Эскизное проектирование. 
Устройства приема и обработки сигналов: проектирование

При эскизном проектировании для выбора и обоснования структурной схемы приемника решаются следующие вопросы:

• — выбор способа обработки сигнала и типа структурной схемы; — расчет сквозной полосы пропускания приемника;
• — определение числа поддиапазонов и избирательной системы тракта промежуточной частоты;
• — выбор структуры первых каскадов преселектора и числа преобразований частоты;
• — выбор электронных приборов для высокочастотного тракта; — распределение усиления между трактами приемника;
• — оценка динамического диапазона приемника;
• — выбор тракта усиления низких частот;
• — выбор регулировок приемника.

Выбор типа структурной схемы

Радиовещательные приемники обычно выполняются по схеме с однократным преобразованием частоты — см. рис. 3.1.

Варианты а и? отличаются наличием и отсутствием УРЧ. Следует его ставить или нет, определяется его назначением: введение УРЧ позволяет улучшить реальную чувствительность и избирательност по побочным каналам приема, но может уменьшить динамически диапазон приемника из-за перегрузки смесителя.

Для реализации переменной настройки в супергетеродине достаточно изменять только частоту гетеродина при широкополосной входной цепи или частоту гетеродина и частоту настройки ВЦ.

Рис. 3.1. Типовые структурные схемы радиовещательных приемников:

ВЦ — входная цепь, УРЧ — усилитель радиочастоты. См — смеситель, Г — гетеродин, УПЧ — усилитель промежуточной частоты, Д — детектор, УНЧ — усилитель низких частот На рис. 3.2 представлена типовая структурная схема УКВ-ЧМ-приемника.

Рис. 3.2. Структурная схема УКВ-ЧМ-приемника:

ВЦ — входная цепь, УРЧ — усилитель радиочастоты, См — смеситель, УПЧ — усилитель промежуточной частоты, АО — амплитудный ограничитель, ЧД — частотный детектор УНЧ — усилитель низких частот, АРУ — автоматическая регулировка усиления, АПЧ — автоматическая подстройка частоты При приеме сигналов стереовещания схема дополняется стереодекодером, имеющим выходы на два канала усиления звуковых частот. Профессиональные приемники КВ-диапазона обычно выполняются по супергетеродинной схеме с двукратным преобразованием частоты — см. рис. 3.3.

Рис. 3.3. Структурная схема КВ-приемника с двойным преобразованием частоты.

Первая промежуточная частота выбирается равной 35—50 МГц, что позволяет обеспечить высокую избирательность по зеркальному каналу (схема инфрадинного приема). Основная селекция осуществляется уже в тракте первой ПЧ приемника, для чего используются либ кварцевые, либо монолитные фильтры. При выборе второй ПЧ руководствуются соображениями обеспечения избирательности по соседнему и второму зеркальному каналам приема. Вторая ПЧ варьируетс в пределах от 0,1 до 1,6 М Гц.

Проектирование профессионального приемника начинают со схемы однократного преобразования частоты и переходят к схеме с двукратным преобразованием в случае, если невозможно выполнить заданные технические требования.

Радиолокационные приемники обычно выполняются по супергетеродинной схеме с однократным преобразованием частоты (рис. 3.4). Общая для приемника и передатчика антенна подключается с помощью антенного переключателя АП.

Рис. 3.4. Структурная схема радиолокационного приемника:

АП — антенный переключатель, См — смеситель, Г — гетеродин, УПЧ — усилитель промежуточной частоты, Д — детектор, БАРУ — быстрая автоматическая регулировка усиления, БВС — блок видеосигналов Для повышения чувствительности приемника перед смесителем может использоваться малошумящий УРЧ. Количество каскадов УПЧ и БАРУ определяется позже с учётом реализуемых устойчивых коэффициентов усиления УПЧ.

При выборе аналогового либо цифрового способа обработки сигналов в приемнике необходимо учесть, что ЦОС следует применять при сложных алгоритмах работы приемника, необходимости адаптации, запоминания сигнала, при стремлении получить высокие точности оценки параметров сигнала. Аналоговый способ обработки сигналов в приемнике хорошо исследован теоретически, практическ не имеет частотного предела. Аналоговый метод особенно удобен пр несложных алгоритмах обработки сигнала, в том числе при прием цифровых данных.

Важными для выбора типа структурной схемы также являются требования к стабильности частоты настройки, требования к уровню шумов гетеродина, сложности регулировок, себестоимости и др.

Для приемника цифровых данных в дополнение к выбору структуры линейного тракта и способа обработки сигнала необходимо определить структурную схему детектора (или решающего устройства), соответствующего заданным в ТЗ параметрам сигнала. Ввиду большого разнообразия видов модуляции информационных сигналов и соответствующих им типов структурных схем уже на начальном этапе проектирования рекомендуется обратиться к дополнительной литератур по соответствующему ТЗ направлению.