Радиопередающие и радиоприемные устройства СРТВ. Лекция 3

Содержание

Слайд 2

Структурная схема РПУ

Функции передатчика :
− получение высокочастотных колебаний требуемой частоты и мощности;

Структурная схема РПУ Функции передатчика : − получение высокочастотных колебаний требуемой частоты
модуляция высокочастотных колебаний передаваемым сигналом;
− фильтрация гармоник и прочих колебаний, частоты которых выходят за пределы необходимой полосы излучения и могут создать помехи другим радиостанциям;
− излучение колебаний через антенну.

Слайд 3

Типовые значения параметров РПУ СРТВ


Диапазон рабочих частот

Полоса частот передатчика

Количество и номиналы

Типовые значения параметров РПУ СРТВ Диапазон рабочих частот Полоса частот передатчика Количество
рабочих (несущих) частот

Уровень подавления побочных и внеполосных составляющих − до − 60… − 70 дБ

Стабильность (нестабильность) частоты
− абсолютная
− относительная

Мощность РПУ : малая ≤ 3 Вт; средняя 3…100 Вт; большая 0,1...3 кВт; сверхбольшая > 3 кВт;

Коэффициент полезного действия

на рабочей частоте

составляет 10-5…10-8

0,5…0,8

Слайд 4

Стабильность частоты. По международным нормам отклонение от номинала частоты РПУ для радиосвязи

Стабильность частоты. По международным нормам отклонение от номинала частоты РПУ для радиосвязи
на гектометровых волнах не должно превышать 0,005 %; для радиовещательных передатчиков отклонение частоты в этом диапазоне не должно превышать 10 Гц. На декаметровых волнах допустимая нестабильность частоты передатчиков мощностью более 0,5 кВт равна 15∙10-7, что соответствует в диапазоне от 4 до 30 МГц абсолютному отключению частоты от 6 до 45 Гц.

Слайд 5

Функциональная схема РПУ

Возб.

Перед.
сигнал

МУПЧ

Блок
гетер.

УМ

Фидер

fстаб

fсигн

Модулятор

ПФ

fпч

fгет

Смеситель

ПФ

fнес(р)

Рпер

к антенне

Функциональная схема РПУ Возб. Перед. сигнал МУПЧ Блок гетер. УМ Фидер fстаб

Слайд 6

Особенности усилителей мощности РПУ







Ес

Е0

Ск


М


VT

С1

С2







іа

Ск


С1

С2

Ес0

-

+

Еа0

+

-

Вход

а)

б)




Особенности усилителей мощности РПУ ● ● ● ● ● Uс Ес Е0

Слайд 7

Режимы работы ГВВ

Линейный режим усилителя мощности радиочастоты при θ = 180° называется

Режимы работы ГВВ Линейный режим усилителя мощности радиочастоты при θ = 180°
режимом первого рода (они соответствуют классу А в апериодических усилителях). В режиме колебаний первого рода ГВВ применяют крайне редко из-за невысокого КПД, не превышающего 50 %.

Нелинейный режим обеспечивается при θ < 180° (режим второго рода). При этом форму импульсов анодного (коллекторного) тока характеризуют амплитуда Iam и угол отсечки θ.

Слайд 8

Основными энергетическими характеристиками ГВВ являются:
Ро = 0,5Iк0Е0; Рк =0,5Iк1Uк; Pвх=0,5Iб1UC ; η

Основными энергетическими характеристиками ГВВ являются: Ро = 0,5Iк0Е0; Рк =0,5Iк1Uк; Pвх=0,5Iб1UC ;
= Рк /P0 = 0,5 (Iк1/ Iк0) (Uk/ E0)=0,5

Кр =P к /Pвх=( Iк1Uk)/(Iб1Uc) или

(P к /Pвх)

Iк0 = Imα0, а Iк1 = Im α1 η = 0,5(α1/ α0)( Uk /E0)=0,5

При 0 < θ < 120° и =const

полезная мощность падает с уменьшением θ, а

и, следовательно, η растет

На практике выбирают θ ≈ 90°. При этом полезная мощность меньше максимально возможной на 7 %, а η выше почти в 1,2 раза (η ≈ 73 %).

Параметры ГВВ

Слайд 9

а)

б)

в)

г)

Рк Р0 Ра η


η

Р0

Рк

Ра

Rэкр

Параметры ГВВ

Ра=Р0 - Рк

а) б) в) г) Рк Р0 Ра η Rэ η Р0 Рк

Слайд 10

Автогенераторы

а)

Для генерации колебаний необходимо выполнить условия, которые нужны, во-первых, для появления колебаний

Автогенераторы а) Для генерации колебаний необходимо выполнить условия, которые нужны, во-первых, для
- баланс фаз и, во-вторых, для поддержания возникших колебаний - баланс амплитуд.

Lсв





I


Е

Ес

_

+

С

И

VT

L

Rэк

С

iL

iC


М

б)

Усилитель
К

Цепь ОС
β

Uвх

Uвых

Uос=βUвых

К=│К│е јφ

β=│β│е јψ

βUвых = Uвх = Uвых/К

βК = 1

│β││К│= 1

φ+ψ = 0, 2π,…

в)

Слайд 11


VT

С1

L2

L3

а)

С1

L3

L2

б)

VT

С2

L1

С3

в)

индуктивная

автотрансформаторная

емкостная

VТ VT С1 L2 L3 а) С1 L3 L2 б) VT С2

Слайд 12

Автогенераторы

L

С




Е

m


а)

Выход



С1

С2

L

Ср

Rп

_

+

Е


Выход

б)

VT

VT

Автогенераторы L С ● ● ● Е m Rс а) Выход ●

Слайд 13

Автогенераторы

R1

R2

С1

V

L

C

А

Б

U

i

Автогенераторы R1 R2 С1 V L C А Б U i

Слайд 14

Кварцевая стабилизация частоты



Z кв

ZQ

С0

а)



Ск

VT

С1

L3

VT

С2

С3

б)

в)

Кварцевая стабилизация частоты ● ● Z кв ZQ С0 а) Rк Lк

Слайд 15

Кварцевый автогенератор




_

+

Е

L

П

R1

R2

R3

С1


С2

VT

С3

С4

С5

Кварцевый автогенератор ● ● ● _ + Е L П R1 R2

Слайд 16

Датчик
звука и (или)
изображения

Помеха

РПрУ

РПУ

Оконечное
устройство

Структурная схема радиоканала телерадиовещания

радиосигнал

радиосигнал + помеха

Датчик звука и (или) изображения Помеха РПрУ РПУ Оконечное устройство Структурная схема

Слайд 17

По назначению: - профессиональные (связные, радиолокационные, радионавигационные, телевизионные, радиомониторинга и др.);

По назначению: - профессиональные (связные, радиолокационные, радионавигационные, телевизионные, радиомониторинга и др.); -
- широковещательные.

По виду сигнала: - РПрУ простых сигналов (база сигналов Вс=1);
- РПрУ сложных сигналов (Вс >1).

По диапазону частот: декаметровый; метровый; дециметровый; сантиметровый; миллиметровый, субмиллиметровый.

Основные функции РПрУ: избирательность (выделение полезного сигнала); усиление (до уровня, необходимого для нормальной работы ОУ); преобразование (для обеспечения повышенной избирательности и устойчивого усиления); выделение закона модуляции либо измерение параметров сигнала

Классификация РПрУ

По способу обработки: -корреляционный
-фильтровой
-корреляционно-фильтровой

По методу передачи сигналов вещания: -аналоговые
-цифровые

По виду модуляции: АМ; ФМ; ЧМ; ОБП-АМ, КАМ и т.д.

По схемной реализации: - детекторные (прямого детектирования)
- прямого усиления
- супергетеродинные
- прямого преобразования (гомодинные или гетеродинные)
- с положительными ОС (регенеративные и суперрегенеративные)
- SDR (Software Defined Radio)

Слайд 18

Предельная чувствительность – минимальная мощность Рс мин или напряжение Uc мин

Предельная чувствительность – минимальная мощность Рс мин или напряжение Uc мин на
на входе приемника, при которых отношение сигнал/шум на выходе линейной части РПрУ равняется единице (Pc/Pш=1 или Uc/Uш=1);
Реальная (пороговая) чувствительность – минимальная мощность или напряжение на входе приемника, при которых обеспечивается заданное качество приема (заданное отношение сигнал/шум на выходе линейной части РПрУ).
При длине волны λ > 1 м, когда резонансные цепи РПрУ можно считать системами с сосредоточенными параметрами, чувствительность принято выражаеть в единицах напряжения - микровольтах или милливольтах Uc мин. При λ < 1 м – в единицах мощности Рс мин.
Реальная чувствительность радиовещательных приемников находится в пределах 50...300 мкВ в зависимости от класса качества. Чувствительность приемников спутникового телевидения может составлять 10-14...10-15 Вт. Для радиовещательных приемников с ферритовой антенной используется понятие чувствительности по напряженности поля. Она имеет значение от 0,3 до 5 мВ/м.

Чувствительность – минимальная мощность или напряжение на входе РПрУ, при которых обеспечивается заданное качество обработки сигнала

Основные параметры РПрУ

Слайд 19

Частотная избирательность РПрУ

f

Uвых

f

Uвых

f

Uвх


fп1

fп2


fп1

fп2


fп2

fп2

а)

б)

в)

Частотная избирательность РПрУ f Uвых f Uвых f Uвх fс fп1 fп2

Слайд 20

2Δf

К0

К

f


Кп

fп2

Резонансная характеристика приемника

Se = К0/Кп

SeдБ = 20 lgSe = К0дБ -

2Δf К0 К f fс Кп fп2 Резонансная характеристика приемника Se =
КпдБ

Q = f0 / 2Δf

Слайд 21

Рвых

Рвх

Рвх макс

Рвх мин

Рвых макс

Рвых мин

Кр

Рвх макс

Рвх

Динамический диапазон

D = Рвх макс / Рвх

Рвых Рвх Рвх макс Рвх мин Рвых макс Рвых мин Кр Рвх
мин

DдБ = 10 lg(Рвх макс/Рвх мин) ~ 60…110 дБ

Слайд 22

Коэффициент шума РПрУ

Кш, КР, Рш

РПрУ

Рс

Рш0

Рс нагр

Рш нагр

Для пассивного четырехполюсника :

Кш1, Рш1,
КР1

Кш2,

Коэффициент шума РПрУ Кш, КР, Рш РПрУ Рс Рш0 Рс нагр Рш
Рш2,
КР2

Кш3, Рш3,
КР3

Рш0

Рш нагр

Кш12

Кш123

Слайд 23

Структурные схемы РПрУ СРТВ

ОУ

ВхЦ

УРЧ1

УРЧN

Тракт радиочастоты

Д

УНЧ


fмод

ВхЦ


ОУ

Д

УНЧ

fмод

а) Приемник прямого детектирования

б) Приемник прямого

Структурные схемы РПрУ СРТВ ОУ ВхЦ УРЧ1 УРЧN Тракт радиочастоты Д УНЧ
усиления

Слайд 24

Структурные схемы РПрУ СРТВ

УРЧ


Гетер

ОУ

УНЧ

а) Приемник прямого преобразования

УРЧ


Гетер

ОУ

УПЧ

ВхЦ

ВхЦ

См

Преобразователь
частоты

См

Тракт радиочастоты

Д

УНЧ

б) Супергетеродинный приемник

Структурные схемы РПрУ СРТВ УРЧ fс Гетер ОУ УНЧ а) Приемник прямого

Слайд 25

Помеха по зеркальному каналу

fгет

f


fзерк

fпч

fпч

U

Помеха по зеркальному каналу fгет f fс fзерк fпч fпч U

Слайд 26

При КрВх≈1

УРЧ


Гетер

ОУ

УПЧ

ВхЦ

См

Д

УНЧ

Коэффициент шума супергетеродинного приемника

При КрВх≈1 УРЧ fс Гетер ОУ УПЧ ВхЦ См Д УНЧ Коэффициент шума супергетеродинного приемника
Имя файла: Радиопередающие-и-радиоприемные-устройства-СРТВ.-Лекция-3.pptx
Количество просмотров: 69
Количество скачиваний: 1