Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 318

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

Ф а з о в а я и м п у л ь с н а я

м о д у л я ц и я

 

При

фазовой импульсной модуляции

(ФИМ) по закону

моду­

лирующего сигнала изменяется фазовая позиция

(время

излуче­

ния)

периодической

последовательности

радиоимпульсов

(рис. 1.128). В один из полупериодов модулирующего

сигнала (на

рис. 1.128 — в

положительный полупериод) импульс

генерируется

с опережением

-|-Д/ по отношению к неподвижным

тактовым точ­

кам, в другой — с отставанием —At относительно этих точек. Сме­ щение, или девиация, импульсов во времени должно быть пропор­ ционально мгновенному значению модулирующего сигнала. Ам­ плитуда модулируемых импульсов при ФИМ поддерживается по­ стоянной. Это позволяет при использовании ФИМ применять ам­ плитудное ограничение и повысить таким образом помехоустой­ чивость радиосвязи. Частотный спектр импульсов, модулирован­ ных по фазе, подобен спектру амплитудно-модулированных им­ пульсов, приведенному на рис. 1.160, е.

Один из возможных способов осуществления ФИМ предусма­ тривает использование промежуточной модуляции импульсов по

длительности — ШИМ. Процессы

в таком

фазово-импульсном мо­

дуляторе

иллюстрируются

схемой

и графиками, приведенными на

рис. 1.162. На вход схемы

поступает

периодическая

последова­

тельность

прямоугольных

немодулированных

видеоимпульсов и\.

Эти импульсы

запускают

генератор

пилообразного

напряжения

(ГПН), вырабатывающий

положительные

пилообразные импуль­

сы напряжения

и2. ГПН представляет

собой

разновидность схемы

с разрядным пентодом. Входной импульс быстро заряжает кон­ денсатор, а затем этот конденсатор разряжается постоянным то­ ком через уменьшающееся по мере разряда внутреннее сопротив­

ление пентода. Модулирующее напряжение и3

изменяет началь­

ный уровень пилообразных импульсов

по закону передаваемого

сигнала. Напряжение «4 воздействует

на вход

несимметричного

триггера, работающего в режиме реле уровня. Такой триггер за­ пускается передним крутым фронтом пилообразных импульсов. Обратное опрокидывание триггера (восстановление исходного ре­ жима) происходит под действием заднего линейно падающего фронта этих импульсов. Как видно из рис. 1.162 длительность выходных прямоугольных импульсов триггера (напряжение «5) изменяется по закону модулирующего сигнала, т. е. в схеме осу­ ществляется широтная импульсная модуляция (ШИМ). Преобра­ зование широтной импульсной модуляции в фазовую производится с помощью дифференцирующей цепи. Отрицательные кратковре­ менные импульсы, возникающие на выходе дифференцирующей

цепи,

под действием заднего фронта

широтно-модулированных

прямоугольных

импульсов используются

для

запуска генератора

импульсов (например, блокинг-генератора).

Выходное

напряже­

ние

схемы

«7

представляет

собой

последовательность

кратко­

временных

прямоугольных

видеоимпульсов,

промодулирован-

иых

по фазе.

Девиация

этих

импульсов

во времени Д^

197


пропорциональна мгновенному значению модулирующего на­ пряжения.

Следует отметить, что при использовании специальных комму­

тирующих

электровакуумных приборов

возможно осуществление

фазовой

импульсной модуляции

и без

промежуточной широтной

модуляции.

 

 

 

 

 

Генератор

Реле

Щифсререщ

 

пилоодраэ-ы

уровня

пирующая

Генератор

 

ного

(триггер)

и.епь

 

импульсов

 

напряжения

 

 

til Я О П II п п

I "

Рис. 1.162. Структурная схема и графики, поясняющие про­ цессы осуществления фазовой импульсной модуляции (ФИМ)

Основным преимуществом фазовой импульсной модуляции по сравнению с амплитудной импульсной модуляцией является воз­ можность применения амплитудных ограничителей в радиоприем­ ных устройствах, поскольку такой ограничитель, устраняя ампли­ тудные помехи в фазово-модулированном напряжении, не нару­ шает закона модуляции.

ГЛАВА 2

РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВАХ

1. Структурные схемы приемников

Радиоприемное устройство предназначено для приема каких* либо сообщений или сигналов, поступающих к нему в виде радио­ волн. Оно состоит из приемной антенны, приемника и оконечного прибора.

Приемная антенна извлекает из окружающего пространства очень небольшую часть энергии проходящих радиоволн и направ­

ляет

ее

в

радиоприемник.

 

 

В

приемнике осуществляется

выделение полезных колебаний

и преобразование их к такому

виду, который необходим

для

работы

оконечного прибора.

 

 

При помощи оконечного прибора воспроизводится, регистри­

руется

или

иным способом используется принятая информация.

В качестве

оконечных приборов

применяют акустические,

или

электронно-лучевые устройства, буквопечатающие, фотопечатающие и пишущие аппараты, а также механизмы управления раз­ личных автоматических и счетно-решающих систем.

Информация на входе приемника заключена

в модулирован­

ных колебаниях высокой частоты. Их называют

высокочастотны­

ми сигналами. Только один из них полезный. Это тот сигнал, ко­

торый

принимается приемником

в данный

момент. По отношению

к нему

все остальные сигналы

являются

помехами.

Принимаемый высокочастотный сигнал может быть модулиро­ ванным по амплитуде, частоте или фазе. Многие радиолокацион­ ные приемники принимают импульсно-модулированные колебания (радиоимпульсы). Приемники телеграфных сообщений принимают манипулированные колебания.

199



После значительного усиления избирательными усилителями принятые высокочастотные колебания детектируются. В резуль­ тате детектирования получаются низкочастотные сигналы. Именно они и являются носителями полезной информации, так как спо­ собны привести в действие оконечный прибор. Но для этого низ­ кочастотные (информационные) сигналы должны иметь опреде­

ленную

мощность

или

напряжение. Поэтому

в

приемнике

после

детектора обычно

имеется усилитель низкой

частоты

или

видео-

^

 

 

 

 

 

усилитель.

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

Более

подробно

последова­

г *

 

 

 

 

 

тельность

процессов

в

прием­

1

 

 

1

,

0. п.

нике рассматривается

приме­

1,

В Ц

Д

1

нительно

к

его

 

конкретной

1

1

 

 

 

 

1

 

 

схеме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

Приемник

 

j

 

 

Несмотря

на

большое

раз­

Рис. 2.1.

Структурная

схема

простого

нообразие

приемников,

можно

выделить

всего несколько

ва­

детекторного приемника

 

 

риантов типовых

структурных

 

 

 

 

 

 

схем.

На рис. 2.1 изображена структурная схема самого простого приемника. Он называется детекторным. В этом приемнике всего два элемента. Входная цепь (ВЦ) представляет собой одиночный колебательный контур. За счет его резонансных свойств происхо­ дят выделение принимаемых высокочастотных колебаний и значи­ тельное подавление помех. Данныйпроцесс называется частот­ ной избирательностью. Затем выделенные колебания детектиру­ ются. Созданный низкочастотный (информационный) сигнал при-

Тс

 

 

1

 

 

е. и,. И

Б.У

1.

О.П.

 

Г

|

Приемник

Рис. 2.2.

Структурная схема детекторного при­

 

емника с видеоусилителем

водит в действие оконечный прибор. Успешная работа детектор­ ного приемника возможна только при относительно большой мощ­ ности принимаемых сигналов. Его достоинство заключается в от­ сутствии источников питания.

На рис. 2.2 приведена усложненная схема детекторного прием­ ника специального назначения. В нем после детектора имеется многокаскадный видеоусилитель. Следовательно, данный прием­ ник предназначен для приема импульсных сигналов. Такие при­ емники применяются в некоторых радиолокационных системах (например, маяках).

На рис. 2.3 показана обычная схема приемника прямого уси­ ления. Он отличается от детекторного приемника наличием уси-

200


лителя высокой частоты. В большинстве случаев УВЧ имеет один или два резонансных каскада на лампах или транзисторах. При числе каскадов более двух усилитель высокой частоты работает неустойчиво. Он обладает склонностью к самовозбуждению. Из-за такой опасности УВЧ не может иметь большого коэффициента усиления. Отрицательной особенностью УВЧ является зависи­ мость его показателей от частоты усиливаемых колебаний. Усили­ тель низкой частоты содержит один или два каскада. Они выпол­ няются на лампах или транзисторах. Избирательными свойствами УНЧ не обладает.

V _ _

в ц

У в

ч Н Д Н УНЧ

1

,

0 П

1

 

 

Прием

н и к

1

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.3. Структурная схема приемника прямого усиления

На рис. 2.4 изображена супергетеродинная схема радиолока­ ционного приемника. Ее типичной особенностью является наличие преобразователя частоты (ПЧ) и усилителя промежуточной ча­ стоты (УПЧ). Остальные элементы такие же, как и в приемниках прямого усиления. Преобразователь частоты состоит из смесителя

(С) и гетеродина (Г).

г

 

 

fnp

~fr~h

 

г — V

I

 

 

 

 

упч

Д

б У

 

в ц

 

 

I

; .

 

 

I Преселектор

I

|

*вых

 

 

 

 

т

t

\

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.4. Структурная схема супергетеродинного приемника импульсных сигналов

Супергетеродинная схема приемника является наиболее совер­ шенной и наиболее распространенной. Поэтому поясним ее более подробно.

1) Входная цепь служит переходным звеном от приемной ан­ тенны к входу первого усилительного каскада. Ее назначение можно рассматривать с различных точек зрения. Выше было от­ мечено, что вследствие резонансных свойств колебательного кон­ тура входная цепь осуществляет предварительную частотную из­ бирательность полезных высокочастотных колебаний. К этому

201