Устройство радиоприемных устройств
Краткое сожержание материала:
1
1
1. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ И ИХ ОСОБЕННОСТИ
РПУ -- устройство, предназначенное для приема сообщений, передаваемых с помощью электромагнитных волн в радиочастотном и оптическом диапазонах. В соответствии с занимаемым в радиоканале местом РПУ должен обеспечивать 4 основные функции:
1. выделение полезного сигнала из смеси с шумом или другими мешающими сигналами;
2. усиление полезного сигнала;
3. ослабление мешающего действия помех, присутствующих во входных колебаниях;
4. детектирование радиочастотных сигналов с целью формирования колебаний, соответствующих передаваемому сообщению.
Структурная схема РПУ.
1
1
УТ -- усилительно-преобразовательный тракт, служит для выделения полезных сигналов из всей совокупности поступающих от антенны сигналов и помех и усиление энергии сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы последующих каскадов. Этот тракт является линейным по отношению к первичному сигналу
ИТ -- информационный тракт, осуществляет основную обработку сигнала с целью выделения содержащей в нем информации (демодуляция), а также ослабление мешающего воздействия помех. Задачей ИТ является выделение информации с максимальной достоверностью (оптимальный прием). Для этого в составе ИТ предусматриваются оптимальный фильтр, цепи последетекторной обработки, следящие системы ЧАПЧ и ФАПЧ.ГТ -- гетеродинный тракт преобразует частоту собственного или внешнего опорного генератора и формирует сетки частот, необходимые для работы преобразователей частоты в УТ, следящих систем и устройств обработки сигнала в ИТ. Зачастую это сложное самостоятельное устройство -- синтезатор частот (СЧ).ТАУК -- тракт адаптации, управления и контроля предназначен для ручного, дистанционного и автоматизированного управления режимом работы РПУ, а также для отражения качества его работы на соответствующих индикаторах. ОУ -- оконечное устройство, где энергия выделяемого сигнала используется для получения требуемого выходного эффекта -- акустического, оптического, механического. ВИП -- вторичный источник питания, преобразует энергию первичного источника в форму, удобную для использования непосредственно в РПУ. Поскольку прием полезных сигналов всегда осуществляется в условиях воздействия недетерминированных, непредсказуемых помех, функционирование приемной подсистемы носит стохастический характер. В системах радиосвязи часто используется прием многоканальных сообщений. В РПУ таких систем имеется дополнительный тракт разделения каналов с последующими ОУ в каждом канале. Рассмотренная структурная схема является наиболее обшей, однако в конкретных РПУ отдельные связи между трактами и даже некоторые тракты могут отсутствовать или выполнять более ограниченный набор функций.
2. ЧАСТОТНЫЕ ДИАПАЗОНЫ, СИГНАЛЫ, ПОМЕХИ
В соответствии с рекомендациями Международного консультативного комитета по радио (МККР) при построении радиосистем передачи используется спектр радиочастот, разделенный на 9 диапазонов. Современные РПУ работают во всех радиодиапазонах, из которых наиболее широко используются диапазоны от НЧ до КВЧ включительно, а также на инфракрасных и видимых волнах оптического диапазона.
Диапазон |
Диапазоны волн |
Диапазоны частот |
|||
Наименование волн |
Длины волн |
Наименование частот |
Частоты |
||
4 |
Мириаметровые |
100…10 км |
Очень низкие (0114) |
3…30 кГц |
|
5 |
Километровые |
10…1 км |
Низкие (НЧ) |
30…300 кГц |
|
6 |
Гектометровые |
1000…100 м |
Средние (СЧ) |
300…3000 кГц |
|
7 |
Декаметровые |
100…10 м |
Высокие (ВЧ) |
3…30 МГц |
|
8 |
Метровые |
10…1 м |
Очень высокие (ОВЧ) |
30…300 МГц |
|
9 |
Дециметровые |
100…10 см |
Ультравысокие (УВЧ) |
300…3000 МГц |
|
10 |
Сантиметровые |
10…1 см |
Сверхвысокие (СВЧ) |
3…30 ГГц |
|
11 |
Миллиметровые |
10…1 мм |
Крайне высокие (КВЧ) |
30…300 ГГц |
|
12 |
Децимиллиметровые |
1…0,1 мм |
Гипервысокие (ГВЧ) |
300…3000 ГГц |
|
Оптический |
Инфракрасные Видимые Ультрафиолетовые |
100…0,74 мкм 0,74…0,38 мкм 0,38…0,01 мкм |
- |
3…30000 ТГц |
Приемники различных диапазонов могут существенно отличаться по структуре, схемной и конструктивной реализациям, элементной базе, однако существуют РПУ, которые обеспечивают прием в нескольких диапазонах («всеволновые»). Приемники звукового вещания работают в диапазонах волн: длинных (ДВ; 114), средних (СВ; СЧ), коротких (KB; ВЧ), ультракоротких (УКВ; ОВЧ), дециметровых (ДМВ; УВЧ). Вещательные телевизоры осуществляют прием программ наземных телевизионных систем в метровом и дециметровом диапазонах. В дециметровом и сантиметровом диапазонах работают РПУ радиорелейных и спутниковых систем связи и телевизионного вещания. Приемники систем прямой межспутниковой связи и телевизионных систем высокой четкости должны обеспечивать прием на миллиметровых, децимиллиметровых и оптических волнах.
По виду принимаемых сигналов приемники делят на два класса: непрерывных (аналоговых) и дискретных сигналов. По виду принимаемой информации различают РПУ радиотелефонные, звукового вещания, факсимильные, телевизионные, радиотелеграфные, передачи данных и др. Существуют, особенно в системах радиосвязи, РПУ, предназначенные для приема информации различных видов. В зависимости от вида используемой модуляции (манипуляции в случае дискретных сигналов) бывают приемники амплитудно-модулированных (АМ), частотно-модулированных (ЧМ), фазомодулированных (ФМ) сигналов, сигналов с одной боковой полосой (ОБП) и различными видами импульсной модуляции и др.
Кроме того, различают РПУ:
-- по месту установки -- стационарные, мобильные, бортовые переносные;
-- по способу питания -- питаемые от сети переменного тока, от аккумуляторов, гальванических или солнечных батарей, с универсальным питанием;
-- по способу управления и коммутации -- с ручным, частично или полностью автоматизированным, дистанционным, комбинированным управлением.
В месте приема сигнала существуют электромагнитные поля, создаваемые посторонними источниками естественного и искусственного происхождения. Соответствующие электромагнитные колебания воспринимаются РПУ и мешают приему полезного сообщения, т.е. являются так называемыми внешними радиопомехами. Кроме того, и в цепях самого РПУ возникают различные побочные мешающие электрофизические явления, проявляющиеся в виде внутренних помех приему. Исходное сообщение в процессе прохождения по радиоканалу претерпевает нежелательные изменения, оцениваемые искажением сигнала. Искажения имеют место, как вне приемопередающей аппаратуры, так и внутри нее. Первые связаны с рядом физических процессов, сопровождающих распространение электромагнитных волн, вторые обусловлены неидеальностью характеристик передатчика и приемника.
В решении проблемы помехоустойчивости радиоприема возникло новое направление, основанное на изучении и использовании различий и статистических характеристиках сигналов и помех с помощью методов теории передачи информации. Одним из важнейших достижений в этом направлении было создание теории потенциальной помехоустойчивости приема, на базе которой развивается современная теория анализа и синтеза радиосистем, оптимальных по помехоустойчивости.
В настоящее время техника радиоприема развивается по следующим основным направлениям:
-- дальнейшее освоение наиболее высокочастотных диапазонов волн, включая миллиметровый, децимиллиметровый и оптический;
-- широкое внедрение методов и средств...
Сравнение качественных показателей радиоприемных устройств супергетеродинного типа и радиоприемных устройств прямого усиления
Анализ схем построения различных типов радиоприемных устройств, сравнение их качественных показателей и выбор методики. Определение чувствительности и...
Нелинейные каскады радиоприемных устройств
Предлагаемое читателю учебное пособие является вторые в серии из четырех пособий, охватывающих основные разделы курса «Радиоприемные устройства»:1. «Л...
Сравнение качественных показателей радиоприемных устройств супергетеродинного типа и радиоприемных
Радиоприемные устройства
Изложены принципы построения, основные схемотехнические и системотехнические решения и теоретические основы работы радиоприемных устройств. Рассмотрен...
Системы автоматической настройки радиоприемных устройств магистральной связи
Дан обзор систем настройки отечественных и зарубежных магистральных радиоприемных устройств декаметровых волн. Рассмотрены принципы построения, способ...