РАДИОТЕХНИКА | ||
главная каскады приемника входная цепь ам и чм детекторы АРУ и АПЧГ |
ПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВАОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯОдним из старейших устройств в радиотехнике являются приемники. Они прошли вековой рубеж в своем развитии от приемников, способных улавливать разряды молнии до современных миниатюрных устройств, помещающихся в спичечном коробке. Изобретению радио, а так же первого радиоприемного устройства мы обязаны нашему соотечественнику А. С. Попову, применивший на практике в 1895 году принцип беспроводной передачи сигнала на расстояние. Им же была составлена и первая в России программа учебного курса, которая называлась «Программа чтений о телеграфии без проводов». На Первой Международной Конференции в 1903 году в Берлине, германский министр горячо отозвался о изобретении русских: «… в 1895 году Попов изобрел прием телеграфных сигналов с помощью волн Герца. Его мы должны благодарить за первый радиографический аппарат». Мы до сих пор пользуемся этим изобретением, будь это обычный FM-приемник, телевизор или спутниковая система. Конечно, приемники в наше время уже не так актуальны, как скажем 70 лет назад, когда они вместе с печатными изданиями являлись главными источниками распространения информации. Но по-прежнему пользуются успехом, например, у автомобилистов, слушающие новости или музыку в дальней дороге. Было время, когда радиолюбители, собрав свой первый детекторный приемник, считали это великим чудом. Нынешнее поколение радиолюбителей начинают свои шаги в радиоэлектронике с изготовления приемников прямого усиления или чего-либо еще. Но детекторный приемник так и останется первым радиоприемником в развитии радио.ВИДЫ ПРИЕМНИКОВПриемники - это устройства, предназначенные для приема сигналов, распространяющихся при помощи радиоволн. В дальнейшем будем рассматривать приемники звукового вещания. Диапазон принимаемых радиоволн условно разбит на части: ДВ – 2027…1050 м ( 148…285 кГц), СВ – 517,4…186,7 м (525…1607 кГц), КВ – 75,9…24,8 м (3,95…12,1 МГц) и УКВ – 4,56…4,06 м (65,8…74 МГц) и внедренный вражеский диапазон FM – (88,0…107,9 МГц). Приемники характеризуются, кроме диапазона воспроизводимых частот, такими параметрами как:
Рассмотрим некоторые структурные схемы приемников. И первым, конечно, детекторный приемник. ![]() В состав радиоприемников прямого усиления дополнительно входят усилитель радиочастоты (УРЧ) и звуковой частоты (УЗЧ). Главным недостатком таких приемников является их падающая чувствительность и селективность с ростом частоты принимаемого сигнала. Структурные схемы приемников прямого усиления показаны на рис. 2. По структурной схеме на рис.2а можно выделить применение автоматической регулировки усиления для каскадов А1, А2 с целью предотвращения перегрузок при приеме мощный станций. Напряжение АРУ снимается с детекторного каскада U1, выполненного на германиевом диоде. Дальше идет схема (рис.2б) с применением микросхем К237ХА2, в которой реализованы УРЧ, детектор и усилитель АРУ, и К174УН4 – усилитель звуковой частоты (УЗЧ). Если в УРЧ применить полевые транзисторы, обладающие большим входным сопротивлением, можно повысить селективность и чувствительность приемника в разы (рис.2в). Одной из разновидностью приемников прямого усиления является приемник прямого преобразования, который на порядок сложнее первого, но значительно лучше по своим характеристикам и позволяет реализовать его в диапазоне УКВ при частотной модуляции сигнала. ![]() Супергетеродинная схема была изобретена незадолго до начала Второй мировой войны. Она позволила значительно улучшить показатели приемников и снизить влияние дестабилизирующих факторов. Отличительной чертой таких приемников является в использовании промежуточной частоты (ПЧ). Принимаемый сигнал преобразуется в промежуточную частоту, на которой и происходит основное усиление сигнала. Промежуточная частота стандартизирована и выбрана между ДВ и СВ диапазонами раной 465кГц. Главное достоинство применение ПЧ в том, что теперь мы имеем усилитель, в данном случаи УПЧ, настроенный строго на частоту 465 кГц, что позволяет использовать в нем контуры с малой добротностью, что легко выполняется конструктивно. И теперь при перестройки приемника на другие частоты, не нужно перестраивать сам УПЧ. Рассмотрим эту схему несколько подробнее (рис. 3). В состав схемы входит преобразователь частоты, который состоит из смесителя и гетеродина. Гетеродин (Г) представляет собой автогенератор, вырабатывающий частоту, отличную от частоты сигнала на 465 кГц. Частота гетеродина должна перестраиваться в соответствии с частотой принимаемого сигнала. Поэтому его контура должны быть сопряжены с входными цепями приемника: селектором и усилителем высокой частоты (УВЧ). Это достигается применением общей механической регулировкой для указанных каскадов. На смеситель (СМ) поступает полезный сигнал с УВЧ, туда же поступают и колебания с гетеродина. В виду нелинейности характеристики транзисторов смесителя, на его выходе получаются множества частот: суммарные и разностные частоты полезного сигнала и гетеродина. Но полезным здесь будет сигнал, частота которого равна промежуточной. Далее по каскадам сигнал проходит усиление (УПЧ), детектирование (Д), и снова усиление (УЗЧ). ![]() Особенность схемы заключается в использовании отдельного блока УКВ диапазона, который обычно содержит усилитель радиочастоты (УРЧ) и преобразователя частоты. При настройке приемника на диапазон УКВ, данный блок подключается к входу смесителя U1. Но как смеситель он работает только при подключении ДВ, СВ, КВ. В УКВ блок U1 работает в качестве дополнительного усилителя промежуточной частоты. Далее идут полосовые фильтры промежуточных частот, которые выделяют на вход УПЧ (A1) соответствующую промежуточную частоту. Одновременно с подключением блока УКВ происходит переключение входов УЗЧ. К нему подключается выход детектора частотно-модулированных сигналов (ЧМ). При этом отключается АМ детектор (амплитудно-модулированных сигналов). ![]() На рис. 5 приведена схема тракта стереофонического УКВ приемника ЧМ сигналов. Блок УКВ состоит из УРЧ, смесителя, часто выполняемый на полевых транзисторах, и гетеродина. Так же в нем присутствует цепь АРУ, которая предотвращает перегрузку смесителя при приеме сигналов с большим уровнем Управление настройкой на частоту приема и цепью АПЧ осуществляется блоком электронной настройки (БЭН). В блок входят кнопочные или сенсорные переключатели, цепь стабилизации напряжения, устройство отображения настройки частоты (ИН). Для перестройки на нужную частоту в блоке УКВ применяются варикапы или варикапные матрицы. С помощью их достигается малая зависимость емкости контура от уровня сигнала. ![]() Аналогично по такой структурной схеме строятся и высококачественные приемники АМ сигналов (рис. 6). Отличие состоит в тракте УРЧ, где применяется переключатель диапазонов, выполненный в виде конденсаторов переменной емкости либо варикапной матрицы большой емкости. Так же здесь кроме амплитудного детектора (U4), применяется частотный детектор (U3) для автоматической подстройки частоты (АПЧ) в диапазоне КВ. Дополнительно в цепи АРУ применен усилитель постоянного тока УПТ. ![]() В статье использованы материалы из: «Справочная книга радиолюбителя – конструктора» под редакцией Н. И. Чистякова. 1990 г. |
полезные ссылки |