Основные характеристики радиоприемных устройств

Кафедра РЭИС
Доцент Никитин Н.П.
2008
17.08.2009
1
17.08.2009
2









выходная мощность;
верность воспроизведения сообщения;
диапазон рабочих частот;
чувствительность;
избирательность;
динамический диапазон;
помехоустойчивость;
эффективность регулировок;
электромагнитная совместимость.
17.08.2009
3
масса;
 габариты;
 экономичность питания;
 удобство эксплуатации (эргономика);
 надежность;
 ремонтопригодность;
 стабильность характеристик при
изменении условий эксплуатации.

17.08.2009
4
 стоимость;
 степень
интеграции узлов;
 степень унификации узлов;
 серийноспособность;
 вид технологического процесса;
 сроки разработки.
17.08.2009
5





Выходная мощность- это мощность, отдаваемая
радиоприемником оконечному аппарату для
обеспечения его нормальной работы.
Приемники характеризуют номинальной,
нормальной или стандартной мощностью.
Номинальная мощность – это наибольшая
мощность, при которой нелинейные искажения
сигнала не превышают заданной нормы. Обычно
она соответствует стопроцентной глубине
модуляции входного сигнала.
Нормальная мощность составляет 10 % от
номинальной и соответствует коэффициенту
модуляции входного сигнала 30 %.
Стандартная мощность устанавливается
техническими условиями на данный тип
приемника.
17.08.2009
6
 Верность
воспроизведения сообщений –
это способность приемника в отсутствие
помех воспроизводить закон модуляции
входных сигналов с заданной точностью.
 Точность воспроизведения задается
допустимыми искажениями электрического
сообщения: линейными, нелинейными и
динамическими.
17.08.2009
7
 Линейные
искажения – это изменение
соотношения амплитуд спектральных
составляющих сообщения и изменение
(неравенство) времени их запаздывания.
Они определяются амплитудно-частотными
и фазо-частотными характеристиками
тракта приемника.
 Для характеристики амплитудночастотных искажений часто пользуются
кривой верности приемника.
17.08.2009
8
 Зависимость
выходного (низкочастотного)
сигнала от частоты модуляции называют
кривой верности.
Кривая верности
учитывает искажения,
возникающие во всех
каскадах приемника,
начиная с входных цепей и
заканчивая усилителем
низких частот.
17.08.2009
9
Нелинейные искажения обычно оцениваются
коэффициентами гармоник частоты модуляции
на выходе приемника при испытательном
сигнале, имеющем гармоническую модуляцию.
 Динамические искажения определяются при
подаче на вход приемника радиоимпульса с
прямоугольной огибающей. Оценивают время
запаздывания, время установления и
относительный выброс видеоимпульса на
выходе приемника.

17.08.2009
10
 Диапазон
рабочих частот – это диапазон
настройки частот приемника, в котором
обеспечиваются все его электрические
характеристики.
 Обычно указываются минимальная и
максимальная частоты диапазона.
 Отношение максимальной частоты
настройки к минимальной называют
коэффициентом перекрытия диапазона.
 Для уменьшения коэффициента
перекрытия полный частотный диапазон
разбивают на поддиапазоны.
17.08.2009
11
Чувствительность приемника – это его
способность принимать слабые сигналы и
воспроизводить их с соответствующим
уровнем и необходимым качеством в
отсутствие внешних помех.
При разных критериях качества приема
получают различные определения и значения
чувствительности:
 · максимальная чувствительность;
 · реальная чувствительность;
 · пороговая чувствительность;
 · удельная чувствительность.
17.08.2009
12
 Максимальная
чувствительность
определяется минимальной ЭДС (или
мощностью) нормально
модулированного сигнала в антенне,
при которой на выходе точно
настроенного приемника получается
стандартная мощность сигнала на
выходе.
 Максимальная чувствительность
полностью определяется
усилительными свойствами приемника.
17.08.2009
13
Определение реальной чувствительности
производится с учетом собственного шума
приемника.
 Реальная чувствительность определяется
минимальной ЭДС (или мощностью) нормально
модулированного сигнала в антенне, при
которой на выходе точно настроенного
приемника получается стандартная мощность
сигнала при заданном отношении сигнал/шум.
 Реальная чувствительность зависит не только
от усилительных свойств приемника, но и от
его шумовых свойств (от уровня собственного
шума).

17.08.2009
14




Допустим, что определяется чувствительность
приемника амплитудно-модулированных сигналов,
уровень выходного сигнала которого должен
составлять 50 мВт на нагрузке 600 Ом.
На приемник подается (через эквивалент антенны)
сигнал со стандартной модуляцией (частота
модуляции 1000 Гц, коэффициент модуляции 0.3).
Приемник точно настраивается на принимаемый
сигнал и определяется минимальный уровень этого
сигнала, при котором на выходе обеспечивается
стандартная мощность при превышении сигнала
над шумом на 20 дБ.
Полученное значение уровня входного сигнала
(например, 50 мкВ) как раз и будет реальной
чувствительностью приемника.

17.08.2009
15
Пороговая или предельная
чувствительность определяется при
отношении сигнал/шум, равном единице. Это
позволяет сравнивать чувствительность
приемников независимо от применяемого
оконечного аппарата, и, соответственно, от
требуемого отношения сигнал/шум.
 Удельная чувствительность определяется
по требуемой мощности сигнала на единицу
полосы пропускания. Ее значение позволяет
сравнивать приемники с разными полосами
пропускания.

17.08.2009
16
Чем ограничена максимальная
чувствительность приемника?
Как ее можно повысить?
Чем ограничена реальная
чувствительность приемника?
Как ее можно повысить?
Можно ли получить сколь угодно
высокую реальную чувствительность?
17.08.2009
17
Избирательность приемника – это его
способность выделять полезный сигнал из
смеси сигнала и помех.
 Отличать сигнал от помехи можно по разным
параметрам: по спектру занимаемых частот,
по времени приема, по направлению прихода
радиоволн и т. д.
 Из всех видов селекции (избирательности)
наиболее употребительной является
частотная селекция. Это способность
приемника выделять из всех колебаний на
входе сигнал, соответствующий частоте
настройки.

17.08.2009
18
 Для
определения односигнальной
избирательности нужно иметь две
величины: чувствительность приемника
при точной настройке ЕА0 и
чувствительность ЕАΔf при расстройке
приемника относительно частоты
принимаемого сигнала на величину Δf .
 Отношение этих величин, выраженное в
децибелах, называют избирательностью
приемника:

17.08.2009
19
σΔf = 20 lg (ЕАΔf\ / ЕА0) дБ.
•
•
По кривой односигнальной избирательности определяют:
полосу пропускания радиотракта П0.7 ;
коэффициент прямоугольности Кп = П0.1 / П0.7 .
17.08.2009
20
В
супергетеродинном приемнике
различают избирательность по соседнему
каналу приема, примыкающему к
основному, и по побочным каналам
приема, к которым относят все
дополнительные каналы, преобразуемые
на промежуточную частоту.
 Особую опасность представляют канал
прямого прохождения и зеркальный канал
приема .
17.08.2009
21
17.08.2009
22
 Избирательность
по побочным каналам
приема определяется соотношением
чувствительностей приемника по
побочному каналу и по основному каналу.
 Например, для зеркального канала
σзерк = 20 lg (ЕАзерк / ЕА0) дБ.
17.08.2009
23
Многосигнальная избирательность – это
способность приемника выделить полезный сигнал
на фоне помех высокого уровня. Для сильных
помех тракт приемника становится нелинейным. В
результате происходит взаимодействие помех с
сигналом и между собой.
К нелинейным эффектам относятся:
 · блокирование сигнала – уменьшение усиления и
чувствительности приемника за счет действия
помехи;
 · перекрестная модуляция – модулирование
несущей сигнала в каскадах приемника помехой;
 · интермодуляция – возникновение помехи на
частоте настройки приемника вследствие
взаимодействия двух или более помех в его
каскадах.
17.08.2009
24
 Динамический
диапазон приемника – это
пределы изменения уровня входных
сигналов, в которых обеспечивается
заданное качество воспроизведения
сообщения.
 Иначе говоря, это диапазон входных
сигналов, в котором приемноусилительный тракт можно считать
линейным.

17.08.2009
25
Минимальный уровень сигнала определяется
чувствительностью приемника, т.е. в
конечном счете уровнем его собственного
шума (точнее, отношением сигнал/шум).
 Максимальный уровень сигнала ограничен
проявлением нелинейных свойств тракта
приемника.
 Для определения динамического диапазона по
основному каналу строится амплитудная
характеристика тракта, на ней выделяется
линейный участок, после чего вычисляется
отношение его границ в децибелах
 D = 20 lg (ЕА макс / ЕА мин ) дБ.

17.08.2009
26
Рассматривают также динамический диапазон
приемника по соседнему каналу.
Он определяется нелинейными свойствами той
части усилительно-преобразовательного
тракта, которая располагается до фильтра
основной селекции супергетеродинного
приемника.
Максимальный уровень входного сигнала при
этом ограничивается допустимым уровнем
блокирования сигнала, перекрестных или
интермодуляционных искажений. Оценки
производятся многосигнальным методом.

17.08.2009
27
 Помехоустойчивость
– это способность
приемника обеспечивать нормальное
функционирование в условиях воздействия
определенной совокупности помех.
 Под нормальным функционированием
понимается способность приемника
воспроизводить переданное сообщение с
заданным качеством при действии внешних
и внутренних помех.
17.08.2009
28
Повышение помехоустойчивости
обеспечивается:
 различными видами селекции
(частотной, временной, амплитудной
и т. д.);
 созданием оптимальных
(квазиоптимальных) структур
приемников;
 специальными методами борьбы
с помехами.
17.08.2009
29
В радиоприемных устройствах используются
ручные и автоматические регулировки.
Система регулировок обеспечивает:
 настройку приемника на заданную частоту;
 установку величины усиления в соответствии
с уровнем входного сигнала;
 изменение полос пропускания и
характеристик тракта с целью оптимального
приема сигнала и максимального подавления
помех.
 подстройку характеристик приемника с учетом
дестабилизирующих факторов.

17.08.2009
30
Эффективность регулировок определяется
специфическими для этих регулировок
статическими и динамическими параметрами.
Например, для системы автоматической
регулировки усиления могут быть заданы:
 диапазон регулировки коэффициента
усиления,
 время установления коэффициента усиления,
 допустимые искажения сообщения (закона
модуляции).

17.08.2009
31
 Электромагнитная
совместимость
определяет возможность совместной
работы приемника с другими устройствами
и системами.
 При этом определяется как отсутствие
существенных помех, поступающих от
приемника на другие устройства
вследствие излучения гетеродина, так и
возможность его работы при наличии
помех от других устройств.

17.08.2009
32
17.08.2009
33