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
|
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).
"И
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