www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua

Русский: Русская версия English: English version

Translate it!

+ Поиск по всему сайту
+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по каталогу схем
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

ВСЕ СТАТЬИ А-Я

БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АРХИВ СТАТЕЙ

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ

ФОРУМЫ
ВАШИ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ОТЗЫВЫ О САЙТЕ

КАРТА САЙТА

Бесплатная техническая библиотека РАЗДЕЛЫ БЕСПЛАТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ:
Архив и лента новостей
Книги и сборники
Технические журналы
Архив статей и поиск
Схемы и сервис-мануалы
Электронные справочники
Русские инструкции
Радиоэлектронные и электротехнические устройства

СКАЧАЙТЕ БЕСПЛАТНО:

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Автомобильные электронные устройства
Аккумуляторы, зарядные устройства
Акустические системы
Альтернативные источники энергии
Антенны
Антенны КВ
Антенны телевизионные
Антенны УКВ
Антенные усилители
Аудио и видеонаблюдение
Аудиотехника
Блоки питания
Бытовая электроника
Бытовые электроприборы
Видеотехника
ВЧ усилители мощности
Галогенные лампы
Генераторы, гетеродины
Гирлянды
Гражданская радиосвязь
Детекторы напряженности поля
Дозиметры
Дом, приусадебное хозяйство, хобби
Зажигание автомобиля
Заземление и зануление
Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки
Защита электроаппаратуры
Звонки и аудио-имитаторы
Измерения, настройка, согласование антенн
Измерительная техника
Индикаторы, датчики, детекторы
Инструмент электрика
Инфракрасная техника
Кварцевые фильтры
Компьютерные интерфейсы
Компьютерные устройства
Компьютерный модинг
Компьютеры
Личная безопасность
Люминесцентные лампы
Медицина
Металлоискатели
Микроконтроллеры
Микрофоны, радиомикрофоны
Мобильная связь
Модернизация радиостанций
Модуляторы
Молниезащита
Музыканту
Начинающему радиолюбителю
Ограничители сигнала, компрессоры
Освещение
Освещение. Схемы управления
Охрана и безопасность
Охрана и сигнализация автомобиля
Охрана и сигнализация через мобильную связь
Охранные устройства и сигнализация объектов
Переговорные устройства
Передатчики
Передача данных
Предварительные усилители
Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы
Применение микросхем
Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп
Работа с CAD-программами
Радиолюбительские расчеты
Радиолюбителю-конструктору
Радиоприем
Радиостанции портативные
Радиостанции, трансиверы
Радиоуправление
Разная бытовая электроника
Разные компьютерные устройства
Разные узлы радиолюбительской техники
Разные устройства гражданской радиосвязи
Разные электронные устройства
Разные электроустройства
Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Регуляторы тембра, громкости
Регуляторы тока, напряжения, мощности
Сварочное оборудование
Светодиоды
Синтезаторы частоты
Смесители, преобразователи частоты
Спидометры и тахометры
Справочник электрика
Справочные материалы
Стабилизаторы напряжения
Студенту на заметку
Телевидение
Телефония
Теория антенн
Техника QRP
Технологии радиолюбителя
Технология антенн
Трансвертеры
Узлы радиолюбительской техники
Усилители мощности
Усилители мощности автомобильные
Усилители мощности ламповые
Усилители мощности транзисторные
Усилители низкой частоты
Устройства защитного отключения
Фильтры и согласующие устройства
Цветомузыкальные установки
Цифровая техника
Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Электрику
Электрику. ПТЭ
Электрику. ПУЭ
Электрические схемы автомобилей
Электрические счетчики
Электричество для начинающих
Электробезопасность, пожаробезопасность
Электродвигатели
Электромонтажные работы
Электронный впрыск топлива
Электропитание
Электроснабжение
Электротехнические материалы

СТАТЬИ БЕСПЛАТНО:
Батарейки и аккумуляторы
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому - простые рецепты
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель
Конспекты лекций, шпаргалки
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Мобильные телефоны
Моделирование
Опыты по физике
Опыты по химии
Нормативная документация по охране труда
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей
Радио - начинающим
Секреты ремонта
Советы радиолюбителям
Строителю, домашнему мастеру
Справочная информация
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Функциональный состав импортных ТВ
Функциональный состав, пульты, шасси, эквиваленты импортных телевизоров
Чудеса природы. Увлекательное путешествие вокруг земного шара
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

ЖУРНАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Блокнот Радиоаматора
Домашний компьютер
Домашний ПК
КВ журнал
КВ и УКВ
Квант
Компьютерра
Конструктор
Левша
Моделист-конструктор
М-Хобби
Наука и жизнь
Новости электроники
Новый Радиоежегодник
Популярная механика
Радио
Радио Телевизия Електроника
Радиоаматор
Радиодело
Радиодизайн
Радиокомпоненты
Радиоконструктор
Радиолюбитель
Радиомир
Радиосхема
Радиохобби
Ремонт и сервис
Ремонт электронной техники
Сам
Сервисный центр
Силовые машины
Схемотехника
Техника - молодежи
Химия и жизнь
ЭКиС
Электрик
Электроника
Юный техник
Юный техник для умелых рук
Я - электрик
A Radio. Prakticka Elektronika
Amaterske Radio
Chip
Circuit Cellar
Electronique et Loisirs
Electronique Pratique
Elektor Electronics
Elektronika dla Wszystkich
Elektronika Praktyczna
Everyday Practical Electronics
Evil Genius
Funkamateur
Nuts And Volts
QEX
QST
Radiotechnika Evkonyve
Servo
Stereophile

КНИГИ СЕРИЙНЫЕ БЕСПЛАТНО:
Библиотека по автоматике
Библиотека электромонтера
Библиотечка Квант
Библиотечка электротехника
Знай и умей
Массовая радиобиблиотека

КНИГИ ПО РАДИОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Аппаратура СВЧ
Запись и воспроизведение звука
Ламповая аппаратура
Начинающему радиолюбителю
Охрана и безопасность
Радиолокация, навигация
Радиотехнические технологии
Радиоуправление, моделизм
Робототехника
Схемотехника
Теоретическая электроника, радиотехника
Усилители
Цифровая обработка сигналов
Электроника в быту
Электроника в медицине
Электроника в науке
Электроника для музыканта

КНИГИ ПО РЕМОНТУ БЕСПЛАТНО:
Ремонт аудиотехники
Ремонт бытовая техники
Ремонт видеотехники
Ремонт телевизоров ламповых
Ремонт телевизоров полупроводниковых
Ремонт мониторов
Ремонт оргтехники
Ремонт радиоприемников
Ремонт телефонов и факсов
Спутниковое телевидение
Теория телевидения
Теория ремонта электроники

КНИГИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЕСПЛАТНО:
Измерения и метрология
Измерительная аппаратура
Измерительная техника. Схемы и описания

КНИГИ ПО СВЯЗИ БЕСПЛАТНО:
Антенны
Аппаратура любительской радиосвязи
Линии связи, передача данных
Мобильные телефоны
Теория и практика радиосвязи

КНИГИ ПО ЭЛЕКТРИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автоматика, автоматизация, управление
Аккумуляторы, элементы питания, зарядные устройства
Альтернативные источники энергии
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи
Молниезащита
Осветительная аппаратура
Охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность
Релейная защита
Сварка, сварочное оборудование
Теория электротехники
Устройства телемеханики
Электрику, электромонтажнику, электромеханику
Электрические сети, воздушные и кабельные линии
Электродвигатели
Электрооборудование
Электропривод
Электростанции, подстанции
Электротехнические справочники
Энергетика, электроснабжение

СБОРНИКИ БЕСПЛАТНО:
В помощь радиолюбителю
Радиоаматор-лучшее
Радиоежегодник

СПРАВОЧНИКИ БЕСПЛАТНО:
Зарубежные микросхемы и транзисторы
Измерительная техника. Схемы и описания
Медицинская аппаратура
Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
Прошивки зарубежной аппаратуры
Пульты ДУ импортных телевизоров
Радиокомпоненты Atmel
Радиокомпоненты Cirrus Logic
Радиокомпоненты Maxim
Радиокомпоненты Microchip
Радиокомпоненты Mitsubishi
Радиокомпоненты Motorola
Радиокомпоненты National Semiconductor
Радиокомпоненты Panasonic
Радиокомпоненты Philips
Радиокомпоненты Rohm
Радиокомпоненты Samsung
Радиокомпоненты Sharp
Радиокомпоненты Sony
Радиокомпоненты Toshiba
Соответствие моделей и шасси телевизоров
Строчные трансформаторы HR
Строчные трансформаторы Konig

СХЕМЫ И СЕРВИС-МАНУАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Бытовая техника Beko
Бытовая техника Braun
Бытовая техника Candy
Бытовая техника Elenberg
Бытовая техника Elica
Бытовая техника Gorenje
Бытовая техника Hansa
Бытовая техника Merloni
Бытовая техника SEB
Бытовая техника Snaige
Бытовая техника Stinol
Бытовая техника Universal
Бытовая техника Whirpool

Зарубежные DVD-плееры
Зарубежные автомагнитолы
Зарубежная аудиоаппаратура
Зарубежные видеокамеры
Зарубежные видеомагнитофоны и видеоплееры
Зарубежные мониторы
Зарубежные моноблоки
Зарубежные телевизоры
Зарубежные телефоны
Зарубежные факсы

Мобильники Benq-Siemens
Мобильники Eastcom
Мобильники Ericsson
Мобильники Fly Bird
Мобильники LG
Мобильники Maxon
Мобильники Mitsubishi
Мобильники Motorola
Мобильники Nokia
Мобильники Panasonic
Мобильники Pantech
Мобильники Samsung
Мобильники Sharp
Мобильники Siemens
Мобильники Sony-Ericsson
Мобильники TCL
Мобильники Voxtel

Отечественные телевизоры
Отечественная аудиоаппаратура

Справочники по вхождению в режим сервиса

Схемы блоков питания импортных телевизоров и видеотехники

Телевизоры Avest
Телевизоры Beko
Телевизоры, аудио, видеотехника Elenberg, Cameron, Cortland
Телевизоры Erisson
Телевизоры Rainford
Телевизоры Roadstar
Телевизоры Rolsen
Телевизоры Vestel
Телевизоры Витязь
Телевизоры Горизонт
Телевизоры Рекорд
Телевизоры Рубин

Станки металлообрабатывающие
Электроинструмент Bocsh
Электроинструмент Makita

БЕСПЛАТНЫЙ АРХИВ СТАТЕЙ
(150000 статей в Архиве)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ:
Библиотечка Квант указатель
Библиотека по автоматике указатель
Библиотека электромонтера указатель
Библиотечка электротехника указатель
Блокнот Радиоаматора указатель
В помощь радиолюбителю указатель
Знай и умей указатель
Массовая радиобиблиотека указатель
КВ и УКВ указатель
КВ журнал указатель
Квант указатель
Конструктор указатель
Моделист-конструктор указатель
Наука и жизнь указатель
Новости электроники указатель
Новый Радиоежегодник указатель
Популярная механика указатель
Радио указатель
Радиоаматор указатель
Радиоаматор-лучшее указатель
Радиоежегодник указатель
Радиодело указатель
Радиодизайн указатель
Радиокомпоненты указатель
Радиоконструктор указатель
Радиолюбитель указатель
Радиомир указатель
Радиосхема указатель
Радиохобби указатель
Ремонт и сервис указатель
Ремонт электронной техники указатель
Сам указатель
Сервисный центр указатель
Силовая электроника указатель
Схемотехника указатель
Техника - молодежи указатель
Химия и жизнь указатель
ЭКиС (Электронные компоненты и системы) указатель
Электрик указатель
Электроника указатель
Юный техник указатель
Я - электрик указатель

СПРАВОЧНИК БЕСПЛАТНО

ПАРАМЕТРЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ БЕСПЛАТНО

ДАТАШИТЫ БЕСПЛАТНО

ПРОШИВКИ БЕСПЛАТНО

РУССКИЕ ИНСТРУКЦИИ БЕСПЛАТНО


Стол заказов СТОЛ ЗАКАЗОВ:

СХЕМЫ ПОД ЗАКАЗ:
Импортные DVD
Импортные автоаудио
Импортные аудио
Импортные видеокамеры
Импортные видеомагнитофоны
Импортные кондиционеры
Импортные мониторы
Импортные моноблоки
Импортные проекторы
Импортные СВЧ-печи
Импортная спутниковая аппаратура
Импортные стиральные машины
Импортные телевизоры
Импортные телефоны
Импортные факсы
Импортные фотоаппараты
Импортные холодильники

Отечественные автоаудио
Отечественные видеомагнитофоны
Отечественные магнитофоны
Отечественные мониторы
Отечественные приборы
Отечественные радиолы
Отечественные радиоприемники
Отечественные усилители
Отечественные цветные телевизоры
Отечественные черно-белые телевизоры
Отечественные электрофоны


Бонусы БОНУСЫ:

НА ДОСУГЕ:
Интерактивные флеш-игры
Игры он-лайн
Ваши истории
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы

ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ

ССЫЛКИ

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Оставить отзыв о сайте

ДИАГРАММА
© 2000-2017

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзывДобавить в закладки, оставить отзыв

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Большая подборка статей со схемами, иллюстрациями, комментариями Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Улучшение технических характеристик радиоприемников

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиоприем

Комментарии к статье Комментарии к статье

Используя кварцевые фильтры метрового диапазона, диоды Шотки и мощные ВЧ-транзисторы, можно значительно улучшить такие параметры приемников, как линейность и селективность по зеркальному каналу. Описываются восемь способов усовершенствования радиоприемников, в том числе выбор высокой промежуточной частоты, использование раздельных АРУ и усиления, применение двухтактных УРЧ, использование каскадов для двойных балансных преобразователей частоты с диодами Шотки и оптимальное распределение АРУ по каскадам приемника.

Несмотря на то что радиоприемники начали разрабатываться на заре электронной техники, все же существуют пути их дальнейшего усовершенствования. Такие новые компоненты как кварцевые фильтры, работающие в диапазоне метровых волн, pin-диоды и мощные высокочастотные транзисторы, позволяют отойти от некоторых укоренившихся концепций и разработать приемники с меньшими искажениями, лучшей селективностью по зеркальному каналу и высокой линейностью.

Особенно ощутимые преимущества при этом можно реализовать в диапазоне 2-30 МГц, однако многие из предлагаемых способов применимы и к приемникам, работающим на других частотах.

Первым шагом в разработке приемного устройства является составление структурной схемы, на которой для каждого блока отмечаются ожидаемые коэффициенты шума и потери (потери также являются источниками дополнительных шумов). Это дает возможность рассчитать коэффициент шума всего приемника. Так, например, в блок-схеме приемника, показанной на рис. 1, коэффициент шума, определенный путем суммирования шумов и потерь, составляет 8 дБ.

Улучшение технических характеристик радиоприемников
Рис. 1. Блок-схема приемника позволяет определить коэффициенты усиления отдельных каскадов и коэффициент шума приемника.

Коэффициент шума всего приемника определяется суммированием коэффициентов шума, коэффициентов усиления и потерь (в децибелах) отдельных каскадов. Для получения широкого динамического диапазона коэффициент усиления должен иметь минимальное значение, необходимое для компенсации потерь.

Каждый каскад необходимо оптимизировать с точки зрения динамического диапазона и коэффициента шума. Максимальный динамический диапазон получается, если коэффициенты усиления ВЧ- и ПЧ-каскадов имеют минимальную величину, необходимую для компенсации потерь. Как видно из структурной схемы, потери, составляющие 0,5 дБ во входной цепи и аттенюаторе АРУ, 6,5 дБ в преобразователе частоты и 4,5 дБ в фильтре ПЧ, компенсируются усилением около 11 дБ в усилителе ВЧ. Необходимо заметить, что второй преобразователь частоты наиболее чувствителен к перегрузкам, так как минимальная полоса пропускания кварцевого фильтра составляет ±3,5 кГц, и, следовательно, в этом каскаде более высокие напряжения концентрируются в узкой полосе частот.

После выбора основных параметров струкгурной схемы разработчик может перейти к проектированию отдельных каскадов. Именно на этом этапе можно реализовать преимущества новых компонентов. Рассмотрим последовательность способов усовершенствования приемника.

1. Для получения лучшей селективности по зеркальному каналу промежуточная частота должна быть выше принимаемого диапазона частот

В прошлом в приемниках с двойным или тройным преобразованием каждая соответственно из двух или трех промежуточных частот была ниже частот принимаемого диапазона, а селективность приемника определялась главным образом цепями, работающими на самой низкой промежуточной частоте (часто 455 кГц). Это объясняется тем, что имевшиеся в то время компоненты могли обеспечить требуемую селективность только на низких промежуточных частотах. Однако при низкой первой промежуточной частоте осложняется проблема ослабления помех зеркального канала. Частоты помех, действующих на входе, после преобразователя, к которому подведено напряжение гетеродина, могут попасть в полосу пропускания УПЧ. В случае промежуточной частоты 1 МГц ослабление помехи зеркального канала, хотя оно и составляет 80 дБ на низшей частоте приема (2 МГц), падает на частоте 30 МГц до 30 дБ. Например, в случае приема сигнала с частотой 30 МГц помеха по зеркальному каналу имеет частоту 32 МГц, близкую к частоте принимаемого сигнала и не может быть в достаточной мере ослаблена входным фильтром. В то же время при приеме на частоте 2 МГц частота помехи 4 МГц в два раза выше входной частоты, что обеспечивает хорошую селективность по зеркальному каналу. Для ослабления помех по зеркальному каналу, имеющих частоты, близкие к принимаемым, разработчики пытались использовать в преселекторах следящие полосовые фильтры, что увеличивало стоимость приемника.

Гетеродин должен перестраиваться в диапазоне, равном по ширине диапазону частот входных сигналов. Так, в приемнике с диапазоном 2-30 МГц коэффициент перекрытия диапазона гетеродином должен составлять 1:15. При таком коэффициенте перекрытия могут потребоваться сложные механические устройства, обеспечивающие точное сопряжение настроек контуров входного сигнала и гетеродина. Используя в каскадах УПЧ кварцевые фильтры диапазона метровых волн (30 - 120 МГц), выпускаемые в настоящее время, можно решить вышеуказанные проблемы. Выбрав промежуточную частоту выше частот рабочего диапазона, можно в приемнике с диапазоном 2-30 МГц использовать эллиптический фильтр нижних частот с частотой среза, например, 31 МГц. В этом случае помехи с частотами выше рабочего диапазона ослабляются на 80 дБ, а селективность по зеркальному каналу не зависит от частоты принимаемых сигналов. Тот же фильтр обеспечит ослабление излучения гетеродина, что позволяет располагать несколько приемников на близком расстоянии друг от друга. Когда промежуточная частота равна, например, 40 МГц, гетеродин должен перекрывать диапазон 42-70 МГц (в приемнике с диапазоном 2-30 МГц); следовательно, коэффициент перекрытия составляет менее 1:2. При этом значительно упрощается конструкция гетеродина и уменьшается вероятность того, что взаимодействие гармоник гетеродина с входными сигналами в преобразователе частоты приведет к образованию помех, попадающих в полосу пропускания приемника.

2. Использование раздельных каскадов для АРУ и для усиления с целью уменьшения искажении.

В прошлом электронные лампы использовались одновременно и для усиления, и для АРУ. Однако из-за нелинейности ламповых характеристик при поступлении напряжения АРУ возникали интермодуляционные искажения. То же самое имеет место и при использовании биполярных и полевых транзисторов. Если же усиление и АРУ осуществлять в раздельных каскадах, то можно обеспечить оптимальный режим каждого из них. Так, например, для АРУ можно использовать аттенюатор на pin-диодах. включенный между входным фильтром нижних частот и ВЧ-усилителем, как показано на рис.1. Диодный аттенюатор должен иметь постоянные входные и выходное импедансы, так как в противном случае всякое изменение импеданса нагрузки приведет к изменению характеристик фильтра, а изменение импеданса источника, работающего на усилитель, вызовет в нем изменение шумов и искажений. На рис. 2 показан аттенюатор, представляющий собой обычный двойной T-мост на pin-диодах. Входной и выходной импедансы такого аттенюатора поддерживаются неизменными. С этой целью используется дифференциальный усилитель, который обеспечивает соответствующее перераспределение токов в выводах аттенюатора (сумма коллекторных токов должна быть неизменной).

Улучшение технических характеристик радиоприемников
Рис. 2. Пять pin-диодов, включенных по схеме двойного T-моста, выполняют функции аттенюатора. Чтобы обеспечить постоянство входного и выходного импедансов, сумма коллекторных токов транзисторов должна сохраняться неизменной.

3. Использование двухтактных усилителей ВЧ на мощных транзисторах с глубокой обратной связью для уменьшения искажений

В большинстве приемников старого типа только некоторые лампы считались достаточно линейными для применения во входных усилителях в режиме класса А. Разработчики использовали свойства этих ламп для получения малых интермодуляционных искажений. В настоящее время выпускаются мощные линейные высокочастотные транзисторы, которые, работая в режимах с большим постоянным током при сильной обратной связи по току и напряжению (что редко используется на практике), могут обеспечить линейность даже лучшую, чем лампы. На рис. 3 показана схема такого усилителя, собранного на мощных линейных транзисторах диапазона дециметровых волн.

Улучшение технических характеристик радиоприемников
Рис. 3. На двух мощных высокочастотных транзисторах можно собрать усилитель с хорошей линейностью. Для линеаризации усилителя используется обратная связь, создаваемая эмиттерным резистором без шунтирующего конденсатора, коллекторно-базовыми резисторами и коллекторно-базовыми трансформаторами. Кривые иллюстрируют уменьшение нелинейности.

Двухтактный усилитель ослабляет продукты нелинейности второго порядка на 40 дБ по отношению к однотактному. Коэффициент усиления зависит от глубины обратной связи и в варианте рис. 3 равен 11 дБ. Введение обратной связи уменьшает коэффициент усиления на 40 дБ при одновременном расширении динамического диапазона. В усилителе используются три типа обратных связей: обратная связь по току осуществляется посредством эмиттерного резистора 6,8 Ом без шунтирующего конденсатора; резистор 330 Ом, включенный между коллектором и базой без шунтирующего конденсатора, обеспечивает обратную связь по напряжению. Поскольку указанные обратные связи изменяют входной и выходной импедансы, вводится еще трансформаторная обратная связь, благодаря которой выходной и входной импедансы равны по 50 Ом. При этом к.с.в.н. усилителя не превышает 1,2 в диапазоне частот от 100 кГц до почти 200 МГц. Преимущества ВЧ-усилителя нового типа лучше всего иллюстрируются его характеристикой, показанной на рис. 3. При входной мощности -27 дБм (два синусоидальных сигнала с амплитудами 20 мВ каждый) коэффициент усиления равен 12 дБ. При такой величине входного сигнала уровень интермодуляционных продуктов второго порядка (f1±f2) в однотактном каскаде не превышает -65 дБ, а продуктов третьего порядка (f1±2f2) -100 дБ. В двухтактном усилителе уровень нелинейных продуктов второго порядка дополнительно уменьшается до -105 дБ. Уровень продукта нелинейности третьего порядка достигает уровня полезного выходного сигнала при входной мощности +22 дБм.

4. Применение двойных балансных преобразователей частоты с диодами Шотки

Преимущества двухтактных преобразователей над однотактными известны (высокая чувствительность, малые искажения), но высокая стоимость препятствует их широкому распространению. В настоящее время по доступной цене выпускаются малошумящие преобразовательные диоды на горячих носителях (диоды Шотки). Следует отметить, что в настоящее время выпускаются также двойные балансные преобразователи на полевых транзисторах. Такие преобразователи обеспечивают хорошее подавление продуктов нелинейности третьего порядка, но из-за неудовлетворительного согласования полевых транзисторов ослабление продуктов нелинейности второго порядка в них на 20- 30 дБ хуже, чем на диодах Шотки. Кроме того, полевые транзисторы ограничивают сигналы при меньших уровнях, чем диоды Шотки.

Главное преимущество смесителей на диодах Шотки заключается в том, что они позволяют осуществить лучшее согласование по сравнению с обычными кремниевыми или германиевыми диодами. Такие смесители могут работать при большем напряжении от гетеродина. В шуме диодов Шотки отсутствует составляющая, пропорциональная 1/f2, которая препятствует использованию кремниевых диодов на низких частотах. С целью оптимизации характеристик преобразователя частоты были разработаны схемы, показанные на рис. 4,а и б. Иногда преобразователь содержит до 64 диодов (по 16 в каждой секции). Второй преобразователь в применении по структурной схеме рис. 1 работает с большими сигналами, чем первый, поэтому он должен иметь более широкий динамический диапазон. В преобразователе по схеме рис. 4, а это достигается включением последовательных резисторов и использованием двухтактной схемы.

Улучшение технических характеристик радиоприемников
Рис. 4. Включив резисторы последовательно с диодными мостами в двухтактном преобразователе частоты, можно сохранить динамический диапазон при больших уровнях сигнала (а). Трансформатор в нижней схеме служит для подавления паразитных сигналов.

Следует отметить, что последовательные резисторы увеличивают потери в смесителе с 6,5 до 8 дБ. В преобразователе по схеме рис. 4, б для подавления помех побочных каналов применяется гибридный трансформатор.

5. Использование кварцевых фильтров с малыми потерями для получения высокой селективности в каскадах первой промежуточной частоты (метровые волны) и эффективного ослабления помех по зеркальному каналу.

До последнего времени было невозможно массовое производство кварцевых фильтров с высокой селективностью и малыми вносимыми потерями. На рис. 5, а показана частотная характеристика, типичная для современных кварцевых фильтров. Поскольку ослабление помехи зеркального канала между первой и второй промежуточными частотами определяется крутизной ската частотной характеристики фильтра, селективность по зеркальному каналу может достигать 80 дБ. Цена одного такого фильтра недавно составляла 400 долл., а в настоящее время при серийном изготовлении она упала до 50 долл. Механические фильтры старого типа (с магнитострикционным преобразователем) вносили сильные интермодуляционные искажения, обусловленные нелинейностью преобразователя. В современных механических фильтрах для уменьшения нелинейности применяют пьезоэлектрические преобразователи. Аналогичные эффекты могут иметь место и в кварцевых фильтрах, если ферромагнитный сердечник входного трансформатора насыщается при малых уровнях сигнала. Для уменьшения нелинейности можно применить схему рис. 5, б. Испытания проводятся с подачей двух сигналов с амплитудой 1 В на 50-Ом вход фильтра; при этом уровень паразитного сигнала не должен превышать -80 дБ.

Улучшение технических характеристик радиоприемников
Рис. 5. Используя кварцевые фильтры, можно обеспечить малые потери и крутые фронты частотной характеристики (нижняя кривая растянута для наглядности относительно средней частоты). В цепи, показанной на рисунке, используются однотипные фильтры, настроенные на одинаковую рабочую частоту.

6. Двойное преобразование частоты совместно с неперестраиваемыми фильтрами нижних частот позволяет регулировать полосу пропускания без изменения крутизны ската частотной характеристики.

Получение прямоугольной частотной характеристики УПЧ при использовании узкополосных полосовых фильтров всегда представляло серьезную проблему. В новой схеме с двойным инвертированием спектра входного сигнала можно применить фильтры нижних частот, при этом крутизна ската частотной характеристики УПЧ не зависит от полосы пропускания. Дополнительным преимуществом фильтров нижних частот является в два раза меньшее по сравнению с полосовыми фильтрами время установления. Это устраняет нежелательные колебания в фильтрах в случае приема импульсных сигналов. Сущность способа поясняется схемой (рис.6).

Улучшение технических характеристик радиоприемников
Рис. 6. Полоса пропускания УПЧ-приемника зависит от частотного сдвига между двумя гетеродинами, работающими на второй промежуточный частоте. Входной сигнал дважды преобразуется по частоте в диапазон 52-64 кГц, а фильтры с крутым спадом на частоте 64 кГц формируют фронты частотной характеристики УПЧ.

Селективность приемника определяется главным образом трактом второй промежуточной частоты 525 кГц. Полоса пропускания по второй промежуточной частоте и, следовательно, полоса пропускания приемника в целом могут устанавливаться в пределах 150 Гц-12 кГц. При этом выбор полосы пропускания осуществляется не заменой фильтра, а регулировкой частотного сдвига между двумя гетеродинами. Сигнал 525 кГц с максимальной шириной спектра, например ±6 кГц (510-531 кГц), поступает на преобразователь частоты вначале с частотой гетеродина 467 кГц, в результате чего образуется сигнал, занимающий полосу частот от 52 (525-6-467) до 64 кГц (525+6-467). Результирующий сигнал поступает в кварцевый фильтр нижних частот, частотная характеристика которого имеет резкий спад на частоте 64 кГц (этот спад образует один из фронтов частотной характеристики УПЧ). Указанный фильтр с фиксированной частотой среза настраивается только один раз. Затем спектр сигнала с полосой 52-64 кГц вновь переносится на среднюю частоту 525 кГц и вновь поступает на преобразователь с частотой гетеродина 583 кГц. При этом сигнал возвращается в диапазон 52-64 кГц, но с инвертированным спектром (составляющие спектра, находившиеся ранее у границы полосы пропускания 64 кГц, сейчас находятся на 12 кГц ниже этой границы). Фильтр с частотой среза 64 кГц подавляет составляющие сигнала, находившиеся при первом преобразовании у границы 52 кГц. Полученный таким образом сигнал, отфильтрованный с высокой селективностью, вновь переносится по спектру на частоту 525 кГц и детектируется.

Следует отметить, что фронты частотной характеристики УПЧ сохраняются неизменными, а ширина полосы уменьшается регулировкой частотного сдвига между двумя гетеродинами. Так, например, при ширине полосы пропускания 2 кГц гетеродины настроены на частоты 462 кГц (525+1-64) и 588 (525-1+64). В связи с тем, что границы полосы пропускания формируются фильтром нижних частот, частотная характеристика близка к прямоугольной даже при ширине полосы пропускания 150 Гц. Описываемый способ обеспечивает симметрию фазовой характеристики или характеристики групповой задержки относительно средней частоты. Кварцевые или механические фильтры, обычно используемые в УПЧ, являются чебышевскими фильтрами с нелинейной фазовой характеристикой. В то же время фильтры нижних частот бесселевского типа могут обеспечить требуемую линейность.

7. В числе факторов, ухудшающих динамический диапазон приемника, необходимо учитывать шумовые боковые полосы гетеродина

Шумовые боковые полосы спектра гетеродина могут значительно ухудшить динамический диапазон приемника вследствие эффекта, называемого блокированием. Шумы гетеродина могут взаимодействовать с сильными входными сигналами, близкими по частоте к принимаемому сигналу, что приведет к появлению шума в полосе пропускания УПЧ, который интерферирует с полезным сигналом, уменьшая отношение сигнал/шум. Сильные искажения, обусловленные блокированием, могут возникнуть при уровнях сигнала, значительно меньших порога сжатия по уровню 3 дБ (еще один параметр, характеризующий динамический диапазон). Порог сжатия по уровню 3 дБ соответствует появлению заметной перекрестной модуляции и обычно имеет место при больших амплитудах сигнала, чем эффект блокирования. Из рис. 7, приведенного в качестве примера, видно, что при спектральной плотности шумовой боковой полосы 145 дБ/Гц (расстройка 20 кГц относительно средней частоты гетеродина) и коэффициенте шума приемника 10 дБ блокирование приемника 3 дБ возникает при входном напряжении около 50 мВ, в то время как порог сжатия по уровню 3 дБ соответствует амплитуде сигнала около 1 В.

Улучшение технических характеристик радиоприемников
Рис. 7. Входное напряжение, соответствующее эффекту блокирования 3 дБ, в зависимости от шумов боковых полос гетеродина, которые преобразуются при действии сигналов на входе, и от общего коэффициента шума приемника.

При использовании в качестве гетеродина синтезатора частот необходимо также устранить ложные сигналы, поскольку они, подобно шумовым боковым полосам, могут ухудшить параметры приемника.

8. Правильное распределение АРУ по каскадам приемника для получения максимального динамического диапазона

Динамический диапазон приемника зависит от наименьшего уровня сигнала, при котором напряжение АРУ поступает к ВЧ-аттенюатору. Пока уровень сигнала в антенне не достигнет величины, соответствующей отношению сигнал/шум 48 дБ, АРУ должна действовать только в УПЧ (рис. 8).

Улучшение технических характеристик радиоприемников
Рис. 8. Цепи АРУ увеличивают отношение сигнал/шум (разность по вертикали между двумя кривыми). Для получения широкого динамического диапазона входной аттенюатор АРУ должен вступить в действие только тогда, когда отношение сигнал/шум достигнет 48 дБ.

После этого должен вступить в действие аттенюатор АРУ, который защищает второй преобразователь от перегрузки. Если аттенюатор АРУ начнет работать при меньших сигналах, то при этом не только уменьшится отношение сигнал/шум, но может ухудшиться стабильность АРУ. Цепь АРУ необходимо тщательно проанализировать как систему с замкнутой петлей обратной связи, например, при помощи годографа Найквиста, для оптимизации ее параметров.

Литература

  1. Eight ways to better radio receiver design, pp. 87-91

Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Радиоприем.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

журналы Circuit Cellar 1992 (архив за год)

журналы Квант 2005 (архив за год)

книга Мегомметр. Минин Г.П., 1966

книга Конструкции юных радиолюбителей. Пономарев Л.Д., Евсеев А.Н., 1985

статья Внутреннее освещение. Питающая осветительная сеть

статья Стабильный терморегулятор

справочник Зарубежные микросхемы и транзисторы. Серия F

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:

E-mail (не обязательно):

Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]