TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Бытовая радиоаппаратура

Радиовещание - это передача населению по радиоканалам разнообразной информации, осуществляемая посредством совокупности технических средств электросвязи. Системы радиовещания должны обеспечивать возможно более полную передачу всего комплекса ощущений, свойственных естественному слушанию, пространственного впечатления, прозрачности и раздельности звучания, естественности тембров музыкальных инструментов и голосов, музыкального равновесия отдельных элементов сложного звукового образа и т.п.

Бытовая приемно-усилительная аппаратура (БПУА) - это комплекс электрических цепей, функциональных узлов и блоков, предназначенный для приема и преобразования сигналов радиовещания и звукового сопровождения телевизионного вещания. Любая БПУА имеет в своем составе радиоприемное устройство (радиоприемный тракт).

Бытовые радиоприемные устройства (РПрУ) предназначены для выделения полезных сигналов из принимаемого радиоизлучения и преобразования в вид, обеспечивающий использование содержащейся в них информации. Радиоприемное устройство состоит из приемной антенны, радиоприемника и воспроизводящего (оконечного, выходного) устройства.

Приемная антенна воспринимает энергию электромагнитного поля принимаемых радиоволн и преобразует ее в энергию электрического поля, сосредоточенную во входных цепях радиоприемника.

В месте расположения приемной антенны электромагнитное поле формируется не только радиоволной, несущей необходимое сообщение, но и посторонними радиостанциями, промышленными источниками, электромагнитными процессами в атмосфере, космическими излучениями и т.д. Электромагнитные колебания различного происхождения, мешающие приему полезного сигнала и точному воспроизведению сообщений, называют помехами. Таким образом, от приемной антенны на вход радиоприемника поступает смесь полезного сигнала, несущего получателю искомое сообщение, и множество помех.

Для принятия сообщения радиоприемник (приемник) должен выполнять следующие основные функции:

v выделение полезного сигнала из спектра входных колебаний других радиостанций и помех (фильтрация сигнала);

v усиление принимаемого сигнала (мощность его на входе приемника весьма мала) за счет энергии местного источника питания;

v обработка принимаемого сигнала в целях уменьшения влияния помех;

v детектирование радиочастотного сигнала в целях извлечения колебаний, соответствующих передаваемому сообщению.

Приемник должен отличать полезный радиосигнал от помех по определенным признакам, присущим сигналам. Это свойство называется избирательностью или селективностью. Различий между радиосигналом, несущим информацию, и помехой может быть несколько, но в бытовой приемно-усилительной аппаратуре наиболее часто используется различие по частоте. В этом случае говорят о частотной избирательности приемника. Для осуществления частотной избирательности приемник содержит резонансные цепи, настроенные на частоту полезного сигнала.

Принятый радиосигнал подвергается усилению, преобразованию и детектированию в целях обеспечения нормальной работы воспроизводящего устройства. В оконечном устройстве (например, в акустической системе, наушниках или громкоговорителе) энергия выделенного сигнала используется для получения требуемого звукового эффекта. Воспроизводящее устройство может быть совмещено с приемником или представлять собой отдельное устройство.

В данной работе будут рассмотрены принципы работы преобразователей частоты в бытовой РЭА, причём основной упор будет сделан на электронно-оптические преобразователи.

.Структура, виды и параметры преобразователей, использующихся в бытовой РЭА

Преобразование частоты - это процесс линейного переноса спектра сигнала из одной радиочастотной области в другую. Чаще такой перенос осуществляется в низкочастотную область. Линейность этого процесса проявляется в том, что при преобразовании частоты вид модуляции и параметры сигнала в некотором динамическом диапазоне остаются неизменными, а коэффициент передачи ПЧ не зависит от уровня преобразуемого радиосигнала.

Преобразователи частоты являются важнейшими функциональными узлами приемно-усилительной аппаратуры и во многом определяют ее качественные характеристики.

Структура преобразователей частоты. Структурная схема ПЧ изображена на рис. 1. Преобразователь содержит нелинейный элемент и вспомогательный источник высокочастотного колебания, называемый гетеродином. Нелинейный элемент (диод, транзистор, электронная лампа), преобразующий колебания сигнала с помощью гетеродина, называют смесителем. В состав ПЧ входит также ЧИС, необходимая для выделения полезного продукта преобразования. В простейшем случае ЧИС представляет собой параллельный колебательный контур.

Рис. 1. Структурная схема преобразователя частоты и напряжения гетеродина

В общем случае преобразование частоты можно рассматривать как результат перемножения напряжения сигнала

с коэффициентом передачи АГпр. Очевидно, что выходное напряжение в результате преобразования будет иметь частотную компоненту

с частотой, равной сумме частот сигнала и гетеродина, - fc +fT и составляющую

с разностной частотой fnp = fc -/I- В случае f > f с говорят о верхней, а при f<£ - о нижней настройке гетеродина.

Приведенные соотношения показывают, что при изменении амплитуды или частоты сигнала закон этого изменения будет сохраняться в процессе преобразования.

Виды преобразователей частоты. По характеру проводимости нелинейного элемента различают преобразователи с активной и реактивной проводимостью.

Преобразователи частот с активной проводимостью выполняют на транзисторах и смесительных диодах. Напряжение гетеродина изменяется преимущественно в области прямого тока диода. В этом случае главную роль играет нелинейная проводимость диода, поэтому такой преобразователь называют резистивным диодным преобразователем.

При выполнении ПЧ на специальных параметрических диодах реализуются параметрические усилители-преобразователи. Напряжение гетеродина здесь изменяется преимущественно в области обратных токов диода (за счет напряжения смещения). Переменным параметром является емкость обратного смещения р-n-перехода диода. Такой преобразователь называется емкостным.

Если нелинейный элемент одновременно выполняет функции источника напряжения гетеродина и смесителя, то такая схема называется преобразователем частоты с совмещенным гетеродином или автодтным преобразователем. Поскольку оптимальные режимы работы активного элемента для генерирования и преобразования частоты неодинаковы, то лучшими характеристиками обладают преобразователи с отдельным гетеродином.

Параметры преобразователей частоты. В преобразователях частоты различают внешние и внутренние параметры. К внешним параметрам относятся:

коэффициент передачи преобразователя частоты Knр= Uр/Uс;

входная Y = Iс/ Uc и выходная Yвых = Iпр/ Unp проводимости;

коэффициент шума Ш пр.

Частотной характеристикой ПЧ называется зависимость его выходного напряжения (или коэффициента передачи) от частоты подаваемого на вход сигнала при постоянном значении частоты гетеродина.

Коэффициенты матрицы проводимости нелинейного элемента в режиме преобразования относят к внутренним параметрам преобразователя частоты.

Еще статьи

Моделирование системы электросвязи в системе схемотехнического моделирования Micro-Cap V
Системы связи играют все большую роль в жизни людей, объединяя и сближая отдельные страны, континенты и объекты космоса. Последние годы отмечены не только интенсивным развитием проводных и опто-волоконных систем связи, но и заметным развитием систем радиосвязи. Помимо традиционных релейных и спутниковых ...