемая балансная модуляция (БМ) или передача на двух боковых полосах(ДБП).

2. из спектра ДБП исключить еще одну боковую полосу частот(верхнюю или нижнюю), поскольку каждая из них содержит полную информацию о модулирующем сигнале u_м(t). При этом уже получаем однополосную модуляцию (ОМ), т.е. модуляцию с одной боковой полосой – ОБП.

Аналитическое выражение БМ сигнала аналогично выражению для АМ сигнала, но в нем необходимо исключить спектральную составляющую с частотой несущей ω_o :

 

 

В общем случае  для любого сигнала u_м(t) математическую модель ОМ сигнала можно представить в виде:

 

 

где знак минус относиться к  описанию верхней боковой полосы, а знак плюс – нижней боковой полосы ;

u_м^*(t) – сигнал сопряженный по Гильберту с сигналом u_м(t).

 

Физический смысл интегрального преобразования Гильберта состоит в следующем: u_м^*(t) отличается от u_м(t) тем , что фазы всех его спектральных составляющих  повернуты на π/2.

 

Спектры БМ и ОМ сигналов

 

Очевидными достоинствами БМ и ОМ сигналов являются увеличение эффективности использования мощности передатчика и соответственно повышение качества приема таких сигналов. При ОМ вдвое уменьшается ширина спектра модулированного сигнала, что позволяет во столько же увеличить число сигналов, передаваемых в заданной полосе частот. В связи с этим ОМ широко применяется в многоканальной связи с частотным разделением каналов.

 

 

Рис. 10.Способы получения однополосных сигналов.

 

 

Рис.11. Формирование сигнала НБП и ВБП.

 

1. Амплитуда несущей не нужна, существуют две боковые полосы с AM без несущей.

2. Без несущей, одна боковая полоса с AM.

3. Одна БП с AM с остатками несущей.

4. 0БП - AM с пилот-сигналом.

Существует два метода получения сигнала с одной боковой полосой (ОБП):

1. Метод фильтрации.

2. Метод фазирования.

Формирование сигнала однобоковой полосы первым методом в случае, когда модулирующее колебание состоит из суммы гармонических компонентов:

 

 

Рис.12.Формирование сигнала ОБП методом фильтрации

 

Колебание несущей частоты и модулирующий сигнал подаются на балансный модулятор или кольцевой модулятор, на выходе которого создается двухполосный сигнал без несущей. Далее ставится фильтр, пропускающий на выходе сигнал ОБП (верхней или нижней).

 

Рис.13.Схема кольцевого модулятора

 

Пусть входной сигнал u₁=U₁cosω₀t и u₂=U₂cosΩt, и требуется получить на выходе, например, только нижнюю боковую частоту u_вых=U_выхcos(ω₀-Ω)t. Записав это выражение в виде u_вых=U_выхcosω₀t+U_выхsinΩtsinω₀t, замечаем, что оно может быть сформировано в результате сложения колебаний, получающихся на выходе двух перемножителей колебаний (в качестве которых могут быть использованы БМ или КМ). Подавая на вход КМ₁ (рис. 13) сигналы u₁ и u₂, а на вход КМ₂ те же сигналы, предварительно повернутые по фазе на 90⁰ с помощью фазовращателей, получим на выходе каждого перемножителя (БМ₁ и БМ₂) напряжения пропорционально произведению двух входных сигналов U_вых1.2=аи_вх1 и_вх2.

На выходе сумматора будет и_вых=и_вых1+и_вых2=aU₁U₂cos(ω₀-Ω)t.

Для формирования верхней боковой полосы нужно в схеме ОПМ поставить вычитающее устройство вместо суммирующего.

Преимущества ОБП:

- отсутствие потерь мощности на передачу колебаний несущей частоты и одной боковой полосы, за счет этого можно увеличить мощность колебания, передаваемой боковой полосой, а, следовательно, и дальность действия системы связи;

- при отсутствии модулирующего сигнала (в режиме молчания) мощность передатчика не расходуется, так как колебание несущей частоты отсутствует;

- меньше занимаемая полоса частот, это позволяет увеличить число станций, работающих без взаимных помех в заданном диапазоне волн;

- более узкая полоса пропускания радиоприемных устройств, что дает возможностьснизить уровень помех на входе приемника;

- связь с ОБП может применяться при любом виде модуляции (АМ, ЧМ, ФМ).

Основное преимущество ОБП сигналов – двухкратное сокращение полосы занимаемых частот, что оказывается существенным для частотного уплотнения радиоканалов, например, при связи на КВ в условиях предельной загруженности частотного диапазона.

Недостатки:

- связь с использованием сигналов ОБП достигается за счет усложнения передающей и приемной аппаратуры. В приемной устройстве необходимо восстановить несущее колебание, должным образом синхронизированное с несущим (по подавленным) колебанием передатчика.

- огибающая сигнала ОБП не повторяет форму модулирующей функции

 

Угловая модуляция

 

Модуляция называется угловой (УМ), если в колебании вида

 

u(t) = U_msin[ɷ₀t + Ф(t)]

 

в зависимости от модулирующего сигнала изменяется полная фаза (или просто фаза) φ(t) = ɷ₀t + Ф(t); здесь ɷ₀ — центральная или средняя частота колебания с УМ; U_m — неизменная амплитуда колеба­ния.

 

Благодаря высокой помехоустойчивости угловая модуляция применяется в системах низовой радиосвязи различных диапазонов частот, в радиовещании в УКВ диапазоне, в звуковом сопровождении телевизионного ве­щания, в наземной радиорелейной связи прямой видимости, тропосфер­ной и космической связи. Кроме того, УМ используется в радиотелеметрии, системах радиоуправления, некоторых системах радионавигации и радиолокации. Телеграфные сигналы и цифровая информация в настоящее время передаются преимущественно путем частотной и фазовой манипуляций.

Известно, что УМ обеспечивают лучшую помехоустойчивость и более высокие энергетические характеристики, чем AM, однако для этого ей требуется большая необходимая полоса частот (НПЧ).

Модулирующий сигнал в общем случае имеет сложную форму, и анализ процессов, происходящих в передатчике, затруднен. Многие задачи решаются просто, если считать, что модуляция производится одним тоном. Принимая это упрощение, УМ сигналы будем представ­лять выражением

 

u(t) = U_m cos(ɷ₀t + msinΩt),

 

где  Ω — частота модулирующего колебания; т — индекс модуляции.

 

Модуляция называется частотной (ЧМ), если девиация (отклонение) частоты ∆ɷ от среднего значения ɷ₀ пропорциональна U_Ω и не зависит от частоты Ω, т. е. если индекс модуляции т пропорци­онален U_Ω и обратно пропорционален Ω. Таким образом для ЧМ:

 

т = кU_Ω/Ω = ∆ɷ /Ω,                                 (1)

 

где к — коэффициент пропорциональности.

 

Мгновенное значение частоты для ЧМ найдем как производную фазы по времени:

 

ɷ = dφ/dt = d[ɷ₀t + ∆ɷsinΩt/Ω]dt = ɷ₀ + ∆ɷcosΩt,                     (2)

 

Из этих выражений видно, что при неизменной амплитуде модулирующего сигнала девиация частоты при ЧМ неизменна.

Как известно - при модуляции одним тоном спектр ЧМ колебаний линейчатый, содержит со­ставляющую средней частоты ɷ₀ и бесконечное множество составляю­щих боковых частот (ɷ₀±pΩ, p=1,2, 3,...). Относительные амплитуды составляющих спектра пропорциональны функциям Бесселя первого рода J_p(m) порядка р от аргумента т:

 

.

 

Спектры сигналов при m=1,4 и 8 представлены на рис.1 в качестве примера. Цифры около спектральных составляющих указывают их зна­чение в процентах относительно немодулированной несущей. Характер зависимости функций Бесселя от аргумента представлен графиками на рис.14.2. При J_p < 0 соответствующие спектральные составляющие изме­няют фазу на 180°, что не отражено на рис.1. Отметим, что функция J₀(m) проходит через нуль при т ≈ 2,4; 5,5; 8,6;... Отсюда следует, что составляющая спектра с частотой ɷ₀ в модулированном сигнале может отсутствовать. По этой причине частоту ɷ₀ называют средней или цент­ральной частотой ЧМ сигнала, а не несущей, как ее называют в спектре AM колебаний. Амплитуды боковых составляющих при р≈т имеют максимум и при р>т быстро убывают с увеличением р (рис.15).

 

 

Рис.14. Спектр сигналов с угловой модуляцией при различных индексах модуляции

 

Рис.15.Графики функций Бесселя первого порядка

 

Множитель (-1)^р показывает, что фазы нижних нечетных боковых составляющих повернуты на 180° относительно того положения, кото­рое занимают аналогичные составляющие при амплитудной модуля­ции. Так в спектральном и векторном представлениях проявляется постоянство амплитуды колебания с УМ.

При угловой модуляции средняя мощность модулированного коле­бания не изменяется по сравнению с мощностью Р_н немодулированного колебания, так как амплитуда остается постоянной. Однако происходит значительное перераспределение мощностей между колебанием Р_н и суммарной мощностью боковых составляющих.

На рис.16 представлены эти зависимости. Характерно, что при т > 1 основная часть мощности приходится на долю боковых составля­ющих, которые несут информацию. Этим и объясняются более высокая помехоустойчивость и хорошие энергетические показатели при угловой модуляции.

 

 

Рис.16.Соотношения мощнос­тей боковых составляющих и колебаний центральной (сред­ней) частоты

 

Напомним, что при AM на долю боковых составляющих приходится не более 50 % мощности несущего колебания или не более 1/3 излучае­мой средней мощности.

Основные характеристики и показатели качества при угловой модуляции, как и при других видах модуляции, определяются стати­ческой модуляционной характеристикой (СМХ)   ɷ(Е_мод), где E_мод — постоянное напряжение, подаваемое на вход модулятора (рис.14.4,а). Эта характеристика должна быть достаточно линейной в пределах требуемых девиаций и иметь высокую крутизну S = dɷ/dE_MOД._. Нелинейность СМХ вызывает нелинейные искажения, которые при ЧМ состоят в том, что при модуляции гармоническим сигналом

 

u_m(t) = E₀ + U_ΩcosΩt

 

девиация частоты оказывается

 

∆ɷ(t) = ∆ɷ₁cosΩt + ∆ɷ₂cos(2Ωt + ɷ ₂) + ∆ɷ₃cos(3Ωt + ɷ ₃) + … .

 

Коэффициенты нелинейных искажений по второй и третьей гармоникам К₂=∆ɷ₂/∆ɷ₁; К₃=∆ɷ₃/∆ɷ₁ и т. д. Динамические модуляционные характеристики — амплитудная и частотная представлены на рис.17,б и рис.17,в соответственно. Качество угловой модуляции характеризуется еще уровнями шума, фона и динамическим диапазоном сигнала.

 

 

Рис.17. Основные характеристики при угловой модуляции:  а) - статическая модуляционная; б) - амплитудная или динамическая модуляционная; в)  - частотная динамическая модуляционная

 

При определении практической ширины полосы частот (Π), занимае­мой сигналом с угловой модуляцией, учитываются составляющие спект­ра с амплитудами не менее 1 % амплитуды немодулированного сигнала, при этом полоса определяется приближенным соотношени­ем П ≈2 F_M (m+ + 1).

Поскольку при ЧМ индекс модуляции т = ∆f /F_M убывает с ростом F_M, к тому же составляющие спектров реальных модулирующих сигна­лов максимальны в области частот 0,7... 1,5 кГц и с ростом F_M убывают, на верхних модулирующих частотах ухудшается соотношение сиг­нал-шум принимаемого сигнала, что ведет к снижению качества в веща­нии или помехоустойчивости (разборчивости речи) в связи. Для устра­нения этого недостатка обычно применяют предварительную коррек­цию (частотные предыскажения) модулирующего сигнала таким обра­зом, чтобы с возрастанием F_M пропорционально возрастала амплитуда (или, как называют, коррекция 6 дБ на октаву). При такой коррекции ЧМ передатчик по существу излучает ФМ сигнал, и если в приемнике осуществляется частотное детектирование, то после него производится обратная коррекция.

 

Контрольные вопросы

1. В чем состоит сущность процесса модуляции?

2. Перечислите основные виды модуляции.

3. Чем отличается немодулированный сигнал от модулированного?

4. Как осуществляется сеточная модуляция? В каком режиме по напряженности должен при этом генератор?

5. Как осуществляется базовая модуляция?

6. Как осуществляется анодная модуляция? В каком режиме по напряженности должен при этом генератор?

7. Как осуществляется коллекторная модуляция?

 

Лекция 6

 

ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ МОДУЛЯЦИИ В ТЕЛЕВИДЕНИИ И РАДИОВЕЩАНИИ

 

План

1. Методы манипуляций

2. Квадратурная амплитудная манипуляция

 

Методы манипуляций

 

Как и в аналоговых видах модуляции, при цифровой модуляции изменяемыми параметрами могут быть амплитуда, частота и фаза гармонического колебания. Ключевым отличием цифровых методов модуляции от аналоговых является дискретное изменение этих параметров по заданному правилу в соответствии с передаваемым дискретным информационным сообщением. Из-за дискретности изменения параметров сигнала цифровую модуляцию часто называют манипуляцией. Одним из самых простейших видов манипуляции сигнала является амплитудная манипуляция (АМн), на рисунке 7 приведен пример четырехпозиционной амплитудной манипуляции. Стоит отметить, что именно амплитудная манипуляция использовалась в первом в мире радиоприемнике Александра Степановича Попова.

 

 

Рис 1.Четырехпозиционная амплитудная манипуляция

 

При АМн модулированный сигнал имеет вид:

где M(t) – модулированный сигнал;

D(t) – данные для передачи;

A₀ – амплитуда несущего колебания;

f₀ – частота несущего колебания;

φ₀ – начальная фаза несущего колебания.

 

Другой разновидностью цифровой манипуляции является частотная манипуляция (ЧМн). В этом случае изменяемым параметром является частота

гармонического колебания (рис.2).

 

 

Рисунок .2. – Двоичная частотная манипуляция

 

При ЧМн модулированный сигнал имеет следующий вид:

 

M(t) =A₀ sin 2^π f₀ + 2^π f_d D(t) + φ₀

 

где M(t) – модулированный сигнал;

A₀ – амплитуда несущего колебания;

D(t) – данные для передачи;

f₀ – частота несущего колебания;

φ ₀ – начальная фаза несущего колебания;

f_d – девиация частоты.

 

При фазовой манипуляции (ФМн) изменяемым параметром является фаза гармонического колебания (рис. 9, на рис. 10 показан спектр фазоманипулированного сигнала). При двоичной фазовой манипуляции модулированныйсигнал имеет вид:

 

 

где M(t) – модулированный сигнал;

A₀ – амплитуда несущего колебания;

D(t) – данные для передачи;

f₀ – частота несущего колебания;

φ₀ – начальная фаза несущего колебания.

 

Квадратурной амплитудной манипуляции

 

Наибольшее распространение на сегодняшний день получили различные виды квадратурной амплитудной манипуляции (КАМ). Доказано, что квадратурная амплитудная манипуляция является наиболее эффективным видом модуляции. В современных системах подвижной связи, начиная с поколения 2.75G (EDGE), произошел переход к фазовым видам манипуляции и квадратурным видам амплитудной манипуляции высоких порядков.

На рисунке 3 показаны сигнальные созвездия фазовых видов манипуляции BPSK, QPSK, 8PSK и квадратурной амплитудной манипуляции QAM16 на комплексной плоскости.

 

Рисунок. 3. – Сигнальные созвездия фазовых видов манипуляции BPSK, QPSK, 8PSK и квадратурной амплитудной манипуляции QAM16.

 

 

Квадратурная амплитудная модуляция реализуется на практике при помощи таблицы соответствий (таблицы истинности), в которой для каждого входного символа определена одна точка на комплексной плоскости. Модулятор в таких системах называют формирователем комплексной огибающей. Выходной сигнал формирователя комплексной огибающей фильтруется и поступает на квадратурный модулятор, выполняющий перенос спектра сигнала на несущую или промежуточную частоту.

 

Контрольные вопросы

1.     Приведите пример и поясните методы манипульции

2.     Дайте пояснение к методам амплитудной модуляции

3.     Дайте пояснение к методам квадратурной амплитудной манипуляции

 

Лекция 7

 

ПЕРЕДАТЧИКИ АНАЛОГОВОГО И ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

План

1. Телевизионные передатчики

 

Телевизионные передатчики

 

В передающем устройстве (рис.1) телевизионный сигнал формируется в передающей трубке. Для построчной и кадровой развертки изображения на передающую трубку поступают два пилообразных напряжения от генераторов строчной и кадровой развёрток. При совместной работе обоих генераторов луч перемещается по экрану слева направо, прочерчивая строки изображения, а когда прочерчена последняя строка, луч скачком возвращается к началу нового кадра.

 

 

Рис.1 Передающее устройство

 

Поскольку каждая передаваемая строка должна вызывать синхронное свечение той же строки на экране телевизионного приёмника, в генераторах строчных и кадровых синхроимпульсов передатчика формируются и вместе с сигналом изображения передаются прямоугольные импульсы строчной и кадровой синхронизации – синхроимпульсы СИ.

Для гашения луча в передающей трубке при возврате его из конца одной строки к началу другой, а также при смене кадров изображения генерируются строчные и кадровые гасящие импульсы. Синхронизирующие и гасящие импульсы, а также начало развёрток должны быть согласованы по времени, и поэтому они вырабатываются из колебания одного задающего генератора.

Структура полного телевизионного сигнала представлена на рис.2.

 

 

Рис.2. Структура полного телевизионного сигнала

 

Телевизионный сигнал подаётся на катод приёмной трубки (кинескопа).

Вследствие этого более тёмным участкам изображения должен соответствовать видеосигнал с более высоким потенциалом, чем светлым. На рис.3 пунктиром показаны уровни чёрного и белого. При уровне чёрного кинескоп закрыт, и экран не светиться. При уровне белого свечение экрана максимально.

Между уровнями белого и чёрного размещается видеосигнал 1, все вспомогательные сигналы: гасящие строчные 2, кадровые 3 и синхроимпульсы строчные 4 и кадровые 5 передаются выше уровня чёрного.

После модуляции и усиления полный телевизионный радиосигнал излучается турникетной антенной в пространство.

Радиосигнал звукового сопровождения формируется методом частотной модуляции.

Структурная схема передачи цветной телевизионной системы представлена на рис.3.

 

 

Рис.3. Структурная схема передачи цветной телевизионной системы

 

Световой поток от изображения пройдя через объектов О, попадает на цветоразделительные зеркала  ЦРЗ₁ и  ЦРЗ₂ , где формируются световые потоки красного R, зелёного G и синего B цветов, которые с помощью зеркал  З₁ и  З₂ направляются на соответствующие телевизионные передающие трубки  ПТ₁ ,  ПТ₂ и  ПТ₃ , объединённые в одной колбе, на выходе которых формируются электрические видеосигналы E_R ,  E_G ,  E_B . Видеосигналы через соответствующие усилители поступают на электрическую матрицу, на выходе которой формируются сигналы  E_Y , E_R − E_Y ,  E_B − E_Y . Сигнал  E_Y поступает на вход амплитудного модулятора АМ, на другой вход которого подаётся колебание несущей частоты изображения  f_O . На выходе АМ формируется амплитудно-модулированный сигнал, несущий информацию о яркости отдельных элементов изображения. Цветоразностные сигналы E_R − E_Y ,  E_B − E_Y после ограничения спектра в фильтрах нижних частот (ФНЧ) поступают на частотные модуляторы (ЧМ), на которые также подаются колебания поднесущих частот  f_O +f_OR   и  f_O + f_OB . Электронный коммутатор поочередно (через строку) пропускает ЧМ сигналы. Эти сигналы вместе с амплитудно- модулированным сигналом яркости после усиления в усилителе мощности поступают в антенну телевизионного передатчика, которая излучает ЭМВ. В схеме цветного телевизионного передатчика имеются ещё генератор синхроимпульсов и генераторы развертки, которые на схеме не показаны. Передача звука производиться так же, как и в чёрно-белом телевидении.

 

Контрольные вопросы

1.В каких диапазонах частот работают радиовещательные передатчики?

2. Нарисуйте структурную схему радиовещательного передатчика.

3. Какой вид модуляции используется в радиопередатчике, работающем в длинноволновом диапазоне волн и в УКВ диапазоне?

4. Как выглядит спектр сигнала, излучаемого телевизионным радиопередатчиком?

 

Лекция 8

 

ПЕРЕДАТЧИКИ АНАЛОГОВОГО И ЦИФРОВОГО РАДИОВЕЩАНИЯ

 

План

1. Радиовещательные передатчики

 

Радиовещательные передатчики

 

Построение структурных схем  передатчиков с ОМ имеет ряд особенностей по сравнению, например, с передатчиками с АМ.

Первый метод заключается в том что в возбудителе рис.1,а на рабочей частоте формируется однополосный сигнал соответствующий желательному виду излучения, который подводится к мощному линейному усилителю ЛУ с линейной амплитудной характеристикой в пределах . Линейный усилитель содержит предварительные усилители ПК, мощный оконечный каскад- усилитель модулированных колебаний (ОК-УМК) и колебательную систему КС для согласования оконечного каскада с антенной и подавления гармоник. Наличие в ЛУ мощного оконечного каскада, электронные приборы которого для обеспечения линейной АХ должны работать в недонапряженном режиме, приводит к низкому промышленному кпд всего передатчика при усилении сигналов с переменной амплитудой. Благодаря простоте построено большинство таких передатчиков, поэтому их называют классическими.

Второй метод- это метод раздельного излучения спектральных составляющих (рис.1,б).

В возбудителе на рабочей частоте формируется на раздельных выходах колебание с несущей частотой U_нcosω₀t  и колебание в боковой полосе         U_б(t)cos[ω₀t+Ω_cpt+Φ(t)]. Колебание несущей с постоянной амплитудой эффективно усиливается в предварительном усилителе ПУН, затем в оконечном усилителе и через колебательную систему подводится а к антенне А₁. Колебание  боковой полосы с переменной амплитудой усиливается линейным усилителем, состоящим из предварительного усилителя ПБУ, оконечного ОК-УМК , колебательной системы КС и подвода к антенне А₂.

Антенны должны иметь одинаковые параметры, но должны быть разнесены в пространстве, чтобы исключить перекрестную модуляцию и обусловленные ею искажения, а значит взаимовлияние через антенные цепи оконечных каскадов передатчиков несущей и боковой.

 

 

Рис. 1. Радиовещательные передатчики

 

 

Решая вопрос целесообразности необходимо учитывать, сложность и громоздкость комплекса с одной стороны. С другой стороны возможность обеспечить высокий промышленный кпд, приемлемый уровень искажений и незначительное излучение нежелательной боковой полосы.

Сущность третьего метода или метода Канна (рис.1, в) заключается в то что в возбудителе формируется однополосный сигнал соответствующий нужному типу излучения, затем составляющие сигнала- огибающая U_ог(t) и ВЧ колебание с угловой модуляцией разделяются и подводятся к разным выходам. Колебание с угловой модуляцией и постоянной амплитудой Ucos[ω_nt+Ψ(t)] усиливается в предварительном усилителях и подводится к ВЧ входу оконечного каскада- перемножителя.

Колебание огибающей усиливается в мощном усилителе постоянного тока МУО и подводится к второму входу перемножителя. При реализации в ОК линейной операции перемножения в выходной цепи восстанавливается усиленный ОМ сигнал и через колебательную систему подводится к антенне.

Нелинейность операции перемножения, т.е. несоблюдение пропорциональности амплитуд между выходным сигналом и сигналом на любом из входов при неизменной амплитуде сигнала на другом входе приводит к неточному восстановлению сигнала с ОМ, т.е. нелинейным искажениям.

 

Контрольные вопросы

1.В каких диапазонах частот работают радиовещательные передатчики?

2. Нарисуйте структурную схему радиовещательного передатчика.

3. Какой вид модуляции используется в радиопередатчике, работающем в длинноволновом диапазоне волн и в УКВ диапазоне?

4. Как выглядит спектр сигнала, излучаемого телевизионным радиопередатчиком?

Лекция 9

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВАХ

 

План

1.     Назначение и типы радиоприемных устройств

2.     Показатели радиоприемных устройств

 

Назначение и типы радиоприемных устройств

 

Радиоприемное устройство—одно из важнейших и необходи­мых элементов любой радиотехнической системы передачи сооб­щений. Оно обеспечивает: улавливание анергии электромагнит­ного толя, несущего полезное сообщение; усиление мощности по­лезного радиосигнала; детектирование; усиление мощности сигна­ла и преобразование его в сообщение, поступающее к получателю. В месте приема существуют посторонние электромагнитные поля, создаваемые источниками радиопомех естественного и ис­кусственного происхождения. Эти электромагнитные поля иска­жают полезный сигнал и вызывают ошибки при приеме сообщений.

В приемнике предусматриваются автоматические регулировки усиления, избирательности, формы характеристик, обеспечиваю­щие адаптацию приемника к изменяющимся условиям приема сигналов.

Необходимое усложнение приемника обусловлено повышенны­ми требованиями к качеству приема сообщений. Это усложнение особенно характерно для профессиональных приемников связных, радиолокационных, радионавигационных, телеметрических и других специальных систем.

Таким образом, современное профессиональное радиоприем­ное устройство представляет собой адаптивный комплекс элементов, обеспечивающий оптимальную обработку смеси полезного сигнала и радиопомех. Этот комплекс обеспечивает три опера­ции: 1) улавливание электромагнитных колебаний полезного ра­диосигнала из окружающего пространства и передачу их прием­нику; 2) оптимальную обработку смеси сигна­ла и радиопомех с целью выделения первично­го электрического сигнала, соответствующего сообщению (выделение спектра полезного сиг­нала, усиление, детектирование, декодирова­ние); 3) преобразование первичного электри­ческого сигнала в сообщение.

В соответствии с указанным структурная схема любого радиоприемного устройства со­держит приемную антенну (А), приемник (Пр) и выходной прибор (ВП) (рис. 1).

 

 

Рис. 1. Структурная схема радиоприемного устройства

 

На рис. 2 приведена структура деления приемных устройств.

1. По основному назначению—радиовещательные и профессиональные.

Группа радиовещательный приемных устройств отличается от­носительно простыми техническими решениями задач приема со­общений, ибо массовый выпуск радиовещательных приемников с особой остротой диктует экономическую .целесообразность подоб­ного подхода к разработкам.

Группа профессиональных приемных устройств отличается бо­лее сложными техническими решениями, так как эти устройства работают преимущественно с одним .радиопередатчиком и затра­ты на приемное и передающее оборудование могут быть равно­ценными. Типичным примером реализации подобного подхода яв­ляются системы космической связи или связи через искусствен­ные спутники земли (ИСЗ).

Каждая из групп, в свою очередь, делится на подгруппы., каж­дая из указанных подгрупп может быть разделена на подгруппы и т. д. (рис. 1.2).

Связные приемные устройства делятся на приемные устройст­ва низовой, областной, магистральной и космической связи.

2. По роду работы—радиотелефонные; радиотелеграфные— слухового, пишущего или буквопечатающего приема; фототелеграфные и др.

3. По виду модуляции, используемой на линии связи, —(Прием­ники амплитудно-модулированных, частотно-модулированных, фазо-модулированных, импульсно-модулированных, однополосных и комбинированных сигналов.

4. По диапазону принимаемых волн согласно рекомендациям Международного Консультативного Комитета по радиочастотам (МККР) приемники бывают:

мириаметровых волн (100—10 км), километровых (10—1 км), гектометровьгх (1000—100 m), декаметровых (100—10 m), метро­вых (10—1 м), дециметровых (100—10 см), сантиметровых (10— 1 см), миллиметровых (10—1 мм), децимиллиметровых (1— 0,1 мм) и т. д. Приемник, включающий несколько из указанных диапазонов, называют всеволновьпм.

5. По способу построения тракта усиления сигналив до детек­тора .существуют приемники (прямого усиления и судергетеродинные с однократным, двухкратным либо многократным преобразо­ванием частоты).

6. По способу питания—с автономным питанием от аккумуляторных или сухих батарей; сетевые, питаемые от сети достоян­ного или переменного тока; с универсальным питанием.

7. По месту установки —стационарные, .передвижные, самолет­ные, корабельные, автомобильные и др.

 

 

Рис. 2 Структура деления приемных устройств

 

 

Показатели радиоприемных устройств

 

Диапазон рабочих частот определяется двумя граничными частотами ƒmin и ƒmax и коэффициентом перекрытия диапазона по частоте

 

 

В переделах диапазона приёмник может перестраиваться плавно или дискретно с интервалом между соседними частотами Δƒрч. В последнем случае общее количество частот, на которых может быть настроен радиоприёмник, рассчитывается по формуле

 

 

Чувствительность радиоприёмника характеризует его способность обеспечивать нормальный приём слабых сигналов. Количественно чувствительность радиоприёмника оценивается либо минимальной величиной ЭДС в антенне ЕА, либо минимальной мощностью радиосигнала в антенне РА, при которых обеспечивается требуемая мощность сигнала на выходе радиоприёмника при заданном отношении :

 

 

 

где k=1,38 ·10-23Дж/град –постоянная Больцмана;

Т − абсолютная температура;

ΔF_пр − полоса пропускания приёмника;

N − коэффициент шума линейного тракта приёмника;

r_А − сопротивления антенны.

 

Коэффициент шума N показывает, во сколько раз реальный приёмник ухудшает отношение Uс/Uш на выходе линейной части приёмника по сравнению с идеальным приёмником, который дополнительных шумов не создаёт, а только усиливает сигнал + шум, создаваемый в антенне.

 

Избирательность (селективность) приемника – это способность приемника отделять полезный сигнал от мешающих. Она основана на использовании тех или иных различий полезных и мешающих сигналов: направления прихода (пространственная избирательность), времени действия (временная), поляризации (поляризационная), амплитуды (амплитудная), частоты (частотная), фазы (фазовая). Пространственная и поляризационная избирательности реализуются приемной антенной; временная (при приеме импульсных сигналов) достигается отпиранием приемника только на время действия полезного сигнала. Основное значение имеет частотная избирательность, реализуемая с помощью резонансных цепей и фильтров. Различают односигнальную и многосигнальную (эффективную, реальную) частотную избирательность. Односигнальная избирательность определяется АЧХ фильтров радиотракта приемника без учета нелинейных явлений при действии на входе одного сигнала (либо полезного, либо мешающего) (рис.3,а). Количественно односигнальная избирательность оценивается отношением уровня испытательного сигнала на частоте помехи fn к его значению на частоте полезного сигнала при неизменной настройке и одинаковом выходном напряжении, то есть отношением соответствующих коэффициентов усиления:

 

 

Следовательно характеристика односигнальной избирательности или кривая селективности (рис. 3,б), оценивающая ослабление помехи в зависимости от частоты расстройки  обратна соответствующей АЧХ (рис.3,а). При этом учтено, что в отличие от АЧХ УНЧ для резонансных усилителей радиотракта приемника при построении АЧХ по оси частот удобнее откладывать не абсолютное значение частот, а значение расстройки частоты относительно настройки приемника  

 

а)                                         б)

 

Рис.3. Характеристика односигнальной избирательности

 

Для повышения реальной избирательности приёмника необходимо:

- уменьшать уровень помехи путём включения на входе приёмника избирательного фильтра;

- применять в усилительных каскадах УЭ с большой протяжённостью линейного участка проходной характеристики.

Частотная точность приёмника определяет его способность устанавливать и поддерживать с допустимой погрешностью заданное значение частоты. Она определяет возможность вхождения в связь без поиска и ведение связи без подстройки. Количественно оценивается, как и в передатчиках относительной нестабильностью, δ_ПР=Δƒ_ПР/ƒ_С .

Для повышения надёжности радиосвязи погрешность установки частоты и её изменение в процессе работы компенсируется расширением полосы пропускания приёмника.

где ΔF_С – спектр принимаемого сигнала; Δƒ_ПР – абсолютная расстройка приёмника, определяемая его частотной точностью.

Расширение полосы пропускания для компенсации частотной нестабильности приводит к уменьшению чувствительности приёмника, т. к. при этом увеличивается его уровень шумов на выходе.

Искажения сигналов определяют качество воспроизведения первичных сигналов на выходе приёмника.

Различают нелинейные, амплитудно-частотные и фазо-частотные искажения.

Нелинейные искажения вызываются нелинейностью характеристик элементов приёмного тракта. Они проявляются в искажении формы первичных сигналов. Количественно они оцениваются коэффициентом гармоник.

 

 

где U2, U3,.... Un – амплитуды высших гармоник на выходе приёмника; U1 – амплитуда первой гармоники на выходе приёмника.

Амплитудно-частотные искажения обусловлены различием в коэффициенте усиления для различных составляющих спектра первичного сигнала. Они оцениваются амплитудно-частотной характеристикой АЧХ, представляющей собой график зависимости амплитуды первичного сигнала U_F на выходе приёмника от частоты F (рис. 4.).

 

Рис.4. График зависимости амплитуды первичного сигнала U_F на выходе приёмника от частоты F

 

Часто для количественной оценки амплитудно-частотных искажений вместо АЧХ пользуются коэффициентом частотных искажений.

 

 

где U_FН и U_FВ – амплитуда первичного сигнала на выходе приёмника на нижней и верхней частотах спектра первичного сигнала; U_Fmax − максимальное значение амплитуды первичного сигнала на выходе приёмника на средней частоте спектра.

Фазо-частотные искажения обусловлены нелинейностью фазовой характеристики приёмника, под которой понимается зависимость фазы ϕ первичного сигнала на выходе приёмника от частоты F (рис. 5).

Рис.5. Зависимость фазы ϕ первичного сигнала на выходе приёмника от частоты F

 

Различные виды искажений по-разному влияют на различные виды принимаемых сигналов. Например, при приёме телефонных сигналов большое значение имеют нелинейные искажения, тогда как фазочастотные не существенны, поскольку человеческое ухо не реагирует на изменение фазы звуковых колебаний. В то же время при приёме радиоимпульсных сигналов фазочастотные искажения очень существенно искажают выходные видеоимпульсы.

Время перестройки приёмника определяет надёжность радиосвязи. В настоящее время перестройки исчисляется долями секунды.

 

Контрольные вопросы

1. В чем состоит назначение радиоприемника?

2. Приведите классификацию РПрУ.

3. Какие операции выполняет профессиональное радиоприемное устройство?

4. Дайте определение диапазона рабочих частот.

5. Что характеризует чувствительность приемника?

6. Что такое избирательность приемника?

7. Дайте определение частотной точности приёмника.

8. Опишите особенности нелинейных, амплитудно-частотных и фазо-частотных искажений.

 

Лекция 10

 

СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРИЕМНИКОВ.

 

План

1. Структурные схемы радиоприемных устройств

 

Структурные схемы радиоприемных устройств

 

Простейшая структурная схема РПрУ представлена на рис.1. Принятый антенной радиосигнал с частотой f_с поступает в тракт высокой частоты (ТВЧ), в котором осуществляются частотная из­бирательность и усиление, возможно преобразование частоты, ам­плитудная и временная избирательность. Детектор (Д) преобразует принимаемые модулированные сигналы в напряжение, соответст­вующее передаваемому сообщению, В тракте частоты модуляции FМ (ТЧМ) реализуется последетекторная обработка сигналов: уси­ление, дополнительные преобразования для ослабления действия помех, декодирование и разделение сообщений (в многоканальных системах).

Структурные схемы РПрУ различаются прежде всего по­строением ТВЧ. Наиболее простым является принцип построения приемника прямого детектирования (детекторного), структурная схема которого представлена на рис.2, а.

Входная цепь (ВЦ) в виде резонансной системы или фильтра обеспечивает частотную избирательность РПрУ, настройка на час­тоту принимаемого сигнала осуществляется перестройкой или пе­реключением ВЦ. Принципиальным является отсутствие усиления сигнала до детектора, ведущее к серьезному упрощению устройст­ва приемника, но одновременно обусловливающее его низкую чувствительность и избирательность. Указанные недостатки такой схемы не устраняются наличием усилителя частоты модуляции (УЧМ). Вследствие этого в настоящее время РПрУ прямого детек­тирования применяются практически лишь в миллиметровом, децимиллиметровом и оптическом диапазонах волн.

 

 

Рис. 1. Простейшая структурная схема РПрУ

 

Рис.2. Структурные схемы принципа построения приемников прямого детектирования

 

Схема приемника прямого усиления представлена на рис.2, б. От описанного выше этот приемник отличается наличием усили­теля радиочастоты (УРЧ) и, как следствие, значительно большими чувствительностью и избирательностью. Входная цепь и избира­тельные цепи УРЧ настроены на частоту принимаемого радиосиг­нала. на которой и осуществляется усиление, причем ВЦ обеспе­чивает предварительную, а УРЧ основную частотную избиратель­ность и значительное  усиление сиг­нала. В диапазонах, в которых определяющую роль в чувствитель­ности РПрУ играют его собственные шумы, в качестве УРЧ ис­пользуют малошумящий усилитель (МШУ). Перестройка такого приемника по частоте требует согласованной перестройки всех резонансных систем ВЦ и УРЧ.

При необходимости получения большого усиления УРЧ мо­жет содержать несколько каскадов, что сопряжено со снижением его устойчивости и общей избирательности приемника, затрудняет техническую реализацию перестройки по частоте. Трудности, свя­занные с многокаскадностью УРЧ, позволяет устранить в принци­пе использование регенеративных и сверхрегенеративных усили­телей, обеспечивающих большее усиление на каскад. Однако та­кие усилители обладают повышенными искажениями, относи­тельно низкой устойчивостью по отношению к дестабилизирую­щим факторам, повышенной вероятностью паразитного излучения. По этой причине они применяются редко, в частности в портатив­ных приемниках СВЧ. При любых типах используемых УРЧ пол­ностью преодолеть присущие схеме прямого усиления недостатки не удается, поэтому в настоящее время РПрУ с фиксированной на­стройкой применяются практически лишь в микроволновом и оп­тическом диапазонах.

Существенное улучшение большинства показателей РПрУ достигается на основе принципа преобразования частоты прини­маемого сигнала — переноса его в частотную область, где он может быть обработан с наибольшей эффективностью. Самое широкое распространение во всех радиодиапазонах получила построенная на этом принципе схема супергетеродинного приемника. В таком приемнике сигналы частоты  преобразуются в преобразователе частоты (ПЧ), состоящем из смесителя (См) и генератора вспомогательных колебаний - гетеродина (Г), в коле­бания фиксированной, так называемой промежуточной частоты , на которой и осуществляются основное усиление и частотная из­бирательность.

 

Контрольные вопросы

 

1. Приведите структурную схему приемника прямого детектирования (детекторного) и поясните принцип его работы.

2. Приведите структурную схему приемника прямого усиления и поясните принцип его работы.

3. Приведите структурную схему супергетеродинного приемника и поясните принцип его работы.

4. Приведите структурную схему инфрадинного приемника и поясните принцип его работы.

 

Лекция 11

 

УСИЛИТЕЛИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ В РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВАХ.

 

План

1. Общие понятия усилителей радиочастоты

2. Показатели усилителей радиочастоты

 

Общие понятия усилителей радиочастоты

 

Усилители радиочастоты осуществляют усиление радиосигнала на принимаемой частоте. УРЧ выполняют в приёмнике важнейшие функции:

Во–первых, УРЧ должны обеспечить усиление принимаемых радиосигналов при незначительном добавлении собственных шумов. Этим самым улучшается реальная чувствительность приёмника. Для её улучшения необходимо на входе приёмника использовать каскады, обладающие малыми собственными шумами и возможно большим коэффициентом усиления по мощности.

Во-вторых, совместно с входными цепями обеспечивают избирательность по внеполосным каналам приёма и защиту цепи антенны от проникновения сигнала собственного гетеродина, который может создать помеху соседним радиоприёмным устройствам.

В качестве усилительных приборов в УРЧ используют: транзисторы (биполярные и полевые), ЛБВ, туннельные, параметрические диоды и т. д. Вследствие того, что некоторые усилительные приборы (биполярные транзисторы) обладают большой входной и выходной проводимостью, поэтому непосредственное их подключение к избирательной цепи привело бы к сильному её шунтированию и ухудшению усилительных и избирательных свойств усилителя. Для ослабления шунтирующего действия этих проводимостей осуществляется неполное включение избирательной цепи к выходу усилительного прибора и к входу следующего каскада        (рис. 1).

 

 

Рис.1. Неполное включение избирательной цепи к выходу усилительного прибора и к входу следующего каскада

 

Показатели усилителей радиочастоты

 

Качественные показатели усилителей радиочастоты

Коэффициент усиления по напряжению:

 

,

 

по мощности:

 

 

Резонансные УРЧ имеют максимальное усиление К0 на резонансной частоте избирательной цепи. На частотах, отличных от резонансной, коэффициент усиления будет меньше К₀. Зависимость коэффициента усиления усилителя от частоты называется его амплитудно-частотной характеристикой. Важным параметром является постоянство К_U и К_Р по диапазону частот.

Коэффициент шума характеризует шумовые свойства усилителя. Источниками флуктуационных шумов в усилителе являются входное сопротивление усилителя, колебательные контуры, электронные и полупроводниковые приборы. Шумы входного сопротивления усилителя образуют входные шумы, а шумы, возникшие в элементах усилителя, называютсобственными шумами. Для характеристики шумовых свойств усилителей с малым уровнем собственных шумов (NШ<2) используют параметр шумовая температура ТШ. Под шумовой температурой ТШ понимают такую температуру, при которой сопротивление входа усилителя RВХ создаёт на выходе усилителя шумы, мощность которых равна мощности собственных шумов усилителя.

 

 

Избирательность УРЧ определяется избирательностью резонансной системы, входящей в его состав. Количественно избирательность σ_U характеризуется числом, показывающим, во сколько раз уменьшается коэффициент усиления К_Δƒ по сравнению с резонансным К₀ при заданной расстройке Δƒ

 

 

Коэффициент прямоугольности, Кц равен отношению полосы пропускания  на уровне 0,707 к полосе пропускания при заданном ослаблении а. Значение ослабления  обычно выбира­ют кратным десяти (10, 100, 1000,  и т. д. или 20, 40, 60 дБ).

Коэффициент прямоугольности равен отношению полосы про­пускания на уровне 0,707 к полосе на уровне 0,1 (рис. 2)

 

 

Подобным же образом можно определить другие коэффициен­ты прямоугольности.

 

 

Рис. 2. Отношению полосы про­пускания на уровне 0,707 к полосе на уровне 0,1

 

Искажения сигнала. В УРЧ, собственно как и в радиоприёмнике в целом, возможны три вида искажения: амплитудно-частотные искажения, полностью определяемые формой избирательной системы; фазо-частотные искажения являются следствием нелинейности ФЧХ, нелинейные искажения, вследствие низкого уровня полезного сигнала, определяются в основном внеполосной сильной помехой.

Динамический диапазон оценивается по амплитудной характеристике УРЧ (рис. 3).

 

Рис. 3. Амплитудная характеристика УРЧ

 

Количественно он выражается в логарифмических величинах

 

 

U_ВХmin − ограничивается уровнем собственных шумов, U_ВХmax –допустимыми нелинейные искажениями.

Устойчивость работы – сохранение всех параметров от всевозможных возмущений, допустимых в условиях эксплуатации.

Перекрытие заданного диапазона частот с сохранением всех параметров в допустимых пределах.

 

Контрольные вопросы

 

1. Приведите схему резонансного усилителя на полевом транзисторе.

2. При каких условиях достигается максимум коэффициента усиления в резонансном усилителе?

3. Перечислите показатели усилителей радиочастоты.

4. Что характеризует собой коэффициент прямоугольности?

 

 

Лекция 12

 

СМЕСИТЕЛИ СИГНАЛОВ

 

Смеситель содержит нелинейный элемент или эле­мент с переменным параметром, поэтому в результате воздействия сигнала и колебаний гетеродина с частотой  на его выходе возни­кают колебания с комбинационными частотами , где m, n — целые числа. Одна из этих комбинационных составляющих выделяется фильтром (резонансной системой) на выходе смесите­ля и используется в качестве новой несущей частоты выходного сигнала, усиливаемого затем усилителем промежуточной частоты (УПЧ). Обычно используется наиболее интенсивная комбинаци­онная составляющая с m=1, n = 1 (простое преобразование), но иногда и с , n=1 (сложное или комбинационное преобразова­ние). При этом можно использовать как разность частот frиfc (разностное преобразование), гак и их сумму (суммарное преобра­зование). При наиболее широко применяемом простом разностном преобразовании обычно =- («верхняя» настройка гетероди­на), но возможна и «нижняя» настройка =-. В обоих слу­чаях  выбирается так, чтобы была ниже границы диапазона рабочих частот.

Для того чтобы  оставалась постоянной при перестройке приемника в некотором диапазоне частот, осуществляется со­пряженная перестройка ВЦ, резонансных цепей УРЧ и гетеродина. Поскольку сигнал несет в себе полезную информацию, которая в процессе преобразования должна сохраняться, ПЧ должен быть линейным по отношению к сигналу, несмотря на принципиально нелинейный характер происходящих в нем процессов. Другими словами, при преобразовании частоты происходит перенос спектра сигнала в область промежуточной частоты без нарушения ампли­тудных и фазовых соотношений его составляющих.

Поскольку радиочастотные цепи обладают в большинстве случаев относительно широкой полосой пропускания, они обеспе­чивают лишь предварительную частотную избирательность (се­лекцию), вследствие чего ВЦ и УРЧ называют преселектором. Ос­новная же избирательность приемника реализуется в тракте про­межуточной частоты.

Чем выше частота принимаемого сигнала, тем сложнее в принципе достигнуть устойчивого малошумящего усиления в УРЧ.

Поэтому на коротких сантиметровых и особенно на миллиметро­вых и оптических волнах приемники чаще всего не имеют УРЧ, при этом функция предварительной избирательности ложится полностью на ВЦ, а к характеристикам преобразователя частоты, в частности шумовым, предъявляются повышенные требования.

Перенос сигнала на более низкую фиксированную частоту имеет следующие преимущества: возможность реализации высо­кого устойчивого усиления за счет ослабления роли паразитных обратных связей (ОС); сужение полосы пропускания без усложне­ния фильтрующих (резонансных) цепей; упрощение реализации УПЧ вследствие отсутствия необходимости перестройки. Однако преобразование частоты обусловливает и ряд особенностей супергетеродинного приема, требующих принятия специальных мер для нейтрализации их отрицательного влияния на показатели и харак­теристики РПрУ. К таким особенностям относят: образование по­бочных каналов приема, по которым в тракт РПрУ проникают раз­личные помехи; влияние нестабильности частоты гетеродина на настройку приемника; возможность излучения колебаний гетеро­дина через приемную антенну.

При высоких требованиях к избирательности по побочным каналам приема приходится применять двух- или трехкратное по­следовательное преобразование частоты, понижая ее до основной промежуточной, на которой и достигаются обычно необходимая избирательность по соседнему каналу и усиление.

Как при суммарном, так и при разностном преобразовании возможно такое преобразование частоты, когда . Такой супергетеродинный приемник называется инфрадином и отличается тем, что при его работе в диапазоне частот пере­страивается только гетеродин, а преселектор может либо не пере­страиваться вообще (широкополосные преселекторы), либо пере­страиваться переключением входных фильтров (фильтровые пре­селекторы). Высокую промежуточную частоту приходится затем понижать с помощью другого преобразователя. Достоинствами инфрадина являются возможность существенного подавления по­бочных каналов за счет высокой избирательности более сложных и совершенных неперестраиваемых ВЦ, а также упрощение на­стройки. Недостатки - опасность перегрузки усилительных эле­ментов широкополосных входных каскадов посторонними ме­шающими сигналами и повышенные требования к стабильности частоты высокочастотного гетеродина. Применяются инфрадины в системах подвижной связи и в других системах с беспоисковой настройкой приемника.

Если выбрать =, то при разностном преобразовании= О и реализуется принцип построения РПрУ с прямым преобразова­нием частоты сигнала (с преобразованием в «нулевую частоту»). В качестве смесителя используется перемножитель, на который поступают сигнал с преселектора и колебания гетеродина СГ, синхронизированные относительно колебаний сигнала с точ­ностью до фазы с помощью цепи синхронизации (ЦС). На выходе перемножителя, играющего в данном случае роль синхронного детектора, получается сигнал с частотой модуляции , выделяе­мый фильтром нижних частот (ФНЧ) с полосой пропускания , соответствующей максимальной частоте модуляции сигна­ла. Фильтр подавляет все составляющие, отстоящие от  на часто­ту более , чем достигается частотная избирательность прие­ма. Такой приемник называется синхродином. К его достоинствам относятся простота и отсутствие ряда побочных каналов приема к недостаткам - низкая помехоустойчивость цепи синхронизации, содержащей систему ФАПЧ, и повышенные требования к линей­ности тракта. На основе двухканальных синхродинов с использо­ванием квадратурных колебаний от общего гетеродина реализует­ся асинхронный приемник прямого преобразования частоты, в ко­тором не требуется синхронизация колебаний гетеродина и сиг­нала с точностью до фазы.

Поскольку супергетеродинная схема построения РПрУ в на­стоящее время наиболее совершенная и распространенная, рас­смотрим ее основные особенности более подробно. Многие из этих особенностей обусловлены образованием ложных сигналов, называемых соседними и побочными каналами приема, по кото­рым в тракт РПрУ проникают различные помехи с частотами . Основной канал приема образуется полосой пропускания прием­ника, в которой находится спектр сигнала. Соседний канал прие­ма - это канал на частоте, примыкающей к основному каналу на частоте . Вследствие недостаточной избирательности приема он не отфильтровывается преселектором и образует в преобразовате­ле частоты сигнал с , попадающий в полосу пропускания УПЧ и поэтому усиливаемый и обрабатываемый наравне с полезным сигналом. Основная мера борьбы с помехами по со­седнему каналу - повышение избирательности УПЧ.

Общую формулу для частот всех побочных каналов приема (и полезного также) молено в принятых ранее обозначениях запи­сать в виде , где для полезного сигнала=, m=1, n=1, знак «плюс» соответствует «нижней» настройке гетеродина, знак «минус» — «верхней».

Зеркальный, или симметричный канал образуется внешней помехой на частоте  (m=1, n=1) при «верх­ней» настройке или - при «нижней». Если эта частота попадает в полосу пропускания преселектора, то в ПЧ появляется составляющая с частотой , т.е. такой же, какую образует полезный сигнал. В результате происходит нало­жение спектров полезного сигнала и помехи, и их частотная фильтрация становится невозможной. Для ослабления помех по зеркальному каналу необходимо повышать частотную избиратель­ность преселектора. Увеличение  позволяет лучше отфильтро­вать в преселекторе эту составляющую, отстоящую от частоты по­лезного сигнала на 2, но при этом затрудняется обеспечение вы­сокой избирательности УПЧ с полосой пропускания, сопряженной с шириной спектра полезного сигнала. Если требования к ослабле­нию помех по соседнему и зеркальному каналам очень жесткие, применяют два-три последовальных преобразования частоты.

Прямой капал приема или канал промежуточной частоты образуется, когда помеха имеет частоту те= (m=0, n=1) и без преобразования в ПЧ проходит в тракт УПЧ. Основные меры борьбы — включение в ВЦ режекторлого фильтра (фильтра- пробки) на частотуи повышение избирательности преселектора.

Частоты, близкие к , могут образовываться также в резуль­тате преобразования помех на гармониках гетеродина (m = 2, 3,...; n=1;), на своих гармониках без участия гетеродина (m = 0; n=2, 3,...;), на своих гармониках с участием гете­родина (m = 1; n=2, 3,...;), на комбинационных час­тотах (m = 2, 3,...; n=2,3,...). Основными мерами по ослаблению этих побочных каналов приема являются снижение уровня гармо­ник гетеродина, повышение линейности преселектора, выбор со­ответствующего режима работы смесителя.

Ослаблению этого канала способствуют повышение частотной избирательности преселектора и уменьше­ние усиления УРЧ.

Нормированная АЧХ радиотракта типичного супергетеродин­ного приемника с УРЧ определяется выра­жением

 

 

Обычно ВЦ и УРЧ более широкополосные по сравнению с ПЧ и УПЧ, поэтому в супергетеродине результирующая АЧХ радио­тракта и полоса пропускания определяются в основном АЧХ тракта промежуточной частоты (рис.1). Односигнальная избирательность супергетеродинного приемника

 

 

где  - коэффициент усиления (передачи) соответствующего кас­када на частоте помехи .

 

Рис. 1. АЧХ тракта промежуточной частоты

 

Наиболее сложно реализуется избира­тельность по соседнему каналу, так как цепи образующих преселектор ВЦ и УРЧ обладают на частотах  малой избирательно­стью   и  . Поскольку для побочных каналов приема , избирательность по отношению к ним, как уже отмечалось, достигается увеличением  и , либо перестройкой сравнительно узкополосного преселектора в соответствии с частотой основного канала приема, либо прида­нием АЧХ неперестраиваемого преселектора формы, обеспечи­вающей повышенные значения , , и соответствующим выбором .

Многократное преобразование частоты позволяет достигать высокой избирательности по соседнему и зеркальному каналам, однако это связано с заметным усложнением УТ и, в частности, с необходимостью обеспечения высокой стабильности частоты всех гетеродинов во избежание уменьшения коэффициента усиления тракта и искажений принимаемых сообщений.

Радиотракт играет решающую роль и в формировании основ­ных шумовых параметров приемника.

 

Контрольные вопросы

1.     В чем заключается суть работы смесителей сигналов?

2.     Какие преимущества имеет перенос сигнала на более низкую фиксированную частоту?

3.     Чего можно достичь при многократном преобразовании частоты?

 

Лекция 13

 

ДЕТЕКТОРЫ СИГНАЛОВ

 

План

4.                Амплитудные детекторы и их типы

5.                Фазовые детекторы и их типы

6.                Частотные детекторы и их типы

Амплитудные детекторы и их типы

 

Амплитудный детектор − устройство, на выходе которого создаётся напряжение в соответствии с законом модуляции амплитуды входного радиосигнала. Амплитудный детектор можно структурно представить

 

Рис.1. Амплитудный детектор

 

Существуют две схемы амплитудных детекторов: последовательная и параллельная.

Последовательная схема амплитудного детектора.

В последовательной схеме (рис.2) источник АМК, НЭ и нагрузка включены последовательно.

 

Рис.2. Последовательная схема амплитудного детектора

 

Состав схемы:

- источник входного амплитудно-модулированного сигнала (LC- контур);

- нелинейный элемент (диод Д);

- фильтр нижних частот (Rф Сф);

- нагрузка (Rн);

- разделительная ёмкость (Ср).

При положительном полупериоде напряжения ВЧ колебаний конденсатор Сф быстро заряжается до амплитудного значения через малое сопротивление открытого диода Д, при отрицательном полупериоде конденсатор незначительно разряжается через большое сопротивление Rф. Его величина значительно больше сопротивления открытого диода. В результате на конденсаторе будет поддерживаться напряжение Uo(ƒ), близкое по величине амплитуде входного напряжения. Это напряжение пропорционально среднему значению модулированных импульсов тока, протекающего через диод (рис. 3).

 

 

Рис.3. Напряжение пропорционально среднему значению модулированных импульсов тока, протекающего через диод

 

Постоянная составляющая напряжения UR(t) ограничивается разделительной ёмкостью Cр , и на нагрузке будет выделяться модулирующее напряжение. Для обеспечения линейного детектирования, т. е. Uн(t)=kUвх,, необходимо выполнить условия:

1. Cопротивление диода для токов ВЧ должно быть значительно больше сопротивления конденсатора С.

 

 

При этом входное напряжение полностью приложено к диоду и его не будет на нагрузке.

2. Постоянная времени RC цепи τ = RC должна быть

 

 

где Тω – период высокочастотного колебания; Т_Ω − период модулирующего колебания.

Выполнение данного неравенства обеспечивает идентичность выделенного напряжения на нагрузке огибающей амплитуды АМК.

Последовательная схема амплитудного детектора применяется при отсутствии во входном сигнале постоянной составляющей, которая может изменять режим работы диода.

Параллельная схема амплитудного детектора.

В параллельной схеме источник сигнала, нелинейный элемент и нагрузка включены параллельно (рис.4).

 

 

Рис. 4. Параллельная схема амплитудного детектора

 

Принцип работы параллельной схемы АД такой же, как и последовательной: быстрый заряд конденсатора С через малое сопротивление диода в прямом направлении, и незначительный разряд через большое сопротивление R за время Тω.

В параллельной схеме возникает опасность прохождения высокочастотных составляющих на выход детектора, т. к.

 

 

Для устранения этого явления на выходе детектора включается дополнительный фильтр RфСф с параметрами, обеспечивающими Параллельная схема применяется в случае наличия во входном сигнале постоянной составляющей. Её влияние на режим работы диода устраняется соответствующим включением ёмкости С. Схема имеет закрытый вход.

 

Нелинейные искажения в амплитудных детекторах и способы их уменьшения

1. Искажения из-за нелинейности характеристики детектирования.

Характеристика детектирования реальных АД отличается от прямолинейной на начальном участке (рис.5). Искажения этого вида будут отсутствовать, если минимальное напряжение на входе детектора не попадёт в нелинейную область, т.е.

 

 

Для выполнения этого условия нужно, чтобы амплитуда несущего колебания на входе АД

 

Рис. 5. Характеристика детектирования реальных АД

 

2. Искажения из-за большой постоянной времени нагрузки tн. Рис. 6 поясняет механизм возникновения нелинейных искажений, вызванных слишком большой постоянной времени t_н. При этом в интервале времени t₁-t₂ напряжение Е_д>U_вх, диод закрыт и скорость разряда конденсатора Сн меньше скорости спадания напряжения Uвх. Условием отсутствия искажений является

 

,

 

где Ω высшая угловая частота модуляции.

 

 

Рис. 6. механизм возникновения нелинейных искажений, вызванных слишком большой постоянной времени t_н

 

3. Искажения из-за соизмеримости частоты модуляции F и частоты несущего колебания f_н. При соизмеримости частот F и f_н напряжение Е_д практически перестаёт следить за изменением Uвх. Поэтому частоту несущей следует выбирать из условия

 

 

где F_max – максимальная частота модуляции.

 4. Искажения из-за влияния разделительной цепи. Схема АД с разделительной цепью С_р R_вх показана на рис.7.

Напряжение Ед на резисторе Rн содержит постоянную составляющую Едо, соответствующую уровню продетектированной несущей и переменную низкочастотную составляющую, соответствующую передаваемому сообщению.

 

 

Рис. 7. Схема АД с разделительной цепью С_р R_вх

 

Переменная составляющая проходит на вход следующего каскада (УНЧ) через цепь Ср Rвх. На конденсаторе Ср выделяется постоянная составляющая Едо=UнcosΘ, где cosΘ коэффициент передачи АД, Uн – амплитуда несущей напряжения на входе АД. Конденсатор Ср становится источником постоянного напряжения и вызывает ток Iсм, создающий на Rн запирающее напряжение.

 

 

Детектор становится пороговым. Для борьбы с искажениями нужно выполнить условие:

 

,

 

что при заданных R_н и m сводится к правильному выбору

 

 

Кроме того, используют детектор с раздельной нагрузкой (рис.8), в котором сопротивление нагрузки по постоянному току R_н=R_н1+R_н2. Смещение заметно уменьшается, так как создаётся только на Rн2. Однако во столько же раз снижается и коэффициент передачи Кд.

 

 

Рис. 8. Детектор с раздельной нагрузкой

 

Фазовые детекторы и их типы

 

Фазовый детектор – это нелинейное радиотехническое устройство, у которого выходное напряжение изменяется пропорционально разности фаз двух поданных на него колебаний.

Принцип работы фазового детектора основан на сравнении фазы принимаемого сигнала

 

с фазой опорного вспомогательного напряжения, частота которого равна частоте несущей этого сигнала

 

 

Структурная схема ФД при этом (рис.9) совпадает со структурной схемой ПрЧ. Отличие состоит в том, что частота гетеродина (опорное напряжение) wг=wвх=wо (синхронизация по частоте), а в качестве фильтра используется ФНЧ, так как преобразование происходит на нулевую частоту (fпр=fо-fвх=0).

 

 

Рис.9. Структурная схема ФД.

 

Пример простейшей схемы однотактного диодного ФД приведен на рис.10.

 

 

Рис.10. Простейшая схема однотактного диодного ФД

 

В качестве фазового детектора обычно используется балансная, или кольцевая схема преобразователя частоты (рис.11).

 

 

Рис.11. Кольцевая схема преобразователя частоты

 

Диоды Д1 и Д2 находятся под воздействием двух колебаний: напряжения сигнала U_C(t) и опорного напряжения U_ОП(t). Опорное напряжение является коммутирующим Um_ОП>>Um_C. В результате в составе тока диодов имеется разностная составляющая

 

 

Эта составляющая выделяется фильтром RC и является выходным напряжением

 

 

где:

 

 коэффициент передачи фазового детектора, характеризующий эффективность его работы.

 

Зависимость напряжения на выходе фазового детектора от разности фаз двух поданных на него колебаний называется детекторной характеристикой фазового детектора (рис. 12)

 

 

Рис.12. Детекторная характеристика фазового детектора

 

Из рис.13 видно, что U₀ максимально при Δϕ = ±nπ , где n=0,1,2… и равно нулю при

 

 

Рис.13. Схема где U₀ максимально при Δϕ = ±nπ

 

Кольцевые преобразователи частоты используются, как правило, в диапазоне сравнительно низких частот (до несколь­ких мегагерц), так как с повышением частоты затрудняется симметрирование плеч преобразователя вследствие влия­ния трудноустранимых паразитных индуктивностей и емкостей элементов.

 

 

Рис.14. схема ФД на ИМС

 

Частотные детекторы и их типы

 

Детекторы ЧМ сигналов (ЧМС) могут выполняться на основе использования следующих принципов: 1) преобразования ЧМС в АЧМС с последующим детектированием амплитудным детекто­ром; 2) преобразования ЧМС в ФЧМС с последующим детекти­рованием фазовым детектором; 3) преобразования ЧМС в ИМС с последующим детектированием импульсным детектором. Струк­турные схемы детекторов, в которых использованы указанные принципы, изображены на рис.15.

 

Рис.15. Струк­турные схемы детекторов, в которых использованы указанные принципы

 

Детекторы ЧМС, основанные на преобразовании ЧМС в АЧМС.

В детекторах указанного типа ЧМС подводится на вход линей­ной цепи, которая имеет линейную зависимость амплитуды вы­ходного напряжения частоты. На выходе этой цепи появляется напряжение, повторяющее закон частотной модуляции входного сигнала, и, кроме того, амплитуда этого напряжения будет с точ­ностью до постоянного множителя повторять закон изменения ча­стоты входного напряжения. Полученный АЧМС далее поступает на вход линейного амплитудного детектора (АД). Простейшей цепью, осуществляющей линейное преобразование частотных из­менений сигнала в амплитудные, является «идеальная» индуктив­ность, питаемая от генератора тока Imг. Схема преобразователя показана на рис.16. Частотный детектор этого типа имеет низ­кую эффективность преобразования ЧМС в АЧМС из-за малой величины относительного частотного отклонения Df/fo.

В целях получения большего коэффициента усиления детекто­ра необходимо в качестве преобразователя ЧМС в АЧМС применить более сложные цепи с большей крутизной характеристики преобразователя В качестве такой цепи можно ис­пользовать расстроенный колебательный контур.

 

Рис.16. Схема линейного амплитудного детектора

 

 

Рис.17. Принципиальная схема детектора ЧМС с одиночным расстро­енным контуром изображена

 

 

Рис.18. формирование закона изменения ампли­туды выходного напряжения Uвых  при синусоидальном изменении частоты входного напряжения.

 

К достоинствам частотного детектора с одиночным расстроен­ным контуром относятся простота выполнения детектора и его настройки, к недостаткам—большой уровень нелинейных иска­жений, обусловленный нелинейностью скатов резонансной харак­теристики каскада, а также необходимость использования режи­ма ограничения в ведущем усилительном приборе детектора.

 

Детекторы ЧМС, основанные на преобразовании ЧМС в ФЧМС.

 

В детекторах, построенных на принципе преобразования ЧМС в ФЧМС, входное частотно-модулированное напряжение подводит­ся к линейной электрической цепи, обеспечивающей линейную за­висимость. фазы выходного напряжения от частоты. На выходе этой цепи, осуществляющей преобразование ЧМС в ФЧМС, по­является напряжение, фазомодулированное относительно входно­го сигнала. Это напряжение и напряжение входного сигнала да­лее подводятся к фазовому детектору. Фазовый детектор может быть выполнен по любой схеме. Обратим внимание на то, что в отсутствие частотной модуляции опорное и входное напряжения фазового детектора для обеспечения линейного детектирования должны быть сдвинуты на угол л/2.

 

 

Рис.19. Схема частотного детектора, в кото­ром операцию преобразования ЧМС в ФЧМС выполняет одиноч­ный колебательный контур.

 

На рис.20 изображена схема балансного частотного детек­тора с двумя одинаково настроенными контурами, в котором ис­пользуется принцип преобразования частотных изменений сигна­ла в фазовые с последующим детектированием в фазовом детек­торе. Фазовый детектор выполнен на диодах Д и Да. На оба дио­да подводится в качестве опорного напряжения напряжение на первом контуре Ок1. В качестве входного напряжения, фаза ко­торого относительно опорного изменяется при подаче ЧМС, ис­пользовано напряжение на втором контуре.

 

 

Рис.20. Схема балансного частотного детек­тора с двумя одинаково настроенными контурами.

 

Детекторы ЧМС, основанные на преобразовании ЧМС в ЧИМС.

 

В детекторах указанного типа ЧМС подается на нелинейное уст­ройство, формирующее одинаковые однополярные импульсы с ча­стотой следования, равной частоте входного сигнала. Эти им­пульсы, обычно формируют в моменты времени, когда входное на­пряжение проходит через нуль.

Преобразователь ЧМС в ЧИМС представляет собой устрой­ство, состоящее из двухстороннего ограничителя, дифференциа­тора и одностороннего ограничителя. На выходе этого блока структурной схемы детектора при действии входных ЧМС возникает периодическая последовательность одинаковых импульсов с частотой следования, равной частоте входного сигнала.

Постоянная составляющая выходного напряжения за один пе­риод входного напряжения:

 

 

 

Рис.21. Структурная схема детектора и осциллограммы напряжений в элементах схемы детектора

Контрольные вопросы

 

1. В каких устройствах выполняется частотное детектирование?

2. Укажите особенности однотактных и балансных ЧД.

3. Особенности работы детекторов ЧМС, основанных на преобразовании ЧМС в АЧМС.

4. Особенности работы детекторов ЧМС, основанных на преобразовании ЧМС в ФЧМС.

5. Особенности работы детекторов ЧМС, основанных на преобразовании ЧМС в ЧМС в ЧИМС.

Лекция 14

 

ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ В ПРИЕМНИКАХ

 

С развитием цифровых технологий все большее внимание уделяется построению радиоприемных трактов с применением цифровой обработки сигналов (ЦОС), называемых в литературе SDR — software defined radio. Эта технология основывается на возможности оцифровки радиосигнала в реальном времени и последующей обработке программными или аппаратными цифровыми средствами — цифровыми сигнальными процессорами, ПЛИС и т.д. Технология SDR позволяет осуществлять прием и демодуляцию сигналов, в которых используются цифровые виды модуляции, такие как DPSK, QAM, GMSK и т.д. В зависимости от частоты и ширины спектра принимаемого сигнала цифровая обработка в приемнике может использоваться как по радиочастоте (см. рис. 1), так и после переноса сигнала на фиксированную промежуточную частоту — обработка по ПЧ (см. рис. 2).

 

 

Рис. 1. Структура приемника с ЦОС по радиочастоте

 

 

Рис. 2. Структура приемника с ЦОС по промежуточной частоте

 

Радиоприемники с цифровой обработкой сигнала по ПЧ относятся к супергетеродинному типу и имеют ряд преимуществ перед приемниками прямого преобразования — возможность работы в большом диапазоне частот, хорошая селективность и чувствительность во всём диапазон. Приемники такого типа используются в профессиональной связной аппаратуре, к которой предъявляются жесткие технические требования. В числе недостатков супергетеродинных приемников — относительно высокое энергопотребление и большие размеры из-за использования аналоговых элементов.

К преимуществам приемников прямого преобразования относятся малое энергопотребление и возможность размещения всех элементов в небольшом портативном устройстве (в идеале в корпусе одной микросхемы), однако по избирательности, чувствительности и динамическому диапазону эти устройства уступают супергетеродинным приемникам.

При обработке сигналов с частотами, не превышающими несколько десятков МГц, скорость современных АЦП позволяет использовать классический принцип дискретизации в соответствии с теоремой Котельникова, согласно которой частота выборок должна быть как минимум в два раза больше верхней частоты в спектре дискретизируемого сигнала. При этом оцифровке подвергается диапазон частот от постоянной составляющей до половины частоты дискретизации, и на входе АЦП достаточно использовать аналоговый ФНЧ для защиты от наложения спектров. Для высокочастотных сигналов используется полосовая дискретизация (under sampling), которая позволяет обойти ограничение, накладываемое теоремой Котельникова для обработки узкополосных сигналов, у которых ширина спектра много меньше абсолютного значения центральной частоты. Этому условию соответствуют практически все радиосигналы. В этом случае теорема Котельникова звучит следующим образом: для сохранения информации о сигнале частота его дискретизации должна быть равной или большей, чем удвоенная ширина его полосы. Математически условие, которое должна выполнять частота дискретизации, описывается следующим выражением:

 

(2f_c - B) / m ≥ f_s ≥ (2f_c + B) / m + 1

где: f_c — центральная частота в спектре сигнала;

 f_s — частота дискретизации;

B — ширина спектра сигнала;

 m — произвольное целое число, выбираемое таким образом, чтобы выполнялось соотношение f_S≥2B.

При полосовой дискретизации оцифровке подвергается не вся полоса частот, а лишь небольшая ее часть. При этом для защиты от наложения спектра необходимо использовать полосовые аналоговые фильтры. Стоит также отметить, что полосовая дискретизация позволяет одновременно с оцифровкой сигнала произвести перенос его спектра на низкую частоту.

В обоих случаях на входе преобразователя необходимо использовать аналоговые фильтры для защиты от наложения спектра. При этом, чем выше частота дискретизации, тем менее жесткие требования предъявляются к аналоговому фильтру. На практике разработчики стараются обеспечить такую частоту дискретизации, чтобы на входе АЦП было достаточно использовать трех- или четырехкаскадный пассивный фильтр. Для рассматриваемого в предыдущей статье диапазона частот (до 25 МГц) можно применить как схему с непосредственной дискретизацией сигнала по Котельникову, так и полосовую дискретизацию.

Цифровые устройства в радиоприемнике решают следующие задачи: выделение требуемого канала, перенос спектра сигнала на низкую частоту и декодирование содержащихся в сигнале данных или детектирование. Для решения этих задач могут применяться различные устройства и их сочетания. Первичную, неинтеллектуальную обработку, включающую канальную фильтрацию, гетеродинирование, понижение частоты дискретизации (децимацию), чаще всего выполняют либо при помощи быстродействующей программируемой логики (FPGA), либо в специализированных микросхемах — цифровых приемниках (digital down converter — DDC).

В качестве примера подобных микросхем можно привести AD6620 компании ADI и 1288ХК1Т производства ФГУП НПЦ «Элвис», структура которой изображена на рисунке 3. Подробно возможности данного устройства описаны в, отметим лишь некоторые из них:

– наличие 4-х независимых каналов для обработки 16-разрядных сигналов;

– скорость входного потока данных до 100 МГц в каждом канале;

– совместимость со многими типами АЦП;

– возможность гибкой настройки внутренней структуры микросхемы для обработки как действительных, так и комплексных сигналов.

 

 

Рис. 3. Структура цифрового приемника 1288ХК1Т

 

Микросхема содержит CIC-фильтры для понижения частоты дискретизации, по два КИХ-фильтра 64 порядка в каждом канале, цифровые гетеродины для получения квадратурных сигналов и удобный выходной интерфейс для чтения данных. Коэффициенты фильтров, коэффициенты децимации каждого каскада, маршрутизация данных внутри чипа и многие другие параметры задаются программно. Все это делает микросхему 1288ХК1Т и ее аналоги удобными для применения в самых разных системах цифрового приема. Для окончательной обработки сигнала, декодирования данных, обработки декодированного битового потока и реализации протоколов более высокого уровня применяются цифровые сигнальные процессоры.

После дискретизации задача выделения требуемого канала решается при помощи цифровых фильтров, которые представляют собой набор постоянных чисел — коэффициентов фильтра, количество и значения которых определяют его вид и крутизну характеристики. Различают два основных класса цифровых фильтров — нерекурсивные (КИХ-фильтры) и рекурсивные (БИХ-фильтры). КИХ-фильтры имеют известные преимущества перед рекурсивными, которые заключаются в их устойчивости, меньшей подверженности эффектам квантования и возможности получения линейной фазовой характеристики, что особенно важно в системах связи. В этой связи в цифровых радиоприемных устройствах более широкое распространение получили именно нерекурсивные фильтры.

Для проектирования цифровых фильтров, также как и для разработки аналоговых активных и пассивных фильтров, применяются разнообразные программные средства. Для расчета коэффициентов фильтра от разработчика требуется только определение требований к фильтру, но не знание алгоритмов и методов расчета коэффициентов. Широкое распространение для проектирования дискретных фильтров получил пакет Matlab, т.к. он позволяет провести расчет фильтра различными методами, с применением разных окон и т.д. Кроме того, для расчета коэффициентов фильтра можно использовать, как режим командной строки, так и графический интерфейс приложения Filter design and analysis tool (FDA Tool).

После расчета, как правило, коэффициенты фильтра сохраняются в файле необходимого формата для дальнейшего использования в соответствующей программе, однако в возможности пакета Matlab входит также моделирование работы фильтра в цифровой системе при помощи приложения Simulink и загрузка в поддерживаемые отладочные комплекты.

По сравнению с аналоговыми цифровые фильтры имеют следующие преимущества.

– возможность получения недоступных для аналоговых фильтров характеристик (как крутизны АЧХ, так и линейности ФЧХ). Увеличение порядка цифрового фильтра приводит лишь к увеличению количества математических операций, так что порядок фильтра ограничен только быстродействием цифровой системы;

– цифровые фильтры не подвержены влиянию старения и температурного дрейфа параметров;

– т.к. цифровой фильтр представляет собой набор чисел — коэффициентов, то для изменения характеристики достаточно изменить набор коэффициентов, что делает возможным создание адаптивных фильтров;

– цифровые фильтры могут работать как с низкочастотными, так и с высокочастотными сигналами.

Подводя итоги, хочется отметить, что появление радиоприемных устройств с цифровой обработкой сигналов стало логичным продолжением развития цифровой техники. Использование цифровой обработки сигналов позволило разрабатывать системы высокоскоростного обмена данными по радиоканалам с применением цифровых методов модуляции радиосигнала. В зависимости от стадии приема, на которой используется цифровая обработка, возможно получение как недорогих, компактных и малопотребляющих устройств вплоть до систем на кристалле, так и изделий, отвечающих жестким требованиям по избирательности, динамическому диапазону, чувствительности и другим параметрам, что достигается правильным сочетанием аналоговой и цифровой частей приемного тракта. Наиболее вероятно, что в перспективе развитие «цифрового» приема будет идти по пути увеличения скоростей дискретизации и обработки, что позволит охватить все более широкий диапазон частот, и при этом будет уменьшаться доля аналоговой схемотехники в структуре приемника.

 

Контрольные вопросы

1.      Поясните структуру цифрового приемника.

2.     Поясните структуру приемника с ЦОС по радиочастоте.

3.     Поясните структуру приемника с ЦОС по промежуточной частоте.

 

Лекция 15

 

ПРИЕМНИКИ АНАЛОГОВОГО И ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ.

План

1.                Телевизионный приемник

 

Телевизионный приемник

 

В телевизионном приёмнике (рис.1) осуществляется обратный процесс преобразования принятого антенной телевизионного радиосигнала в яркостную картину изображения на экране телевизионной трубки.

 

 

Рис.1. Структура телевизионного приёмника

 

В селекторе каналов и преобразователе частоты происходит осуществление разделения частотных каналов и преобразование принятого радиосигнала в сигнал промежуточной частоты. Основное усиление сигналов изображения и звука производится на промежуточной частоте. Сигнал изображения детектируется в видеодетекторе. Здесь же происходит разделение сигналов изображения и звука. Далее сигнал изображения усиливается в видеоусилителе и подаётся на кинескоп.

Сигнал промежуточной частоты звукового канала усиливается в УПЧ звука и, после детектирования в частотном детекторе и усиления в усилителе звука, подается на громкоговоритель.

Синхронность развёрток электронных лучей приёмника и передатчика обеспечивается выделением синхроимпульсов из принятого видеосигнала.

Параметры систем чёрно-белого телевидения:

• частота смены кадров = 25 Гц  ;

• частота смены полей при чересстрочной развёртке = 50 Гц ;

• число строк в кадре Z=625;

• частота следования строк  15 625 Гц  ;

• число элементов разложения в строке = 33  ;

• число элементов разложения в кадре = 521 000 n ;

• длительность развёртки строки с обратным ходом 64 мкс;

• длительность развёртки кадра с обратным ходом 0,04 с;

• ширина полосы частот сигнала изображения 6,5 МГц;

• ширина полосы частот видеосигнала изображения и звукового сопровождения 8 МГц.

 

 

Рис.2. Структурная схема цветного телевизионного приёмника

 

Основное отличие цветного телевизионного приёмника – блок цветности, формирующий три сигнала цветности . Фильтр  с полосой частот 6,5 МГц, включённый на выходе видеоусилителя, выделяет сигнал яркости.

Сигнал  с выхода видеоусилителя поступает также на фильтры цветоразностных сигналов (ЦРС), которые выделяют ЧМ цветоразностные сигналы с несущими частотами . С помощью электронного коммутатора, управляемого синхро-импульсами строк, цветоразностные сигналы поступают на ЧД. С выхода усилителей продетектированные цветоразностные видеосигналывместе с сигналами яркости  подаются на матрицу, на выходе которой получаются три сигнала цветности . Эти сигналы вместе с сигналами яркости  поступают на цветной кинескоп и формируют цветное изображение на экране.

Контрольные вопросы

 

1. Приведите структурную схему и поясните принцип работы радиовещательного приемника.

2. Приведите структурную схему и поясните принцип работы телевизионного приемника.

Лекция 16

 

ПРИЕМНИКИ АНАЛОГОВОГО И  ЦИФРОВОГО РАДИОВЕЩАНИЯ.

 

План

1. Радиовещательный приемник

 

Радиовещательный приемник

 

Высокочастотный тракт радиовещательных приемников выпол­няют по супергетеродинной схеме. Переносные приемники IV клас­са имеют лишь диапазоны длинных (ДВ) и средних (СВ) волн. В этих диапазонах применяется амплитудная модуляция радиопе­редатчиков, и поэтому приемники IV класса рассчитаны на при­ем AM сигналов. В стационарных приемниках III класса преду­сматривается прием УКВ вещательных станций с частотной мо­дуляцией (ЧМ). Поэтому приемники III класса кроме диапазонов ДВ и СВ имеют диапазон УКВ. Структурная схема стационарно­го приемника III класса изображена на рис.1. Приемник име­ет две антенны — антенну УКВ и антенну ДВ и СВ.

 

Рис.1. Структурная схема стационарно­го приемника III класса

 

Структурная схема высокочастотного тракта с детектором при­емника стереовещания не отличается от структурной схемы прием­ника ЧМС.

Укрупненная структурная схема приемника стереофонического вещания изображена на рис.2. Здесь КСС, полученный на вы­ходе частотного детектора, подается на стереодекодер (СД), кото­рый выделяет сигналы левого  и правого каналов стереопары. Далее происходит усиление сигналов левого и правого кана­лов в раздельных усилительных трактах, где осуществляется кор­рекция предыскажений. Усиленные колебания левого и правого каналов подаются на электроакустические преобразователи (гром­коговорители). Громкоговорители располагаются так, чтобы соз­дать необходимый стереоэффект.

 

 

Рис.2. Укрупненная структурная схема приемника стереофонического вещания

 

В стереодекодере выполняются: коррекция линейных искаже­ний КСС, возникающих в высокочастотном тракте приемника; вос­становление амплитуды поднесущего колебания; детектирование полярно-модулированного колебания; коррекция предыскажений сигнала. Обычно используются следующие принципы разделения сигналов стереопары в стереодекодерах' 1) диодное детектирова­ние полярно-модулированного колебания (ПМК); 2) разделение тональных и надтональных составляющих КСС с последующей их обработкой; 3) преобразование ПМК в АИМК с последующим вы­делением сигналов стереоканала.

 

Контрольные вопросы

 

1. Приведите структурную схему и поясните принцип работы радиовещательного приемника.

2. Приведите структурную схему и поясните принцип работы телевизионного приемника.

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов/ В.В.Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А.Ляховкин и др.; Под ред. В.В.Шахгильдяна. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1996. – 560 с.: ил.

2. Радиопередающие устройства: Учебник/ В.И.Каганов. – М.: ИРПО: Издательский центр «Академия», 2002. – 282 с.

3. Системы цифровой радиосвязи. Базовые методы и характеристики. Учеб. пособие / Л. Н. Волков, М. С. Немировский, Ю. С. Шинаков. - М. : ЭКО-ТРЕНДЗ, 2005. - 392 с. : ил.

4. Радиоприёмные устройства. Учебник для вузов/ Н.Н.Фомин, Н.Н.Буга, О.В.Головин и др.; Под ред.Н.Н. Фомина. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 520 с.: ил.

5. Головин О.В. Радиоприемные устройства. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004. – 384 с.: ил.

6. Онищук А.Г., Забеньков И.И., Амелин А.М. Радиоприёмные устройства. Уч. пособие. Минск, ООО «Новые знания», 2005. – 240 с.

7. А.Абдуазизов. Электралоқа назарияси. (Дарслик). – Т.: «Фан ва технология», 2011, 416 б.

8. А.Абдуазизов, Д.Давронбеков. Радиоузатиш ва қабул қилиш қурилмалари. Ўқув қўлланма. –Т.: “Фан ва технология”, 2011, 272 б.