Разработка и описание функциональной схемы РПУ

Высокочастотный АМ-сигнал с помощью антенны передается во входную цепь, которая состоит из колебательного контура и служит для согласования антенны с каскадом УРЧ. Входная цепь обладает избирательными свойствами и частично подавляет сигналы мешающих каналов, и в связи с достаточной шириной диапазона она должна перестраиваться.

Для обеспечения избирательности по соседним каналам приёма, спектр сигнала переносим на промежуточную частоту за счёт применения смесителя и гетеродина.

Рисунок 5.1 – Структурная схема приемника прямого преобразования

В этом приемнике полосовым фильтром выделяется группа частот, в которой присутствует входной сигнал, затем синхронным детектором осуществляется перенос спектра в область низких частот. Подавление частот соседних каналов в данной схеме может осуществить как полосовой фильтр на входе детектора, так и фильтр низкой частоты, расположенный на его выходе. Известно, что сложность фильтра низкой частоты в два раза ниже сложности полосового фильтра с той же самой избирательностью. Поэтому схема приемника прямого преобразования выгоднее как с точки зрения надежности, так и с точки зрения стоимости устройства.

Преобразователь частоты, гетеродин которого работает на частоте, которая в 2 раза ниже частоты приема, имеет несколько очень полезных свойств. Во-первых, на более низкой частоте легче получить ее необходимую стабильность. Во-вторых, уменьшается уровень сигнала гетеродина, проникающего в антенну, что обеспечивает значительное снижение вероятности появления помехи в виде мультипликативного фона. В-третьих, учитывая, что входной и гетеродинный контуры настроены на разные частоты, эти контуры можно располагать в непосредственной близости друг от друга, не опасаясь увеличения проникновения сигнала гетеродина во входные цепи приемника и разбаланса смесителя. Следовательно, упрощается конструкция приемника и уменьшаются его размеры.

Функциональная схема РПУ прямого преобразования распложена в приложении Е.

Функциональная схема построена в соответствии со стандартами ЕСКД представленными в методическом пособии «Справочное издание, разработанное под руководством Устиненко С.Т, издательство станартов,123840, Москва, 1989 год».

Графическое построение схемы должно наглядно отображать последовательность процессов, иллюстрируемых схемой. Действительно расположение в изделии элементов и устройств может не учитываться. Все функциональные части и связи между ними изображают в виде условных графических обозначений, у установленные в стандартах ЕСКД. Отдельные функциональные части на схеме допускается изображать в виде прямоугольников.

Сигнал со входного контура подается на исток транзистора, а сигнал ПЧ или НЧ (в гетеродинном приемнике) снимается со стока. Источника питания не требуется. Напряжение гетеродина подается на затвор транзистора и управляет сопротивлением канала.

Рассматривая устройство смесителя, нам известно, что при небольших напряжениях промежуток исток-сток (канал) полевого транзистора ведет себя как линейный резистор, независимо от полярности приложенного напряжения. В то же время сопротивление канала может изменяться в зависимости от напряжения затвор-исток, от десятков ом до многих мегом. Это и позволяет использовать полевой транзистор в смесителях как управляемый линейный элемент.

К основным достоинствам смесителя относятся высокая чувствительность, поскольку по каналу транзистора не проходит ни ток питания, ни ток гетеродина, а только слабый ток сигнала, при этом транзистор шумит не многим сильнее обычного резистора с тем же сопротивлением, и высокая линейность, поскольку при небольшом входном напряжении проводимость канала не зависит от него.

Кроме того, смеситель отличается малым проникновением сигнала гетеродина во входную цепь (только через небольшую емкость между затвором и каналом транзистора) и исключительно малой мощностью, требуемой от гетеродина, поскольку входное сопротивление по цепи затвора велико.

Подобный простейший смеситель обеспечивает чувствительность около 1 мкВ (без УРЧ) и динамический диапазон порядка 65 дБ. Повысить динамический диапазон можно следующими классическими способами: перейти к балансной схеме, обеспечить работу смесителя в ключевом режиме и согласовать смеситель с нагрузкой в широкой полосе частот. Балансные схемы смесителей на полевых транзисторах родились из аналогичных схем на диодах, причем канал транзистора подключается вместо диода, а полярность последнего соответствует синфазному или противофазному подключению затвора к гетеродину.

Дата добавления: 2015-10-13