Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Исследование побочных каналов приёма и технических характеристик супергетеродинного радиоприёмника



 

2.1 Цель работы

 

Изучение методов определения побочных каналов приёма и технических характеристик супергетеродинного радиоприёмника .

 

2.2 Подготовка к выполнению лабораторной работы

Изучить конспект лекций и приложение к лабораторной работе.

2.3 Описание лабораторной установки

 

Лабораторная установка состоит из :

1. Макета супергетеродинного приёмника

2.Генератора Г4-18.

3.Осциллографа С1-73.

4.Вольтметра В6-36.

 

 

 

2.4Порядок выполнения работы

 

2.4.1 Откалибровать измерительный генератор сигналов.

2.4.2 Определить частоты основного и зеркальных каналов приёма

2.4.3 Рассчитать частоты всех линейных и нелинейных побочных каналов приёма .

2.4.4 Измерить частоты побочных каналов приёма.

2.4.5 Измерить частотную избирательность приемника по зеркальному каналу приёма.

2.4.6 Измерить частотную избирательность приемника по соседнему каналу приёма при отстройке ±25 кГц.

2.4.7 Измерить предельную чувствительность приемника.

2.4.8 Измерить динамический диапазон приёмного устройства.

 

 

 

 

2.6 .Содержание отчёта.

 

Отчёт по выполненной лабораторной работе должен содержать:

1.структурную схему аппаратуры рабочего места;

2.результаты измерений характеристик радиоприёмника:

  • классификацию выявленных побочных каналов приёма
  • график общей характеристики частотной избирательности радиоприемника по каналам приема.
  • избирательность приемника по зеркальному каналу приёма
  • избирательность приемника по соседнему каналу приёма
  • предельная чувствительность приемника.
  • динамический диапазон приёмного устройства.

 

2.6 Контрольные вопросы:

 

  • В чем заключается техническое несовершенство радиоприемника?
  • В чём заключается методы измерения частотной избирательности.
  • Назовите особенности интермодуляционных помех.
  • Чем вызываются перекрестные искажения и блокирование приёмника.
  • Как измерить реальную чувствительность радиоприёмника ?
  • Как измерить предельную чувствительность радиоприёмника ?
  • Как определить коэффициент прямоугольности радиоприёмника ?
  • Как измерить динамический диапазон радиоприёмника ?

 

2.7 Перечень ссылок

3.1. Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств/ М.К.Белкин и др.- Киев: Выща школа, 1988.- 472 с.

3.2. Проектирование радиоприемных устройств/ Под ред. Сиверса А.П. – М.: Сов. Радио, 1976. – 486 с.

3.3 . Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем.Под редакцией Царькова Н.М - М.: Радио и связь, 1985.

3.4Егоров Е.И., Калашников Н.И., Михайлов А.С. Использование радиочастотного спектра и радиопомехи. - М.: Радио и связь,1986, 301с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

 

Радиоприемное устройство - техническое устройство, состоящее из радиоприемника, антенно-фидерной системы и предназначенное для приема сигнала.

 
 

РПРУ помимо основного канала имеют большое число не основных каналов приема – соседних и побочных , не предназначенных для приема полезного сигнала.

 

Наличие не основных каналов приема обусловлено недостаточной избирательностью приемников и нелинейными свойствами их каскадов. Неосновные каналы приема имеют место в широкой полосе частот. В супергетеродинных приемниках происхождение большинства неосновных каналов приема связана с самим принципом их построения , т.е. с применением в них преобразования частоты .

Основным каналом приема ОКП – называется полоса частот, находящаяся в полосе пропускания РПРУ и предназначенная для приема сигнала . При этом каналы приема , непосредственно примыкающие к основному и обусловленные недостаточной избирательностью РПРУ вблизи ОКП , называют соседними .

Параметрами основного канала приема радиоприемника являются ширина полосы пропускания на уровне Х дБ и коэффициент прямоугольности.

За полосу пропускания радиоприемника принимают полосу Ва высоких или промежуточных частот, ограниченную двумя частотами, на которых ослабление уровня сигнала составляет а дБ. Значение а=6дБ для радиовещательных приемников 2-й и 3-й групп сложности и 2 дБ для приемников более высоких групп сложности. Верхняя граница полосы пропускания соответствует +fa, нижняя - fa, вся полоса пропускания основного канала Ва Из снятой характеристики частотной избирательности приемника односигнальным методом можно определить ширину полосы пропускания на уровне Х дБ, а также крутизну скатов характеристики частотной избирательности радиоприемника S как отношение между разностью ослабления двух частот, расположенных за пределами полосы пропускания

Xm - Xa, и разностью двумя этими частотами fn-fa:

Sn=( Xm - Xa)/( fn-fa),

где Sn - крутизна скатов n-го участка односигнальной характеристики частотной избирательности радиоприемника, дБ/кГц; n = 1, 2, 3, 4; m = 20, 40, 60, 80.

Коэффициент прямоугольности определяется отношением ширины полосы частот на уровне Х дБ к ширине полосы пропускания Ва: Кпрх+аа, где Кпр - коэффициент прямоугольности. Для радиовещательных приемников значение Х=60 дБ, для фиксированной службы Х=30 дБ.

Крутизна скатов и коэффициент прямоугольности характеристики частотной избирательности позволяют оценивать, насколько АЧХ рассматриваемого приемника близка к аналогичной характеристике идеального приемника, имеющего Кпр=1. Однако такой коэффициент прямоугольности может быть причиной недопустимых частотно-фазовых искажений принимаемых сигналов в пределах основного канала приема. В большинстве приемников Кпр=2..8.

Ширину полосы пропускания Ва обычно выбирают равной необходимой ширине полосы частот Ви с учетом допустимой нестабильности радиолинии Ваи+2Δfmax, где множитель 2 учитывает расхождение частоты радиолинии в обе стороны от присвоенной частоты.

Побочный канал приема радиоприемника - полоса частот, находящаяся за пределами основного канала приема, в которой мешающий сигнал может проходить на вход устройства демодуляции (детектирования) или на выход радиоприемника. К побочным относят каналы, включающие промежуточные(3), зеркальные (4), комбинационные частоты(5) и частоты в целое число раз меньше частоты настройки радиоприемника(6 )

Большинство ПКП возникает за счет взаимодействия мешающего сигнала и его гармоник с сигналом гетеродина и его гармониками Сигнал и колебания гетеродина одновременно воздействуют на смеситель представляющий собой нелинейный элемент или элемент с переменным параметром. В результате на выходе смесителя возникает колебание, содержащее составляющие с частотой сигнала и его гармоник, гетеродина и его гармоник и большое число комбинационных составляющих с частотами , (n, р = 0, 1, 2, … – целые числа). Одна из этих комбинационных частот и используется в качестве новой несущей частоты выходного сигнала, называемой промежуточной частотой: .

Причины образования побочных каналов приема (ПКП). Побочные канала приема могут возникать из-за линейных и нелинейных процессов в них. Деление необходимо для выявления этих причин с тем, чтобы принять целенаправленные и эффективные меры, направленные на реализацию установленных норм на избирательность по ПКП приемника.

Линейные ПКП образуются за счет взаимодействии в преобразователе частоты первой гармоники мешающего сигнала (р=1) с первой гармоникой сигнала гетеродина (n=1). В приемниках прямого усилениялинейных ПКП нет.

Нелинейные ПКП образуются в результате возникновения на нелинейных элементах приемника мешающего сигнала (p>1), удовлетворяющих частотным условиям их прохождения на выход приемника. Нелинейные ПКП могут возникать в супергетеродинных приемниках при n>1 и приемниках прямого усиления. Значение средней частоты ПКП fп.к.п можно получить, приняв fп.ч за среднюю частоту полосы пропускания усилителя промежуточной частоты приемника из соотношения

 

fп.к.п = |(fк.г±fп.ч)/p|,

где fк.г - частота побочных колебаний гетеродина.

Однако практический интерес представляют ПКП, образованные за счет взаимодействия частоты мешающего сигнала или его гармоник с частотой гетеродина или его гармониками:

fп.к.п = |nfч±fп.ч|/p.

Сумму p+n называют порядком ПКП. Четными порядками ПКП считают, когда p+n четное, нечетными, когда p+n - нечетное число.

Выразим fп.к.п через частоту настройки приемника fс введя соотношение

f1 = fc + ξ fп.ч

где ξ = 1 при верхней и ξ = -1 при нижней настройке гетеродина по отношению fc.

тогда

fп.к.п = |[nfc + (ξn ± 1)fп.ч,]/p|.

при n=0 и n=1 получаем

fп.к.п = fп.ч/p, fп.к.п = fз.к.п/p,

где fз.к.п - зеркальный ПКП.

Побочные каналы приема со средними частотами, определяемые соотношениями и возникают мешающих сигналов, являющихся субгармониками сигналов с частотами fп.ч, fс, fз.к.п.

Для приемника прямого усиления, принимая в качестве средней частоты ПКП частоту настройки приемника fс, получаем

fп.к.п = fс

Приемник прямого усиления имеет ПКП только на субгармониках частоты его настройки fс.

Побочный канал на промежуточных частотах(прямой канал приема) образуется вследствие недостаточной избирательности на этих частотах входных контуров и усилителя радиочастоты приемника. Если мешающий сигнал с частотой fm.c.=fп.ч., то он будет усилен одновременно с полезным сигналом. Побочные каналы на промежуточных частотах наиболее характерны для приемников, не имеющих в своем составе усилителя радиочастоты.

Побочный канал на зеркальных частотах образуется в результате взаимодействия на преобразователе частоты двух частот. В общем случае, если в качестве промежуточной частоты fп.ч используется компонента выходного сигнала преобразователя с разностной частотой fп.ч=±(fH-fГ), то частоты зеркальных каналов fз.к=fн±2fп.ч, где fн - частота настройки приемника. Верхний знак относится к случаю fн>fг, нижний - fн<fг. При использовании суммарной частоты fп.ч=fH+fГ частоты зеркальных каналов fз.к=-fн+2fп.ч.

Побочный канал на полузеркальных частотах - эти частоты определяются как fпзк=-fг±0.5fп.ч.

Побочный канал на комбинационных частотах приема образуется в результате взаимодействия комбинационных частот гетеродина и сигнала: (где n, m>1), образующих частоты, близкие к fп, т. е. входящие в полосу пропускания УПЧ. Усили­ваясь так же, как и полезный сигнал на частоте , на демоду­ляторе Д образуются биения между частотами сигнала и комбинационны­ми частотами . Если они входят в полосу пропускания усили­теля низкой частоты УНЧ, то явля­ются помехой, воспроизводимой да­лее оконечным устройством ОУ. Ос­новной мерой устранения комбинаци­онного канала приема является сни­жение уровня гармоник гетеродина и сигнала выбором соответствующего режима работы смесителя

К соседним каналам приема относят каналы сетки частот приемника, непосредственно примыкающие к основному каналу приема.

Параметрами АЧХ K(f) основного канала приема, определяющими избирательность приемника по соседнему каналу, являются коэффициент прямоугольности и динамический диапазон по соседнему каналу приема - относительное изменение амплитуды гармонического сигнала на входе приемника от частоты этого сигнала, изменяющейся в полосах частот соседних каналов, при отношении сигнал / (шум + помеха) на выходе приемника, находящемся в пределах допустимого значения.

Динамический диапазон по соседнему каналу можно увеличить за счет увеличения частотного разноса между соседними или уменьшением коэффициента прямоугольности основного канала приема. Однако, первый путь неприемлем, поскольку разнос частот между соседними каналами регламентируется НТД и Регламентом радиосвязи. Коэффициент прямоугольности основного канала приема зависит от числа контуров УПЧ и их частотной расстройки по отношению друг к другу.

Блокирование в радиоприемнике - изменение уровня сигнала или отношения сигнал/шум на выходе радиоприемника при действии радиопомехи, частота которой не совпадает с частотами основного и побочного канала радиоприемника. Блокирование возникает в активных элементах ВЧ тракта из-за нелинейного закона изменения коэффициента передачи полезного сигнала одновременно с мешающим. При этом амплитудная функция передачи сигнала имеет характер насыщения, при котором приращение выходного сигнала отстает от приращения входного. Частота мешающего сигнала при блокировании fбл находится вне полосы пропускания фильтра основной избирательности, но может попадать в полосу предварительной избирательности, быть равной частот соседнего канала fс.к=fбл, а также лежать за этой частотой fс.к.н>fбл>fc.к.в (где н - нижний, в - верхний соседний канал) за исключением полос частот полос побочных каналов приема.

Перекрестное искажение в радиоприемнике - изменение спектрального состава полезного сигнала при действии на его входе модулирующего мешающего сигнала, частота которого не совпадает с частотами побочных каналов радиоприемника. Перекрестные искажения возникают в тракте предварительного усиления и избирательности в преобразователе частоты приемника в следствии нелинейности вольт-амперных характеристик электронных усилителей и преобразовательных приборов и воздействии на эти приборы модулированного мешающего сигнала с частотой, близкой к значению полосы частот основного канала приемника. Под воздействием амплитуды модулирующего мешающего сигнала в резонансном усилителе происходит модуляция несущей частоты полезного сигнала и в его спектре появляются составляющие спектра с частотой мешающего сигнала, хотя последние находятся за полосой пропускания частоты основного канала приема.

Перекрестные искажения бывают амплитудными и фазовыми При наличии в РПРУ каскадов с нелинейными амплитудными и амплитудно-фазовыми характеристикам комплексный коэффициент передачи оказывается зависящим от амплитуды воздействующих сигналов. Если воздействует амплитудно модулированная помеха, то полезный сигнал модулируется по амплитуде и фазе, то есть появляются дополнительные спектральные составляющие. Из сказанного следует, что при перекрестных искажениях сам мешающий сигнал не проникает на выход РПРУ, а его мешающее воздействие проявляется в искажении полезного сигнала.

Для АМ приемников существенное значение имеют амплитудные искажения. Фазовые искажения не оказывают значительного влияния на качество, они существенны для приемников сигналов с угловой модуляцией.

Интермодуляция в приемнике - возникновение помех на выходе радиоприемника при действии на его входе двух или более мешающих сигналов, частоты которых не совпадают с частотами основного и побочного каналов приемника. В результате взаимодействия напряжения частот нескольких мешающих сигналов на электронные приборы усилители радиочастоты или преобразователи частоты возникает напряжение нового мешающего сигнала, частота которого совпадает с частотой основного или побочного каналов приемника. Напряжение мешающего сигнала с частотой fм.с, равной частоте настройки приемника fH, образуется в следствии взаимодействия частот f1±f2=fH и 2f1-f2=fH, а также возможных комбинаций частот f1+f2=fп.ч, f2-f1=fп.ч2, f1+f2=fз.к, где fп.ч1,2з.к - промежуточные частоты первого, второго преобразований и зеркального канала соответственно. Наиболее опасными являются колебания с комбинационными частотами 2f1-f2 и 2f2-f1, совпадающими с полосой пропускания приемника. Относительный уровень интермодуляции, создаваемой этими колебаниями, определяется коэффициентом интермодуляции третьего порядка.

 

Чувствительность радиоприемника есть его способность обеспечить качественный прием слабых сигналов в отсутствие внешних радиопомех. Количественно чувствительность определяют мощностью или напряжением сигнала на входе радиоприемника, при котором отношение мощности полезного сигнала к мощности шума на выходе детектора или радиоприемника равно заданному значению при номинальном значении выходной мощности.

Обычно чувствительность радиоприемника характеризуют не­сколькими параметрами, реальной чувствительностью, предельной чувствительностью, чувствительностью, ограниченной усилением или внутренними шумами или помехами.

Реальная чувствительность радиоприемника определяется по значению минимально необходимой мощности или напряжения из­мерительного сигнала в антенне, при котором обеспечивается тре­буемое превышение сигналом шума.

Предельная чувствительность радиоприемника определяется минимальным уровнем входного сигнала радиоприемника, при ко­тором обеспечивается равенство средних мощностей сигнала и шума на выходе ВЧ тракта радиоприемника.

Чувствительность радиоприемника, ограниченную усилением,определяют по минимальному уровню входного сигнала, необ­ходимого для получения номинальной выходной мощности (на­пряжения) радиоприемника.

Чувствительность радиоприемника, ограниченную помехами, определяют по минимальному уровню входного сигнала, при ко­тором обеспечивается заданное соотношение между номинальной выходной мощностью и мощностью помех от различных устройств радиоприемника.

 

Избирательностью радиопри­емного устройства называют его способность выделить принимаемый сигнал из всей совокупности составляющих напряженности электромагнитного поля, в котором находится антенна приемника.

 

Динамический диапазон по ОКП численно равен отношению максимальной амплитуды полезного сигнала на входе к амплитуде полезного сигнала. Соответствующей чувствительности приемника, ограниченной шумами, при которой достигается допустимое значение коэффициента гармоник на выходе приемника.

Динамический диапазон приемника по соседнему каналу численно равен допустимому превышению амплитуды непреднамеренной помехи, создаваемой на выходе РПРУ соседним каналом над амплитудой полезного сигнала, соответствующей чувствительности приемника, ограниченной шумами.

Верхняя граница динамического диапазона представляет собой порог восприимчивости приемника к непреднамеренным помехам.

 

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.