Устройства приема и обработки сигналов - Курс лекций

Конспект лекций для студентов 4 курса дневного отделения специальности 210401.65 «Физика и техника оптической связи»В ряде случаев потеря информации за счет несовершенства радиоприемного устройства не может быть восполнена за счет вторичной обработки принимаемых сигналов. Радиоприемным устройством называется совокупность элементов, необходимых для того, чтобы могло быть должным образом воспроизведено сообщение, заключающееся в приходящем в место приема высокочастотных сигналов передатчика. В наиболее распространенных случаях радиоприемное устройство содержит три основных элемента: антенну, радиоприемник и воспроизводящее устройство. Следовательно, радиоприемное устройство должно выполнять следующие операции: - преобразование электромагнитного поля сигнала (помехи) в электрический сигнал и обеспечение пространственной и поляризационной избирательности полезного сигнала с помощью приемной антенны; усиление принимаемого сигнала с целью обеспечения качественной работы демодулятора, декодера, схем защиты приемника от помех, решающего и исполнительного устройства;По виду принимаемых сигналов различают приемники: а) непрерывных сигналов (различают по виду модуляции АМ, ЧМ, ФМ, приемники однополосных сигналов); приемники телеграфии (и зависимости от вида манипуляции сигнала подразделяются приемники амплитудного, частотного и фазоразностного манипулирования). По диапазону частот различают приемники: НЧ (низких частот) (30ЗООКГЦ); Структурная схема такого приемника может быть представлена следующим образом рис. В том случае, когда в схеме отсутствует усилитель радиочастоты, такой приемник называется детекторным приемником.Чувствительность определяется минимально необходимой мощностью или ЭДС сигнала в антенне (либо в ее эквиваленте), при которых обеспечивается нормальное функционирование исполнительного (оконечного) устройства при заданном отношении мощности сигнала к мощности собственных шумов на выходе приемника. Если отношение сигнал/шум на выходе приемного устройства равно 1, то минимальный сигнал на входе определяет пороговую чувствительность приемника. Если отношение сигнал/шум на выходе приемного устройства не равно I, то говорят о реальной чувствительности. Эффективная чувствительность это способность радиоприемного устройства принимать слабые сигналы с заданным качеством (например, отношение сигнал/шум, вероятность правильного приема импульсных сигналов, минимизация ложной тревоги и т.д.) в условиях воздействия всего комплекса помех. Предположим, что на вход шумящего 4полюсника подается смесь сигнала и шума с выхода шумящего источника сигнала, при этом отношение сигнал/шум на выходе источника сигнала можно представить как.Поэтому коэффициент передачи входной цепи зависит не только от самого входного устройства, но и от сопротивления антенны Za. Наибольший интерес представляет резонансная величина модуля коэффициента передачи по напряжению Кр, так как она характеризует передачу полезного сигнала, на частоту которого настроено входное устройство. Диапазон рабочих частот, в пределах которого входная цепь обеспечивает настройку на любую рабочую частоту при сохранении предыдущих показателей (коэффициента передачи по напряжению, полосы пропускания и избирательности) в заданных пределах. Из представленных графиков, показывающих изменение коэффициента передачи по напряжению и затухания входной цепи от коэффициента а, следует, что практически выгодно несколько уменьшать коэффициент трансформации по сравнению с режимом согласования, т.к. это почти не изменяет коэффициент передачи по напряжению, но заметно улучшает избирательность входной цепи. К недостаткам автотрансформаторной входной цепи следует отнести то, что в режиме согласования нельзя получить заданную полосу пропускания входной цепи, т.к. в этом случае затухание во входной цепи увеличивается в два раза.Однако в таком усилителе указанные связи могут быть реализованы и другим известным способом, например, трансформаторным. Введение в ИМС вспомогательных транзисторов и диодов улучшает стабилизацию режима активных элементов и дает возможность регулировать усиление УРЧ. Отражения от входных и выходных сопротивлений на зажимах транзистора и усилителя соответственно, и коэффициенты отражения от сопротивлений генератора и нагрузки, трансформированных через трансформаторы Тр1 и Тр2 к входным и выходным зажимам транзистора. волновое сопротивление подводящих линий передачи. Определенное противоречивое требование обеспечения высокого качества согласования усилителя по входу и выходу и получение минимального коэффициента шума, удачно разрешается при использовании балансной схемы усилителя. Поэтому часто их называют усилителями с отрицательной проводимостью или усилителями с отрицательным сопротивлением.Резонансный коэффициент усиления напряжения у таких усилителей обычно имеет величину порядка 104 ? 105 (80?100 дб). Вместе с тем усиление должно быть достаточно равномерным в пределах полосы пропускания, ширина которой зависит от назначения приемника.