Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Радіоприйом

 Коментарі до статті

Для прийому телеграфних і односмугових сигналів радіоаматори-короткохвильовики останніми роками часто використовують звані приймачі прямого перетворення. На відміну від супергетеродинів, у них немає тракту ПЧ і детектора - є лише перетворювач частоти, що переносить спектр сигналу високої частоти, що приймається, безпосередньо в область звукових частот (інакше кажучи, фільтрація і основне посилення сигналу відбуваються на низьких частотах). Завдяки цьому приймач прямого перетворення виявляється набагато простіше супергетеродинного як у виготовленні, так і налагодженні. Високі чутливість і селективність, властиві супергетеродинам, легко виходять при використанні сучасних малошумних транзисторів (рівень створюваних ними шумів, приведений до входу підсилювача НЧ, може становити 0,1...0,2 мкВ) і досить простих, але ефективних фільтрів нижніх частот ( ФНЧ). До цього додається "природна" селективність людського слуху, телефонів (гучномовців), чутливість яких зменшується зі зростанням частоти. Зазначені переваги приймачів прямого перетворення дедалі частіше привертають до себе увагу конструкторів радіомовної апаратури.

Однак звичайний приймач прямого перетворення не може демодулювати AM та ЧС сигнали. Справа в тому, що його змішувач не детектує прийнятих коливань, а перетворює їхню частоту. Тому при налаштуванні, наприклад, на частоту радіостанції, що веде передачу з AM, спочатку чути свист (биття несе з коливаннями гетеродина), тон якого знижується в міру зменшення різниці частот сигналу і гетеродина. Розібрати передачу за цих умов майже неможливо. При точнішому налаштуванні тон биття з частотою F стає дуже низьким, нечутним, проте передачі супроводжується періодичними змінами гучності з частотою 2F. Відбувається це тому, що фазі коливань гетеродина безперервно змінюється щодо фази прийнятого сигналу. При збігу фаз гучність передачі нормальна, при різниці їх 90 ° або 270 ° - вона падає до нуля, при зрушенні на 180 ° - сигнал виникає знову, але його полярність змінюється на зворотну. Справа тут у биттях двох бічних смуг AM сигналу, які, будучи перетворені на звукову частоту, то складаються, то віднімаються на виході змішувача.

При частотній модуляції частота сигналу змінюється такт зі звуковими коливаннями в межах від fс-Δf до fс+Δf (fс - частота несучої, Δf - девіація частоти передавача). Частота биття F на виході змішувача приймача прямого перетворення в цьому випадку навіть при точному налаштуванні не залишається постійною - вона змінюється від 0 до f. - тож розібрати передачу взагалі неможливо.

Хороша якість прийому AM і ЧС сигналів виходить при синхронізації коливання гетеродина з частотою сигналу, що несе, що можна зробити декількома способами. Найпростіше - використовувати явище захоплення коливань гетеродина несучого сигналу. Для цього частина напруги сигналу з вхідного ланцюга або з виходу підсилювача ВЧ вводять контур гетеродина. Смугу захоплення визначають за формулою 2? Встановлювати її (регулюючи напругу сигналу, що вводиться в контур) слід мінімально необхідною для впевненої синхронізації (приблизно 200...400 Гц). Це підвищує стійкість до перешкод, зменшуючи ймовірність проникнення перешкод через ланцюг синхронізації. При добротності контуру Q = 35, напрузі Uг = 0,1 і смузі захоплення 2Δfз = 400 Гц напруга синхронізації в діапазоні СВ (на частоті 1400 кГц) становить близько 1 мВ, в діапазоні KB (14 МГц) - близько 100 мкВ.

Більш складні та досконалі синхронні приймачі містять систему фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ). Опис таких приймачів були присвячені статті [1,2].

Існують інші способи прийому модульованих сигналів за допомогою приймача прямого перетворення Запропоновані вони давно, але, ймовірно, через малу популярність поширення поки не отримали. Мета цієї статті - привернути увагу ентузіастів народної лабораторії до асинхронних приймачів для того, щоб на практиці вирішити проблему їх застосування в аматорському радіозв'язку та для радіомовного прийому.

Найпростіший спосіб детектування AM коливань у приймачі прямого перетворення зводиться до того, що його засмучують на 2...3 кГц щодо несучої, а на виході включають двонапівперіодний детектор, як показано на рис. 1. Тут U1 – змішувач, G1 – гетеродин, Z1 – ФНЧ, А1 – підсилювач НЧ. На виході останнього утворюється сигнал биття частоти 2...3 кГц. модульований за амплітудою інформацією, що передається. Через розділовий конденсатор С1 цей сигнал надходить на детектор (V1 – V4). На його виході виділяється пульсуюча з подвоєною частотою биття напруга, огинаюча якого змінюється за законом модуляції сигналу, що приймається. В результаті в головних телефонах чути і радіопередача, і безперервний свист з подвоєною частотою биття (4...6 кГц), дещо ослаблений блокувальним конденсатором С2. Позбутися цієї перешкоди можна, включивши між виходом детектора та телефонами ФНЧ із частотою зрізу близько 3 кГц.

Рис. 1

Приймач за розглянутою функціональною схемою (по суті, супергетеродин з дуже низькою - рівною частотою биття - ПЧ) придатний для експериментів, але не годиться для радіомовного прийому, так як через великий розлад, який не може бути менше 1,6 кГц, смуга пропускання тракту не збігається зі спектром сигналу, а це погіршує завадостійкість і призводить до спотворень. Завдання прийому сигналів AM, як тепер ясно, полягає в тому. щоб виділити обгинальну при дуже низькій, що лежить у звуковому діапазоні, частоті "несучої", причому коливання останньої необхідно придушити. Таке можливе у приймачі з двома так званими квадратурними каналами НЧ, сигнали в яких зсунуті по фазі на 90°. У цьому випадку після двонапівперіодного детектування квадратурних сигналів вийдуть однакові пульсуючі (також з подвоєною частотою) напруги, але самі пульсації виявляться протифазними (при подвоєнні частоти фазовий зсув також подвоюється), і їх можна позбутися простим підсумовуванням продетектованих сигналів.

Структурну схему такого приймача AM сигналів наведено на рис. 2 [3]. Він містить два змішувачі - U1 та U2. Напруга гетеродина G1 підводиться до них через високочастотний фазер U3, що створює зсув фаз 90°. У кожному каналі приймача є ФНЧ (Z1 і Z2), підсилювач НЧ (A1 і А2) і двонапівперіодний детектор - квадратор (двонапівперіодний детектор, що працює в режимі квадратичного детектування, виконує операцію зведення в квадрат, тому його ще називають квадратором) U4 і U5. Сигнали з виходів детекторів надходять у пристрій U6, що підсумовує.

Рис. 2

Частину приймача, що складається з детекторів U4, U5 та суматора U6, можна виконати за схемою, показаною на рис. 3. Балансують детектори (домагаються придушення биття частотою F = fc-fг) підстроювальними резисторами R1 і R2. Продетектовані сигнали складаються в первинній обмотці трансформатора Т1, який за бажання можна замінити ОУ.

Рис. 3

Ступінь придушення сигналу частотою 2F залежить від балансування каналів та похибки встановлення фазового зсуву. При розбалансі посилення в каналах +-1% і помилці в установці фазового зсуву +-1 ° воно сягає 40 дБ. Таке придушення достатньо для радіозв'язку і радіомовного прийому в умовах слабких сигналів або перешкод Для високоякісного прийому воно повинно бути не менше 60 дБ, що, природно, вимагає зменшення похибки регулювання на порядок.

Найпростіший спосіб прийому ЧС сигналів по суті не відрізняється від описаного для AM сигналів (див. рис. 1). Різниця лише в тому, що ємність роздільного конденсатору С1 в даному випадку має бути невеликою (щоб забезпечити диференціювання сигналу перед детектуванням). За цієї умови продетектована напруга буде пропорційна частоті биття між сигналом, що приймається, і коливаннями гетеродина. Подібний спосіб прийому ЧС сигналів використаний у відомих пристроях з низькою ПЧ та детектором, що працює за принципом лічильника імпульсів | 4 | Недоліком способу є наявність низькочастотного дзеркального каналу, що розширює смугу приймача вдвічі порівняно з необхідною.

Асинхронний приймач ЧС сигналів з квадратурними каналами [5] містить ту ж вхідну частину, що і пристрій для прийому коливань AM, але сигнали з виходів підсилювачів НЧ А1 і А2 подаються на пристрій обробки, структурна схема якого зображена на рис. 4. Воно складається з диференційних ланцюгів U7 і U8, перемножувачів U9, U10 і пристрою A3, що віднімає (нумерація елементів схеми продовжує розпочату на рис. 2). Смугу пропускання фільтрів Z1, Z2 беруть у разі відповідної максимальної девіації Δfmax ЧС сигналу (50 кГц - у радіомовленні і 6...12 кГц - у радіозв'язку) чи трохи більшої. Постійну часу диференційних ланцюгів вибирають із тих самих міркувань: RC=(0,5....0,7)/ 2πΔfmax. Як перемножувачів можна використовувати кільцеві діодні змішувачі або інтегральні мікросхеми, як пристрій, що віднімає, - диференціальний підсилювач.

Рис. 4

Розглянемо роботу приймача. Припустимо, що сигнал S2 відстає від сигналу S1 на 90°. У цьому випадку продиференційований сигнал S'2 збігається по фазі з сигналом S1, а його амплітуда пропорційна частоті F. На виході перемножувача U10 з'являються позитивна напруга, пропорційна цій частоті, та її друга гармоніки. Аналогічні процеси протікають і в перемножувачі U9, але оскільки продиференційований сигнал і сигнал S2 протифазні, на його виході з'являється напруга негативної полярності. У пристрої A3, що вичитує, другі гармоніки взаємно компенсуються. Зміна знака розладу частоти сигналу щодо частоти коливань гетеродині змінює фазу сигналу S2 на 180° при fc>fг фаза сигналу S2 дорівнює -90° (у змішувачі U2 частота і фаза коливань гетеродина віднімаються відповідно з частоти та фази сигналу), а при fc

Дискримінаційна крива приймача (залежність вихідної напруги від розладу) показано на рис. 5. Її "нуль" відповідає точному настроюванню гетеродина на частоту несучого сигналу. Забезпечити гарне придушення биття з частотою F і її гармонік у приймачі, що розглядається, легше, оскільки перешкода може прослуховуватися лише при F

Рис. 5

Асинхронні приймачі прямого перетворення з квадратурними каналами мають певні переваги проти супергетеродинами. Вони, наприклад, легко досягається висока селективність - ефект, еквівалентний застосуванню трьох контурного ФСС в тракті ПЧ супергетеродина, забезпечується простим П-подібним ФНЧ, що складається з однієї котушки і двох конденсаторів. Якщо ж для фільтрації застосувати активні RC-фільтри, кількість котушок в приймачі взагалі можна звести до мінімуму. Головне ж перевага таких приймачів у тому, що це посилення і вся обробка сигналу відбуваються на низьких частотах, де можна широко використовувати інтегральні мікросхеми, не вживаючи будь-яких особливих заходів для екранування і розв'язування каскадів. До недоліків слід віднести деяку складність схем (втім, йдуть на подвійне ускладнення тракту в стереофонічних системах!) і, можливо, трохи гірша, ніж при традиційних способах, якість прийому при недостатньо ретельному балансуванні каналів.

Насамкінець цікаво відзначити, що додавання до приймача AM сигналів (рис. 2) пристрою, виконаного за структурною схемою на рис. 4 перетворює його на пристрій для прийому сигналів як з AM, так і з ЧС, а введення додаткового низькочастотного фазообертача - в односмуговий приймач [6].

література

1. Любарський С. Синхронний детектор AM. - Радіо. 1979, М 10. с. 31.
2. Поляков В. ЧС детектор з ФАПЧ приймача прямого перетворення - Радіо, 1978 № 11, с. 41.
3. Патент США: клас 329.50, № 3792364 від 12.02. 1974 р.
4. Терентьєв Р. Транзисторний УКХ блок. - Радіо. 1971 № 2, с. 47.
5. Патент Великої Британії: клас Н3А. №1173977 від 23.11.1966 р.
6. Патент США: клас 329.50, № 2943193 від 13.06.1960 р.

Автор: В.Поляков, м.Москва

Дивіться інші статті розділу Радіоприйом.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Цікаве життя покращує імунітет 06.10.2016 Відомо, що часом довкілля та спосіб життя впливають на імунну систему сильніше, ніж гени. Наприклад, вчені, порівнюючи стан імунної системи у однояйцевих та двояйцевих близнюків, з'ясували, що неспадкові фактори перекривають спадкові у 3/4 випадків; тобто щеплення, зроблені в минулому, мікроби і токсини, з якими доводилося колись боротися, раціон харчування, і навіть те, наскільки людина стежила за зубами - все це визначає стан імунної системи набагато більшою мірою, ніж генетичні інструкції, що дісталися від батьків. . Але позагенетичні фактори не вичерпуються токсинами, бактеріями, раціоном харчування і хворими зубами. Дослідники з Лондонського університету королеви Марії з'ясували, що активність Т-лімфоцитів багато в чому залежить від того, наскільки різноманітне середовище навколо індивіда. Т-лімфоцити – одні з найвідоміших імунних клітин; саме вони впізнають чужорідні молекули, вони вбивають інфіковані та ракові клітини, і вони ж, до речі, регулюють силу імунної відповіді. Що означає "різноманітне середовище"? Експерименти ставили на мишах, які жили, природно, у спеціальних клітинах. Зазвичай миші не мали нічого, крім тирси на підлозі "квартири" та ще якогось матеріалу для гнізда. Але деяким тваринам мало того, що надавали клітину якомога більше, так ще й навалювали туди всякого непотрібного мотлоху у вигляді великих деревних стружок, різнокольорових коробок, якихось тканинних трубок; крім того, мишам давали і корисні предмети, на кшталт білиного колеса, з яким можна було грати. Тобто ландшафт навколо тварин робився винятково різноманітним. Через два тижні такого цікавого життя імунітет тварин змінювався: коли виділені з них Т-клітини стимулювали речовинами, які нібито вказували на вторгнення інфекційних агентів, то Т-лімфоцити у відповідь синтезували більше інтерлейкіну-20 та інтерлейкіну-17 - сигнальних білків, від яких залежить імунна відповідь на інфекцію. Крім того, у Т-клітин мишей, які жили в різноманітному ландшафті, підвищувалася активність 56 генів, пов'язаних знову ж таки із протиінфекційними процесами та з регуляцією аутоімунних процесів. Тобто життя у різноманітному оточенні явно йшло імунітету на користь.

Інші цікаві новини:

▪ Цілющі властивості золота

▪ Мініатюрний двигун внутрішнього згоряння

▪ Метаболічний вимикач набору ваги

▪ Новий мікроперемикач серії V9

▪ Проектор Humane AI Pin

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Електричні лічильники. Добірка статей

▪ стаття Олімпійський спокій. Крилатий вислів

▪ стаття Де живе акула, яка перейшла на вегетаріанську дієту? Детальна відповідь

▪ стаття Намотка трубчастих змійовиків на верстаті. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Кишеньковий осцилограф до 1 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Як підвищити селективність приймача. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024