2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук...

^ 2.8. Рассредотачивание усиления меж трактами
радиоприемника
Общее усиление радиотракта определяется, с одной стороны, нужным напряжением на входе сенсора, а с другой – данной чувствительностью приемника. Обычно оно принимается с 2- либо 3- кратным припасом:

.

В приемниках АМ - сигналов 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... на входе сенсора нужно обеспечить  = 0,2…0,5 В. Линейность работы смесителя по входному сигналу обычно обеспечивается до напряжений на входе мкВ. Коэффициент передачи преселектора, как следует, должен быть равен:

.

Коэффициент передачи транзисторного смесителя 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... обычно имеет величину порядка 4…6. Остальное усиление получается из-за УПЧ:

.

В любом приемнике от корректности рассредотачивания усиления по каскадам впрямую зависят его главные технические свойства: чувствительность, динамический спектр и линейность тракта приема. Сразу с вопросами 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... обеспечения данного усиления и линейности тракта приемника решаются вопросы улучшения коэффициента шума. Чем далее каскад отстоит от входа, и чем больше усиление по мощности прошлых каскадов, тем меньше он 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... оказывает влияние на суммарный коэффициент шума. Требования по чувствительности приемника и линейности его тракта оказываются противоречивыми и обычно удовлетворяются способом компромисса. Сразу решаются вопросы регулирования усиления в определенных каскадах радиотракта для обеспечения 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... данного динамического спектра по основному и по примыкающему каналам приема.

Целенаправлено выстроить диаграмму уровней сигналов и шумов на входе и выходе каскадов приемника. Она строится в логарифмическом масштабе, при всем этом усиление либо 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... затухание каскадов выражается в децибелах. К примеру: преселектор приемника дает ослабление 2 дБ, УРЧ – усиление 20 дБ, смеситель – усиление 10 дБ, ФСС – ослабление 6 дБ и т.д. Уровень сигнала и шума при всем этом комфортно 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... выражать в дБ по отношению к 1 мВт (дБм). Пример таковой диаграммы для схемы проф КВ - приемника приведен на рис. 32.

При построении диаграммы уровней задаются мощностью сигнала на входе приемника (на рис. 32 задана выходная мощность 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... УПЧ - 2, нужная для обычного детектирования сигнала: РС дБм = 10 lg РС мВт = 0 дБм) и мощностью сигнала на входе приемника, соответственной его чувствительности , выраженной также в дБм.







0


-40





-80


-120


-160

Рис. 32. Диаграмма уровней сигнала и 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... шума в тракте радиоприемника: 1- сигнал при наибольшей входной мощности, 2- сигнал при малой входной мощности, 3 - уровень шума


Эти две точки соединяют ломаной линией, ординаты концов каждого отрезка которой указывают абсолютный уровень мощности на 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... входе и выходе каскада, а их разность – усиление либо затухание в каскаде. Заместо построения диаграммы можно указать значения сигналов в контрольных точках.

Мощность шума на выходе каждого каскада рассчитывается методом поочередного внедрения формулы

,

где 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... — мощность шумов, поступающих от предшествующего каскада, — мощность собственных шумов каскада, приведенных к его входу, — коэффициент передачи номинальной мощности каскада.

Расчет начинается с УРЧ, для которого

, .

Строго говоря, шумы каждого каскада должны рассчитываться в согласовании с 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... его полосой пропускания. Потому, к примеру, мощность шума после ФСС падает, потому что миниатюризируется полоса пропускания (рис. 32). Допустимо вести все расчеты по информационной полосе пропускания, избранной в параграфе 2.3. Но 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... необходимо подчеркнуть, что в данном случае график рассредотачивания шумов носит условный нрав.
    1. ^ 2.9. Оценка динамического спектра приемника

Динамический спектр приемника ограничен снизу шумами приемника, сверху – пределами линейной части черт его каскадов. Серьезный расчет динамического 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... спектра просит исследования нелинейности черт каскадов, нрав и величина которой зависят от схемы каскада, типа активного прибора, режима его работы и т. д. Оценку динамического спектра рекомендуется произвести по облегченной методике.

Амплитудную характеристику 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... хоть какого усилителя либо смесителя можно аппроксимировать рядом

,

где коэффициенты K2, K3 и т. д. охарактеризовывают искажающие характеристики каскада. При наличии на входе усилителя либо смесителя 2-ух сигналов (к примеру, полезного сигнала с 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... частотой и помехи с частотой , близкой к ) на выходе, не считая сигналов и возникают гармоники этих сигналов, комбинационные частоты и неизменная составляющая. Их уровень конкретно связан с нелинейностью усилителей и 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... смесителей. Принципно нелинейными являются также варикапы, переключающие диоды и некие другие элементы, применяемые в сигнальных цепях. Оценка нелинейности обычно делается двухсигнальным способом.

Динамический спектр D – это выраженное в децибелах отношение уровня 2-ух равных по 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... величине входных сигналов к уровню создаваемой ими комбинационной помехи при условии равенства ее уровня уровню собственных шумов приемника. Расчетная формула:

,

где — уровень полезного сигнала на входе, при котором на выходе уровень комбинационной 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... составляющей третьего порядка равен уровню полезного сигнала на линейном продолжении амплитудной свойства (рис. 33).

На рис.33 приведены графики зависимости выходной мощности сигналов с частотами и от их мощности на входе. При превышении определенного 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... уровня входных сигналов линейный рост выходных сигналов замедляется. Если продолжить линейную часть графика полезного сигнала (пунктирная линия), то в точке скрещения А выходной уровень полезного сигнала равен уровню составляющей третьего порядка.

Координаты точки 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... А охарактеризовывают линейные характеристики каскада, при этом значение АВХ на оси абсцисс соответствует входному уровню сигналов, а АВЫХ на оси ординат – выходному.










Рис. 33. График зависимости выходной мощности полезного сигнала и комбинационной 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... составляющей третьего порядка от уровня полезного сигнала при двухсигнальном способе исследования



В активных цепях значение АВЫХ больше АВХ на коэффициент усиления каскада G, выраженный в децибелах:

АВЫХ(дБм) = АВХ(дБм) + G(дБ 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук...).

В пассивных цепях, к примеру в диодных смесителях, значение АВЫХ меньше АВХ на величину утрат в смесителе.

Зная положение точки ^ А на графике, можно высчитать уровень колебаний комбинационной частоты при всех входных сигналах: если 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... каскад работает при уровне выходного сигнала на Х дБ ниже значения АВЫХ, то уровень комбинационных частот третьего порядка будет на 3Х дБ ниже значения АВЫХ. Допустим, АВЫХ = дБм и РВЫХ 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... 10 дБм. Тогда Х = РВЫХ ВЫХ дБ и уровень комбинационных частот третьего порядка будет на 3∙40=120 дБ ниже значения АВЫХ.

Для уменьшения уровня комбинационных искажений следует снижать уровни входных сигналов. Но это допустимо только до 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... того времени, пока комбинационные колебания превосходят уровень собственных шумов приемника. Динамический спектр наилучших современных приемников добивается 100…120 дБ, что дает возможность принимать нужный сигнал при уровнях помех, превосходящих его в 105…106 раз.

При оценке динамического 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... спектра расчет делается последующим образом. Оценивается мощность шума, приведенная к входу приемника

,

где П – отношение полосы пропускания приемника к полосе 1 Гц, ^ N – безразмерный коэффициент шума. Потом из табл. 8 выбирается значение 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... АВЫХ, соответственное типу каскада, и рассчитывается АВХ:

АВХ = АВЫХ – G,

где АВХ и АВЫХ имеют размерность дБм, а G – коэффициент передачи каскада (по мощности), дБ. После чего пользуются расчетной формулой для D.

Таблица 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... 8

Значение параметра А ВЫХ




Тип каскада

АВЫХ, дБм

1

УРЧ на транзисторе

5 – 10

2

Смеситель на транзисторе

0 – 5

3

Смеситель на двухзатворном полевом транзисторе

18 – 20

4

Кольцевой смеситель на диодиках

15 – 20

5

Балансный смеситель на полевых транзисторах в пассивном режиме

40


В качестве примера рассчитаем динамический спектр приемника, первым каскадом 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... которого является смеситель на двухзатворном полевом транзисторе КП350. Начальные характеристики: усиление смесителя G = 20 дБ, параметр АВЫХ = 18 дБ, коэффициент шума N = 10 дБ, полоса пропускания селективного тракта П = 500 Гц. Получаем:

АВХ = АВЫХ 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... – G = 18 – 20 дБм= – 2 дБм, РШ.ВХ = – 174+10 lg 500 + 10 =
– 137 дБм, D = ⅔ (   2 + 137) дБ = 90 дБ.

При расчете приемника его каскады должны быть согласованы по наибольшему допустимому уровню входных и выходных сигналов. Значение АВЫХ первого каскада должно быть больше либо равно 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... значению АВХ второго каскада и т. д. Динамический спектр приемника в целом ограничивается динамическим спектром того из каскадов, стоящих пред ФСС, у которого этот спектр мал.

Разглядим пример. Пусть первыми 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... каскадами приемника являются УРЧ (NУРЧ = 6 дБ, GУРЧ = 20 дБ, АВЫХ.УРЧ = 5 дБм) и активный смеситель (NСМ = 20 дБ, GСМ = 3 дБ, АВЫХ.СМ = 0 дБм). Имеем:

АВХ.СМ = АВЫХ.СМ – GСМ = 0 – 3 дБм= – 3 дБм.

Как следует, , т 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук.... е. допустимый уровень сигналов на входе УРЧ выше, чем допустимый уровень входных сигналов смесителя, и при расчете динамического спектра приемника заместо АВЫХ. УРЧ следует брать АВХ.СМ.


Кооперативный коэффициент шума УРЧ и смесителя:

.

Шумовой 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... порог (при П = 3 кГц):

^ РШ.ВХ = – 174 дБм + 7 дБ + 35 дБ = – 132 дБм.

Параметр АВХ приемника:

АВХ = АВХ.СМ – GУРЧ = – 3 дБм – 20 дБм = – 23 дБм.

Динамический спектр:

.

Заметим, что расчет динамического спектра приемника без УРЧ дает в 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... рассматриваемом примере 77,3 дБ, т. е. включение в схему УРЧ, с одной стороны, увеличивает чувствительность приемника, но с другой   уменьшает динамический спектр. Понижение динамического спектра по примыкающему каналу приема из-за перегрузки первого 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... смесителя, вызванной лишним усилением предыдущих каскадов, приводит к «непрозрачности эфира» – не удается выделить слабенький сигнал из шумов при наличии помех. В данном случае следует повысить избирательность входных цепей либо включить на входе 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... приемника аттенюатор, не нарушающий режимов работы активных частей, избранных из критерий наибольшей линейности.

Для оценки линейных параметров каскадов, последующих за ФСС, употребляется понятие динамического спектра по основному каналу приема 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук.... Верхний предел динамического спектра по основному каналу определяется нелинейностью последнего каскада УПЧ либо УНЧ, нижний – шумами. Расширение динамического спектра по основному каналу достигается применением действенной системы АРУ, снижающей перегрузку конечных каскадов и, как следует, величину 2.8. Распределение усиления между трактами радиоприемника - Учебное пособие Научный редактор доц канд техн наук... нелинейных искажений.


    1. 27-uchet-sirya-i-materialov-r-f-nugumanov-naimenovanie-dolzhnosti-rukovoditelya-emitenta-podpis.html
      27-upravlenie-kapitalom-otchyot-o-pribilyah-i-ubitkah-za-god-zakonchivshijsya-31-dekabrya-2007-goda-5-otchyot-ob-izmeneniyah.html
      27-vivod-na-rinok-zvukovoj-karti-turtle-beach-montego-predislovie-k-russkomu-izdaniyu.html