Радиовещательные приемники
Учебное пособие для вузов
Покупка
Издательство:
Горячая линия-Телеком
Год издания: 2014
Кол-во страниц: 120
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9912-0135-3
Артикул: 171348.02.01
Рассмотрены характеристики сигналов, используемых в радио-
вещании, принципы построения, структурные и принципиальные
схемы радиоприемных трактов, а также методики измерения пара-
метров и регулировки узлов.
Для студентов вузов, обучающихся по направлению 210300 -
«Радиотехника», будет полезна лицам, интересующимся современ-
ным состоянием радиоприемной техники, а также специалистам,
занимающимся разработкой и ремонтом радиовещательных прием-
ников.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
РАДИОВЕЩАТЕЛЬНЫЕ ПРИЕМНИКИ Г.В.Куликов,А.А.Парамонов Рекомендовано учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Радиотехника» Москва Горячая линия – Телеком 2014
ББК 32.849 УДК 621.397.62(075) К90 Куликов Г. В., Парамонов А. А. К90 Радиовещательные приемники. Учебное пособие для вузов. – М: Горячая линия – Телеком, 2014. – 120 с.: ил. (вкладка). ISBN 978-5-9912-0135-3. Рассмотрены характеристики сигналов, используемых в радиовещании, принципы построения, структурные и принципиальные схемы радиоприемных трактов, а также методики измерения параметров и регулировки узлов. Для студентов вузов, обучающихся по направлению 210300 – «Радиотехника», будет полезна лицам, интересующимся современным состоянием радиоприемной техники, а также специалистам, занимающимся разработкой и ремонтом радиовещательных приемников. Табл.14. Ил.43. Библиогр. назв. 23. Вкладка 2 л. ББК 32.849 Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU Учебное издание Куликов Геннадий Валентинович Парамонов Алексей Анатольевич Радиовещательные приемники Учебное пособие Все права защищены. Любая часть этого издания не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения правообладателя © ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком» www.techbook.ru © Г. В. Куликов, А. А. Парамонов
ББК 32.849 К 90 УДК 621.396.62:621.396.97 Рецензенты: профессор кафедры «Радиотехника и телекоммуникации» СанктПетербургского государственного политехнического университета д.т.н. А.С. Коротков; доцент кафедры «Бортовая радиоэлектронная аппаратура» Государственного университета аэрокосмического приборостроения к.т.н. В.В. Саломасов К 90 Куликов Г.В., Парамонов А.А. Радиовещательные приемники. Учебное пособие для студентов вузов – М.: Горячая линия-Телеком, 2010. – 120 с. илл. Рассматриваются характеристики сигналов, используемых в радиовещании, принципы построения, структурные и принципиальные схемы радиоприемных трактов, а также методики измерения параметров и регулировки узлов. Книга предназначена студентам высших учебных заведений, обучающимся по направлению «Радиотехника». Она будет полезна лицам, интересующимся современным состоянием радиоприемной техники, а также специалистам, занимающимся разработкой и ремонтом радиовещательных приемников. ББК 32.849 Адрес издательства в Интернет www.techbook.ru e-mail: radios_hl@mtu-net.ru Куликов Геннадий Валентинович Парамонов Алексей Анатольевич Учебное издание Радиовещательные приемники Редактор-оператор Ю.Н. Рысев Обложка художника А.М. Сухорукова Изд. №. Сдано в набор 00.00.0000. Подписано в печать 00.00.2010. Формат 60 90 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать офсетная. Печ. л. 00. Тираж 0000 экз. ISBN © Куликов Г.В., Парамонов А.А., 2010 3 Предисловие Системы радиовещания с момента своего возникновения всегда играли важную информационную роль в жизни общества. За многие годы радиовещательные приемники прочно вошли в наш быт вначале в качестве самостоятельных устройств, а теперь и в качестве составных частей музыкальных центров, автомагнитол, радиобудильников и т.д. В подобных приемниках сконцентрированы многие серьезные принципиальные и технические решения: стереодекодеры, системы бесшумной настройки, автоматической регулировки параметров, система RDS и многое другое. А такие характеристики вещательных приемников высокого класса как чувствительность, избирательность, динамический диапазон оказываются сопоставимыми с аналогичными характеристиками профессиональных приемников. Важно то, что в силу массовости этого вида радиоприемной техники промышленность выпускает широкий ассортимент специализированных микросхем, микросборок и фильтров. Многие из них с успехом применяются и в профессиональных приемниках. Раздел по радиовещательным приемникам входит в типовую программу подготовки бакалавров по направлению «Радиотехника», эти разделы изучаются и студентами, получающими квалификацию «Инженер» по специальностям указанного направления. Однако в недавно изданных учебниках разделы по радиовещательным приемникам весьма лаконичны. Настоящее учебное пособие восполняет пробел, сложившийся в учебной литературе по этому разделу. В пособии содержатся принципы построения современных радиоприемных трактов и систем вещательных приемников, приводится и анализируется значительное количество принципиальных схем. Содержится большая подборка специализированных микросхем для построения приемных трактов. В отдельном разделе приведена методика измерения основных характеристик радиовещательных приемников.
1. Виды радиовещательных сигналов Радиовещательные приемники служат для приема и обработки радиосигналов в частотных диапазонах длинных (ДВ), средних (СВ), коротких (КВ) и ультракоротких (УКВ) волн. Зарубежные обозначения первых трех радиовещательных диапазонов соответствуют прямому переводу этих названий: LW (long wave – длинные волны), MW (middle wave – средние волны) и SW (short wave – короткие волны). Обозначение последнего диапазона – FM – является аббревиатурой термина frequency modulation – частотная модуляция. Частотные границы этих диапазонов в различных странах несколько отличаются друг от друга. В табл. 1.1 приведены параметры, соответствующие российскому стандарту, а также предельные значения частотных границ, упоминаемые в технической документации на радиоприемники зарубежного производства. Таблица 1.1 Частотные границы радиовещательных диапазонов Диапазон волн Диапазон частот, МГц Длины волн, м ДВ 0,1485 … 0,2835 2020,2 … 1058,2 LW 0,144 … 0,29 2083,3 … 1034,5 СВ 0,5265 … 1,6065 569,8 … 186,7 MW 0,522 … 1,71 574,7 … 175,4 КВ 3,95 … 26,1 75,9 … 11,5 SW 3,8 … 17,9 78,9 … 16,8 УКВ1 65,8 … 74,0 4,56 … 4,05 УКВ2 100,0 … 108,0 3,0 … 2,78 FM 87,5 … 108 3,43 … 2,78 Как следует из приведенных данных, основное отличие зарубежных радиоприемников заключается в других параметрах диапазона ультракоротких волн. Он имеет частотные границы 87,5 … 108 МГц. В последнее время в этом частотном промежутке начали работать Виды радиовещательных сигналов 5 и российские радиовещательные станции, что позволяет использовать зарубежные модели УКВ радиоприемников в нашей стране. Кроме того, некоторые фирмы-производители аудиотехники, учитывая потребности восточноевропейского и российского рынков, вводят в своих аппаратах так называемый расширенный FM диапазон, охватывающий оба указанных участка частот. Часто также встречается дополнительное дробление FM диапазона на несколько поддиапазонов, обозначаемых как FM1, FM2, FM3 и т. п. Диапазон коротких волн обычно разбивается на ряд поддиапазонов по 200 … 500 кГц в каждом. Это связано с тем, что здесь радиовещательные станции размещены не равномерно по частоте, а сосредоточены в некоторых участках наилучшего распространения радиоволн. Границы таких поддиапазонов, называемых по округленному значению длины волны в метрах, приведены в табл. 1.2. Таблица 1.2 Частотные границы коротковолновых поддиапазонов Поддиапазон Диапазон частот, МГц Длины волн, м 75 м 3,95 … 5,25 75,9 … 57,2 49 м 5,95 … 6,2 50,4 … 48,4 41 м 7,1 … 7,3 42,2 … 41,1 31 м 9,5 … 9,775 31,6 … 30,7 25 м 11,7 … 12,1 25,6 … 24,8 19 м 15,1 … 15,45 19,9 … 19,4 16 м 17,7 … 17,9 16,9 … 16,8 13 м 21,45 … 21,75 14,0 … 13,8 11 м 25,6 … 26,1 11,7 … 11,5 Российским стандартом допускается также разбиение диапазона СВ на два поддиапазона. Наличие тех или иных диапазонов рабочих частот в какой-либо модели радиоприемника определяется его назначением и классом сложности. Так, переносные малогабаритные аппараты часто имеют лишь возможность приема радиосигналов на длинных и средних волнах. Коротковолновый диапазон в последнее время встречается довольно редко, что связано с невысоким качеством приема
1. Виды радиовещательных сигналов Радиовещательные приемники служат для приема и обработки радиосигналов в частотных диапазонах длинных (ДВ), средних (СВ), коротких (КВ) и ультракоротких (УКВ) волн. Зарубежные обозначения первых трех радиовещательных диапазонов соответствуют прямому переводу этих названий: LW (long wave – длинные волны), MW (middle wave – средние волны) и SW (short wave – короткие волны). Обозначение последнего диапазона – FM – является аббревиатурой термина frequency modulation – частотная модуляция. Частотные границы этих диапазонов в различных странах несколько отличаются друг от друга. В табл. 1.1 приведены параметры, соответствующие российскому стандарту, а также предельные значения частотных границ, упоминаемые в технической документации на радиоприемники зарубежного производства. Таблица 1.1 Частотные границы радиовещательных диапазонов Диапазон волн Диапазон частот, МГц Длины волн, м ДВ 0,1485 … 0,2835 2020,2 … 1058,2 LW 0,144 … 0,29 2083,3 … 1034,5 СВ 0,5265 … 1,6065 569,8 … 186,7 MW 0,522 … 1,71 574,7 … 175,4 КВ 3,95 … 26,1 75,9 … 11,5 SW 3,8 … 17,9 78,9 … 16,8 УКВ1 65,8 … 74,0 4,56 … 4,05 УКВ2 100,0 … 108,0 3,0 … 2,78 FM 87,5 … 108 3,43 … 2,78 Как следует из приведенных данных, основное отличие зарубежных радиоприемников заключается в других параметрах диапазона ультракоротких волн. Он имеет частотные границы 87,5 … 108 МГц. В последнее время в этом частотном промежутке начали работать Виды радиовещательных сигналов 5 и российские радиовещательные станции, что позволяет использовать зарубежные модели УКВ радиоприемников в нашей стране. Кроме того, некоторые фирмы-производители аудиотехники, учитывая потребности восточноевропейского и российского рынков, вводят в своих аппаратах так называемый расширенный FM диапазон, охватывающий оба указанных участка частот. Часто также встречается дополнительное дробление FM диапазона на несколько поддиапазонов, обозначаемых как FM1, FM2, FM3 и т. п. Диапазон коротких волн обычно разбивается на ряд поддиапазонов по 200 … 500 кГц в каждом. Это связано с тем, что здесь радиовещательные станции размещены не равномерно по частоте, а сосредоточены в некоторых участках наилучшего распространения радиоволн. Границы таких поддиапазонов, называемых по округленному значению длины волны в метрах, приведены в табл. 1.2. Таблица 1.2 Частотные границы коротковолновых поддиапазонов Поддиапазон Диапазон частот, МГц Длины волн, м 75 м 3,95 … 5,25 75,9 … 57,2 49 м 5,95 … 6,2 50,4 … 48,4 41 м 7,1 … 7,3 42,2 … 41,1 31 м 9,5 … 9,775 31,6 … 30,7 25 м 11,7 … 12,1 25,6 … 24,8 19 м 15,1 … 15,45 19,9 … 19,4 16 м 17,7 … 17,9 16,9 … 16,8 13 м 21,45 … 21,75 14,0 … 13,8 11 м 25,6 … 26,1 11,7 … 11,5 Российским стандартом допускается также разбиение диапазона СВ на два поддиапазона. Наличие тех или иных диапазонов рабочих частот в какой-либо модели радиоприемника определяется его назначением и классом сложности. Так, переносные малогабаритные аппараты часто имеют лишь возможность приема радиосигналов на длинных и средних волнах. Коротковолновый диапазон в последнее время встречается довольно редко, что связано с невысоким качеством приема
Радиовещательные приемники 6 в этой области частот. В зарубежных радиоприемниках его вводят обычно в модификациях tourist, предназначенных для использования в местах, значительно удаленных от передающих станций. Модели высокого класса практически всегда комплектуются трактом приема УКВ или FM. Это связано с тем, что в этом диапазоне, в отличие от всех предыдущих, предусмотрена возможность качественного прослушивания стереофонических программ. В нашей стране и за рубежом в радиовещании используются два вида сигналов: с амплитудной и частотной модуляцией. Первые сигналы применяются в диапазонах длинных, средних и коротких волн, а вторые – в диапазонах УКВ и FM. При амплитудной модуляции (АМ) огибающая гармонического несущего колебания является линейной функцией полезного сообщения. Спектр G(f) АМ-сигнала (рис. 1.1) состоит из несущей f0 и двух боковых полос (нижней и верхней). Если предположить, что полоса частот, занимаемая спектром сообщения, равна FВ, то весь спектр АМ сигнала занимает на частотной оси диапазон от значения (f0 – FB) до значения (f0 + FB). Следовательно, ширина Fс этого спектра равна 2FB . Полезная информация о сообщении содержится только в боковых полосах и отсутствует в несущей, поэтому при амплитудной модуляции мощность передатчика используется не самым эффективным образом. При частотной модуляции (ЧМ) мгновенная частота f несущего колебания изменяется по закону, определяемому видом передаваемого непрерывного сообщения. Максимальное отклонение частоты от среднего значения f0 называется девиацией частоты Δfm. В радиовещании в диапазонах УКВ и FM принята величина девиации, равная 50 кГц. Если ввести понятие индекса частотной модуляции Рис. 1.1. Спектр амплитудно-модулированного сигнала Виды радиовещательных сигналов 7 в / , m f F то ширина спектра ЧМ сигнала может быть определена по формуле в 2 (1 ) с F F . При > 5 эта величина в основном определяется девиацией частоты, и в инженерных расчетах часто используется формула с 2,6 m F f . Как уже было сказано выше, в диапазонах УКВ и FM передаваемое сообщение несет стереофоническую информацию, т. е. в нем содержатся сигналы левого (А) и правого (В) каналов. Для того, чтобы использовать для его передачи только одну несущую частоту, эти сигналы предварительно обрабатываются, и в результате формируется комплексный стереосигнал (КСС). Стандарты стереофонического радиовещания, принятые в нашей стране и за рубежом, отличаются друг от друга. В России принята система OIRT с полярной модуляцией. Эта система предполагает формирование на передающей стороне комплексного стереосигнала на частоте поднесущей Fп, равной 31,25 кГц. При этом поднесущее колебание sп (t) модулируется по амплитуде сигналами А и В следующим образом: в соответствии с первым формируется огибающая положительных полуволн, а в соответствии со вторым – огибающая отрицательных полуволн (рис. 1.2). Спектр такого сигнала представляет собой сумму двух спектров: низкочастотного сигнала (А + В) и модулированной по амплитуде сигналом (А – В) поднесущей Fп = 31,25 кГц. После формирования КСС уровень поднесущей ослабляется на 14 дБ (в 5 раз), что позволяет лучше использовать мощность передатчика и обеспечить совместимость системы стереофонического вещания с монофоническими радиоприемниками. Далее такое полярно-модулированное колебание с частично подавленной несущей используется в качестве модулирующего колебания для формирования ЧМ сигнала УКВ диапазона. Естественно, в приемном устройстве должны производиться обратные операции, о чем будет сказано ниже в разделе 4. При передаче стереосигнала в FM диапазоне используется другой принцип формирования КСС, называемый системой пилот-тон (стандарт CCIR). В этом случае комплексное колебание на переда-
Радиовещательные приемники 6 в этой области частот. В зарубежных радиоприемниках его вводят обычно в модификациях tourist, предназначенных для использования в местах, значительно удаленных от передающих станций. Модели высокого класса практически всегда комплектуются трактом приема УКВ или FM. Это связано с тем, что в этом диапазоне, в отличие от всех предыдущих, предусмотрена возможность качественного прослушивания стереофонических программ. В нашей стране и за рубежом в радиовещании используются два вида сигналов: с амплитудной и частотной модуляцией. Первые сигналы применяются в диапазонах длинных, средних и коротких волн, а вторые – в диапазонах УКВ и FM. При амплитудной модуляции (АМ) огибающая гармонического несущего колебания является линейной функцией полезного сообщения. Спектр G(f) АМ-сигнала (рис. 1.1) состоит из несущей f0 и двух боковых полос (нижней и верхней). Если предположить, что полоса частот, занимаемая спектром сообщения, равна FВ, то весь спектр АМ сигнала занимает на частотной оси диапазон от значения (f0 – FB) до значения (f0 + FB). Следовательно, ширина Fс этого спектра равна 2FB . Полезная информация о сообщении содержится только в боковых полосах и отсутствует в несущей, поэтому при амплитудной модуляции мощность передатчика используется не самым эффективным образом. При частотной модуляции (ЧМ) мгновенная частота f несущего колебания изменяется по закону, определяемому видом передаваемого непрерывного сообщения. Максимальное отклонение частоты от среднего значения f0 называется девиацией частоты Δfm. В радиовещании в диапазонах УКВ и FM принята величина девиации, равная 50 кГц. Если ввести понятие индекса частотной модуляции Рис. 1.1. Спектр амплитудно-модулированного сигнала Виды радиовещательных сигналов 7 в / , m f F то ширина спектра ЧМ сигнала может быть определена по формуле в 2 (1 ) с F F . При > 5 эта величина в основном определяется девиацией частоты, и в инженерных расчетах часто используется формула с 2,6 m F f . Как уже было сказано выше, в диапазонах УКВ и FM передаваемое сообщение несет стереофоническую информацию, т. е. в нем содержатся сигналы левого (А) и правого (В) каналов. Для того, чтобы использовать для его передачи только одну несущую частоту, эти сигналы предварительно обрабатываются, и в результате формируется комплексный стереосигнал (КСС). Стандарты стереофонического радиовещания, принятые в нашей стране и за рубежом, отличаются друг от друга. В России принята система OIRT с полярной модуляцией. Эта система предполагает формирование на передающей стороне комплексного стереосигнала на частоте поднесущей Fп, равной 31,25 кГц. При этом поднесущее колебание sп (t) модулируется по амплитуде сигналами А и В следующим образом: в соответствии с первым формируется огибающая положительных полуволн, а в соответствии со вторым – огибающая отрицательных полуволн (рис. 1.2). Спектр такого сигнала представляет собой сумму двух спектров: низкочастотного сигнала (А + В) и модулированной по амплитуде сигналом (А – В) поднесущей Fп = 31,25 кГц. После формирования КСС уровень поднесущей ослабляется на 14 дБ (в 5 раз), что позволяет лучше использовать мощность передатчика и обеспечить совместимость системы стереофонического вещания с монофоническими радиоприемниками. Далее такое полярно-модулированное колебание с частично подавленной несущей используется в качестве модулирующего колебания для формирования ЧМ сигнала УКВ диапазона. Естественно, в приемном устройстве должны производиться обратные операции, о чем будет сказано ниже в разделе 4. При передаче стереосигнала в FM диапазоне используется другой принцип формирования КСС, называемый системой пилот-тон (стандарт CCIR). В этом случае комплексное колебание на переда-
Радиовещательные приемники 8 Рис. 1.2. Комплексный стереосигнал системы OIRT ющей стороне образуется как смесь модулированного сигнала поднесущей с частотой 38 кГц, в котором содержится информация об аудиосигналах левого и правого каналов, и пилот-сигнала с частотой 19 кГц, используемого для синхронизации устройств обработки. Такой суммарный сигнал модулирует несущее колебание по частоте. Естественно, что и устройства обработки стандарта CCIR на приемной стороне отличаются от устройств стандарта OIRT. В связи с этим зарубежные модели аудиотехники, даже обладающие расширенным УКВ диапазоном, часто не способны воспроизводить стереофоническую информацию, передаваемую российскими станциями в частотном интервале 65,8 … 74 МГц. Некоторые вещательные радиостанции УКВ и FM диапазонов одновременно с передачей аудиоинформации предоставляют дополнительную цифровую информацию системы RDS (или ARI) в соответствии со стандартом CENELEC EN 50067. Передаваемая информация имеет сервисный характер и может содержать следующие данные. Во-первых, это сведения о дублирующей частоте радиостанции (AF), идентификации (PI) и типе программы (PTY), название радиостанции (PS), текущее время (CT). Во-вторых, сообщения о трафике – загрузке канала информационных данных (ТА). Кроме того, специальными сигналами может обеспечиваться режим дополнения банка частот радиостанций других вещательных сетей (EON). Сигнал, переносящий эти сообщения, формируется на другой поднесущей частоте 57 кГц и затем смешивается с комплексным стереосигналом. Для выделения этого сигнала в схемах радиоприемников после основного детектора устанавливается соответствующий дополнительный декодер. 9 2. Технические характеристики радиоприемных трактов Основными параметрами, характеризующими качество работы радиоприемного тракта, являются чувствительность, селективность (избирательность), степень искажений сигналов и динамический диапазон. Рассмотрим подробнее эти показатели. 2.1. Чувствительность радиоприемника Чувствительность радиоприемника характеризует его способность принимать слабые сигналы на фоне шумов. Количественной мерой оценки этого параметра является тот минимальный уровень принимаемого сигнала UMIN, при котором обеспечивается удовлетворительное качество воспроизведения информации. В радиовещании в качестве критерия качества используют величину отношения сигнал/шум (по мощности или по напряжению) на выходе приемника. Чувствительность считается тем выше, чем меньше указанный минимальный уровень. Различают реальную и максимальную чувствительность. Реальная чувствительность определяется как минимальный уровень входного сигнала, при котором обеспечивается стандартная (испытательная) выходная мощность Рст при заданном отношении сигнал/шум на выходе. Максимальная чувствительность равна минимальному уровню входного сигнала при стандартной выходной мощности при установке всех органов регулировки усиления радиоприемника в максимальное положение. Для отечественных моделей величина Рст принята равной 5 мВт (для приемников с номинальной мощностью менее 150 мВт) или 50 мВт (для приемников с номинальной мощностью более 150 мВт). Отношение сигнал/шум должно быть не менее 20 дБ при приеме сигналов в диапазонах ДВ, СВ и КВ и не менее 26 дБ при приеме сигналов УКВ диапазона. В технической документации моделей зарубежного производства с выходной мощностью более 10 Вт часто рекомендуется использовать величину Рст = 0,5 Вт.
Радиовещательные приемники 8 Рис. 1.2. Комплексный стереосигнал системы OIRT ющей стороне образуется как смесь модулированного сигнала поднесущей с частотой 38 кГц, в котором содержится информация об аудиосигналах левого и правого каналов, и пилот-сигнала с частотой 19 кГц, используемого для синхронизации устройств обработки. Такой суммарный сигнал модулирует несущее колебание по частоте. Естественно, что и устройства обработки стандарта CCIR на приемной стороне отличаются от устройств стандарта OIRT. В связи с этим зарубежные модели аудиотехники, даже обладающие расширенным УКВ диапазоном, часто не способны воспроизводить стереофоническую информацию, передаваемую российскими станциями в частотном интервале 65,8 … 74 МГц. Некоторые вещательные радиостанции УКВ и FM диапазонов одновременно с передачей аудиоинформации предоставляют дополнительную цифровую информацию системы RDS (или ARI) в соответствии со стандартом CENELEC EN 50067. Передаваемая информация имеет сервисный характер и может содержать следующие данные. Во-первых, это сведения о дублирующей частоте радиостанции (AF), идентификации (PI) и типе программы (PTY), название радиостанции (PS), текущее время (CT). Во-вторых, сообщения о трафике – загрузке канала информационных данных (ТА). Кроме того, специальными сигналами может обеспечиваться режим дополнения банка частот радиостанций других вещательных сетей (EON). Сигнал, переносящий эти сообщения, формируется на другой поднесущей частоте 57 кГц и затем смешивается с комплексным стереосигналом. Для выделения этого сигнала в схемах радиоприемников после основного детектора устанавливается соответствующий дополнительный декодер. 9 2. Технические характеристики радиоприемных трактов Основными параметрами, характеризующими качество работы радиоприемного тракта, являются чувствительность, селективность (избирательность), степень искажений сигналов и динамический диапазон. Рассмотрим подробнее эти показатели. 2.1. Чувствительность радиоприемника Чувствительность радиоприемника характеризует его способность принимать слабые сигналы на фоне шумов. Количественной мерой оценки этого параметра является тот минимальный уровень принимаемого сигнала UMIN, при котором обеспечивается удовлетворительное качество воспроизведения информации. В радиовещании в качестве критерия качества используют величину отношения сигнал/шум (по мощности или по напряжению) на выходе приемника. Чувствительность считается тем выше, чем меньше указанный минимальный уровень. Различают реальную и максимальную чувствительность. Реальная чувствительность определяется как минимальный уровень входного сигнала, при котором обеспечивается стандартная (испытательная) выходная мощность Рст при заданном отношении сигнал/шум на выходе. Максимальная чувствительность равна минимальному уровню входного сигнала при стандартной выходной мощности при установке всех органов регулировки усиления радиоприемника в максимальное положение. Для отечественных моделей величина Рст принята равной 5 мВт (для приемников с номинальной мощностью менее 150 мВт) или 50 мВт (для приемников с номинальной мощностью более 150 мВт). Отношение сигнал/шум должно быть не менее 20 дБ при приеме сигналов в диапазонах ДВ, СВ и КВ и не менее 26 дБ при приеме сигналов УКВ диапазона. В технической документации моделей зарубежного производства с выходной мощностью более 10 Вт часто рекомендуется использовать величину Рст = 0,5 Вт.
Радиовещательные приемники 10 Чувствительность приемника по напряжению при использовании наружных антенн выражается в микровольтах (мкВ) или милливольтах (мВ). При работе с внутренней (встроенной) антенной при оценке этого параметра измеряется минимальная напряженность электрического поля, которая выражается в микровольтах на метр (мкВ/м) или милливольтах на метр (мВ/м). Иногда значение чувствительности указывается в относительных единицах дБ/мкВ (дБ/мВ). Для пересчета такой величины в микровольты можно использовать простую формулу: MIN ( дБмкВ ) 20 MIN 10 (мкВ). U U Современные бытовые радиоприемники обладают весьма высокой чувствительностью. Так, например, в УКВ и FM диапазонах ее величина может достигать величины, меньшей 1 мкВ. В остальных диапазонах чувствительность хуже. Это обусловлено тем, что в них более высокий уровень внешних помех и нет смысла развивать высокое усиление радиоприемного тракта. 2.2. Избирательность радиоприемника Избирательность (селективность) радиоприемника характеризует его способность выделять полезный сигнал из множества других сигналов, одновременно поступающих на вход приемника и считающихся в данном случае помехами. Как правило, благодаря различию частот сигнала и помех рассматривается избирательность по частоте, но имеются и другие виды избирательности, например, пространственная. В этом случае отстройка от мешающего действия помех производится антеннами с узкими диаграммами направленности. Количественной мерой избирательности служит такая относительная интенсивность мешающих сигналов, при которой их влияние на качество воспроизведения сигнала становится ниже допустимого предела. Обычно в технической документации значение избирательности приводят в децибелах. Для радиовещательных приемников нормируется избирательность по побочным каналами приема, к которым относятся соседний, зеркальный каналы и канал промежуточной частоты. Избирательность по соседнему каналу в диапазонах ДВ (LW), СВ (MW) и КВ (SW) оценивается как относительная (по отноше Технические характеристики радиоприемных трактов 11 нию к сигналу) величина подавления приемником помехи на частоте, отличающейся от частоты настройки основного (полезного) канала на 9 кГц или 10 кГц, в зависимости от используемого шага сетки частот. Для диапазона УКВ эта расстройка составляет 120 кГц или 180 кГц. Избирательность по зеркальному каналу характеризует ослабление радиоприемником мешающего сигнала, отстоящего от принимаемого сигнала по частоте в сторону частоты гетеродина на величину, равную удвоенному значению промежуточной частоты. Избирательность по каналу промежуточной частоты характеризует ослабление радиоприемником мешающего сигнала, частота которого равна промежуточной частоте приемника. В радиовещании значения промежуточных частот стандартизованы в ГОСТ 5651-89 и их выбирают из ряда: 76 6 кГц, 465 2 кГц, 1,84 0,008 МГц, 2,9 0,01 МГц, 10,7 0,1 МГц, 24,975 0,1 МГц. Для тракта приема АМ сигналов российских моделей приемников наиболее употребительной является величина 465 2 кГц, а для тракта приема ЧМ сигналов – 10,7 0,1 МГц. В зарубежных моделях при приеме АМ сигналов используются другие значения промежуточной частоты, в частности, величина 450 кГц (встречается и значение 455 кГц). Это обстоятельство практически никак не влияет на потребительские параметры радиоприемного устройства, а важно только для проведения ремонтных и регулировочных работ. Существуют также дополнительные каналы приема, которые могут появляться на частотах: п г пр ( ) , f mf f n где m и n – любые целые числа; fг – частота гетеродина; fпр – промежуточная частота. Перечисленные характеристики относятся к понятию односигнальной (линейной) избирательности, обусловленной наличием в тракте обработки сигналов различных селективных элементов – резонансных цепей и фильтров. При оценке качества работы радиоприемников используют также понятия двухсигнальной и трехсигнальной избирательности, которые зависят как от селективных цепей приемника, так и от степени линейности устройств, входящих в приемный тракт. Наиболее