Файл: Радиоприемные устройства учебник..pdf

РАДИОПРИЕМНЫЕ

УСТРОЙСТВА

Под обще й р е д а к ц и е й члена-корреспондента Академии наук СССР, доктора технических наук, профессора

В. И. Сифорова

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебника для студентов радиотехнических специальностей вузов

Радиоприемные устройства. Под общей редакцией чл.-корр. Академии наук СССР, докт техн. наук, проф. В. И. С и ф о р о в а . Учебник для вузов. М., «Сов. радио», 1974.

Книга является учебником по курсу «Радиоприемные устройства». В нем обобщаются исследования отечественных и зарубежных авторов по теории и тех­ нике радиоприема. Наряду с классическими вопросами усиления, преобразо­ вания и детектирования радиосигналов, значительное место отведено рассмо­ трению современных методов построения высокочувствительных и помехоустой­ чивых радиоприемных устройств различного назначения. В отборе материала и методике его изложения отражается опыт, накопленный коллективом кафед­ ры «Радиоприемные устройства» Московского ордена Ленина энергетического института в процессе чтения лекций, проведения лабораторных работ, упраж-. нений, курсового и дипломного проектирования по одноименному курсу.

Книга предназначена для студентов и аспирантов радиотехнических фа­

Авторы:

Амиантов И. Н., Антонов-Антипов Ю. Н., Васильев В. П., Да­ нилов Б. В., |Лебедев В. Л.|, Сифоров В. 11., Судаков С. С., Щуцкой К. А.

Р е ц е н з е н т ы :

кафедра радиоприемных устройств Ленинградского электротехнического института им. В. И, Ульянова (Ленина); доктор технических наук, профессор

| А. А. Куликовский

Редакция радиот ехнической лит ерат уры

„30403-029

Р 046(01) — 74 91 ~ 73

© Издательство «Советское радио», 1974.

Предисловие

Настоящий учебник предназначается для радиофакультетов вузов, ведущих подготовку инженеров по специальностям: радиотехника, радиофизика и радиоэлектронные устройства. Он может быть также использован в качестве учебного пособия для студентов других ра­ диоспециальностей .

В отборе материала и методике его изложения отражается опыт, накопленный коллективом кафедры «Радиоприемные устройства» Мос­ ковского ордена Ленина энергетического института в процессе чтения лекций, проведения лабораторных работ, упражнений, курсового и дипломного проектирования по одноименному курсу. С целью уг­ лубления знаний студентов и ознакомления их с последними тенден­ циями в развитии теории и техники радиоприема два раздела курса: «Статистическая теория радиоприема» и «Методы построения высоко­ чувствительных радиоприемных устройств» —читались студентам ра­ диофакультета в виде специальных преддипломных курсов. Материал этих лекций также нашел отражение в учебнике.

По сравнению с двухтомным учебным пособием «Радиоприемные устройства», составленным кафедрой радиоприемных устройств МЭИ

ивыпущенным издательством «Советское радио» в 1961, 1963 г.г., данный учебник содержит новые разделы: радиоприем миллиметровых

иболее коротких волн, параметрические усилители и усилители на туннельных диодах, статистические методы синтеза радиоприемных устройств и некоторые другие. Вместе с тем

— перенесение основ теории флюктуационных процессов, вклю­ чая вопрос об источниках шума в радиотехнических цепях, в соответствии с действующими в настоящее время программами

вкурс «Радиотехнические цепи и сигналы»;

—обобщенное изложение вопросов усиления и преобразования частоты на электронных лампах и транзисторах;

—исключение устаревшего или имеющего второстепенное значе­ ние материала, позволили сократить объем предлагаемой книги.

Учебник соответствует действующей программе МВ и ССО СССР

по курсу «Радиоприемные устройства».

При написании учебника авторы стремились к такому методичес­ кому изложению материала курса, которое в максимальной степени способствовало бы развитию самостоятельных навыков работы студен­ тов с периодической и монографической литературой по радиоприемным устройствам. Эту цель, в частности, преследует выделение отдельных разделов петитом. Такой материал может быть использован при про­ ведении учебно-исследовательских работ, курсового и дипломного проектирования.

з

1. Общая характеристика радиоприемных устройств

1.1. Обобщенная структурная схема радиоприемного устройства

Радиоприемное устройство является неотъемлемой частью любой радиотехнической системы. В первые годы развития радиотехники воз­ можность «беспроволочной» передачи сообщений использовалась ис­ ключительно для целей связи; это время характеризуется интенсивным развитием радиотелеграфии, радиотелефонии, а также радиовещания. В дальнейшем совершенствование радиотехнической аппаратуры и ос­ воение новых частотных диапазонов привело к созданию качественно новых направлений и к бурному развитию таких областей радиотех­ ники, как телевидение, радиолокация, радиоуправление, радионави­ гация, радиоастрономия и т. д. В связи с этим в настоящее время для радиоприемных устройств весьма характерным является большое их разнообразие, определяемое различием радиотехнических систем, в состав которых они входят. Несмотря на такое многообразие, все радиоприемные устройства связывает общность построения структур­ ной схемы. Это позволяет в основу изучения радиоприемных устройств положить раздельное рассмотрение блоков, входящих в состав любого радиоприемного устройства независимо от его назначения. В соответст­ вии с этим принципом изложен основной материал настоящей книги.

На рис. 1.1 в несколько упрощенном виде изображена схема системы радиосвязи. Ее назначение состоит в том, чтобы наиболее точно вос­ становить на выходе приемного устройства передаваемое от датчика сообщение.

Под сообщением понимается какая-либо форма представления ин­ формации, например, текст, речь, оптическое изображение, цифровые данные и т. д. Сообщение преобразуется в так называемый модулирую­ щий сигнал, представляющий собой изменяющееся во времени напря­ жение (или ток), отображающее сообщение. Например, речь преобра­ зуется микрофоном в низкочастотное напряжение. Поскольку такое преобразование однозначно, для конкретной системы радиосвязи по­ нятия «сообщение» и «модулирующий сигнал» тождественны.

С помощью модулирующего сигнала модулируется один из пара­ метров высокочастотного колебания. Такое модулированное колебание называется радиосигналом. Радиосигнал формируется в передающем устройстве и излучается в окружающее пространство. Очевидно, что точность воспроизводимых радиоприемным устройством сообщений зависит от искажений, которым подвергается радиосигнал при про-

5

хождений в системе радиосвязи. Эти искажения обусловлены следую­ щими причинами:

1)техническим несовершенством аппаратуры системы радиосвязи;

2)различными неоднородностями среды, в которой происходит рас­

пространение радиосигнала; 3) мешающим действием внешних помех (атмосферных, промышлен­

ных, специально организованных и т. д.); 4) мешающим действием принципиально неустранимого собствен­

ного шума радиоприемного устройства.

Рис. 1.1

Радиоприемное устройство может быть представлено с помощью структурной схемы (рис. 1.2), назначение отдельных узлов в которой определяется основными функциями, выполняемыми каждым радио­ приемным устройством. К ним относятся:

1. Преобразование электромагнитного поля сигнала в высокочастот­ ные токи или напряжения. Такое преобразование выполняет приемная антенна.

Рис. 1.2

2.Выделение колебаний с частотой принимаемого сигнала и эф­ фективное подавление сигналов на других несущих частотах, т. е. осу­ ществление частотной избирательности сигнала. Эта задача решается избирательными системами, входящими в тракт высокой частоты.

3.Детектирование принятого сигнала, т. е. выделение напряжения, соответствующего модулирующему сигналу, с помощью которого пе­ редается полезное сообщение. Эта задача в зависимости от вида моду­ ляции сигнала решается амплитудным, частотным или фазовым детек­ торами.

6