Структурная схема радиоприемника

В связи с недостатками прямого усиления чаще используются супергетеродинные приемники (рисунок 1). Радиоприемник состоит из входной цепи (ВУ), усилителя радиочастоты (УРЧ), смесителя (СМ), гетеродина (Г), усилителя промежуточной частоты (УПЧ), детектора (Д), усилителя звуковой частоты (УНЧ).

Входная цепь радиоприемника (ВУ) осуществляет передачу радиочастотного сигнала от антенно-фидерного устройства (антенны) к усилителю радиочастотного сигнала или смесителю радиоприемника. Эта цепь повышает избирательность радиоприема и ослабляет зеркальную и другие частоты радиопомех. Усилитель (УРЧ) усиливает электрические сигналы между входной цепью радиоприемника и первым смесителем и вместе с резонансными контурами является основной частью любого радиоприемного устройства.

Принцип супергетеродинного приема заключается в преобразовании частоты принимаемого сигнала в промежуточную частоту, на которой осуществляется основное усиление сигнала, с помощью преобразователя ПЧ. Входные цепи, каскады УРЧ и преобразователь частоты ПЧ составляют радиочастотный тракт приемника.

Гетеродин, применяемый в преобразователе частоты, должен обладать достаточной стабильностью частоты, с постоянной в диапазоне частот амплитудой напряжения гармоник. Кроме смесителя и гетеродина в преобразователь частоты входят колебательные контуры, выделяющие колебания промежуточной частоты на выходе из смесителя. Промежуточная частота образуется в результате подачи на смеситель одновременно напряжения частоты принимаемого сигнала и напряжения частоты гетеродина. Для выделения полезного сигнала от сигнала зеркальной частоты и сигналов радиостанций, работающих на промежуточной частоте, в супергетеродинном приемнике до преобразователя включается входное устройство, а в некоторых приемниках – УРЧ с резонансными контурами, настроенными на частоту принимаемого сигнала. Напряжение промежуточной частоты, усиленное до необходимого уровня, детектируется, а полученное при этом напряжение звуковой частоты после усиления в усилителе (УНЧ) подается на громкоговоритель.

К основным электрическим показателям радиоприемного устройства относятся избирательность, полоса пропускания, чувствительность, качество воспроизведения, диапазон рабочих частот.

Рисунок 1 – Структурная схема супергетеродинного радиоприемника

Рисунок 2 – Структурная схема типового радиоприемника

Преобразователь частоты является наиболее важным блоком супергетеродинного приемника. Он обеспечивает перенос спектра полезного сигнала с высокой рабочей частоты на более низкую, называемую промежуточной, без его искажения. Процесс переноса спектра осуществляется с помощью смесителя и гетеродина. Смеситель представляет собой нелинейное или линейное устройство с переменными параметрами, а гетеродин – это местный генератор гармонического сигнала, который управляет параметрами смесителя. В результате взаимодействия напряжений сигнала и гетеродина на выходе преобразователя образуется ряд частот.

При перестройке радиоприемника по диапазону промежуточная частота остается постоянной, что достигается одновременными изменениями параметров контуров преселектора и гетеродина. Одним из способов повышения стабильности промежуточной частоты и уменьшения нестабильности частоты гетеродина является применение системы автоматической подстройки частоты (АПЧ). Она представляет собой кольцевую структуру с обратной связью. В качестве входного используется сигнал промежуточной частоты, который воздействует на элемент блока различителя - частотный или фазовый детектор. В первом случае система называется частотной (ЧАЧП), во втором – фазовой (ФАПЧ). Различитель формирует напряжение, пропорциональное разности его частоты настройки и промежуточный частоты, после ФНЧ формируется напряжение для блока управителя, регулирующего параметры контура гетеродина для уменьшения расстройки относительно номинального значения.

Усилитель промежуточной частоты выполняет в супергетеродине основное усиление полезного сигнала, обеспечивает требуемую избирательность по соседнему каналу и необходимую ширину полосы пропускания тракта. УПЧ должен обеспечить на входе последующего детектора определенное напряжение сигнала. Чтобы избежать изменения сигнала на входе детектора из-за различных факторов, применяют систему автоматической регулировки (АРУ). Она обеспечивает существенное возрастание динамического диапазона. Принцип АРУ заключается в автоматическом изменении коэффициентов усиления отдельных каскадов приемника при изменении входного сигнала.

Система бесшумной настройки препятствует прохождению сигнала в низкочастотные цепи в процессе перестройки, когда прослушиваются только шумы. Система слежения за настройкой определяет напряжение принимаемого сигнала на выходе последних каскадов УПЧ. Когда этот уровень становится достаточным для работы каскадов, формируется импульсное напряжение, подтверждающее факт настройки на радиостанцию.

Детектор (демодулятор) сигналов предназначен для выделения низкочастотного информационного сигнала из колебаний промежуточной частоты. В зависимости от используемого вида модуляции применяется соответствующий детектор. В моделях высокого класса для приема стереофонических программ в УКВ диапазоне после частотного детектора устанавливается стереодекодер.

Декодер системы RDS содержит схему ФАПЧ и фазовый детектор с устройством формирования выходных сигналов. Цифровая информация с выхода декодера системы RDS обычно используется микропроцессорной системой управления.

Антенны радиоприемного устройства в зависимости от рабочих частот имеют различную конструкцию. Часто в диапазонах ДВ и СВ (иногда КВ) применяют внутренние магнитные антенны, представляющие собой катушки, помещенные на ферритовом стержне; они компактны и обладают пространственной избирательностью. На этих частотах используются и внешние рамочные антенны, подключаемые через специальный разъем. Такие конструкции тоже имеют избирательную диаграмму направленности, максимумы которой перпендикулярны плоскости рамки.

Входное устройство (рис. 2) осуществляет предварительную селекцию сигналов и согласовывает параметры антенны с входом первого активного элемента УЧР. Обычно в качестве ВУ используется одно- или двухконтурная система. Применение более сложных схем затрудняет процесс перестройки в рабочем диапазоне частот. Связь входного устройства с антенной и активным элементом осуществляется через конденсаторы и катушки индуктивности схемы.

Усилитель радиочастоты является первым активным каскадом радиоприемного устройства. Чаще всего он строится по резонансной схеме с одно- или двухконтурными фильтрами в нагрузке, настроенными на несущую частоту сигнала. Иногда используют апериодические схемы, в которых нагрузкой активного элемента является резистор. Основные задачи УРЧ – усиление сигнала до уровня, достаточного для работы последующих блоков схемы, и его предварительная селекция. Часто УРЧ вместе с УВ называют преселектором, который обеспечивает избирательность радиоприемника по зеркальному каналу, каналу промежуточной частоты и другим дополнительным каналам приема. На избирательность по соседнему каналу он практически не влияет.

Важную роль играет выбор коэффициента усиления преселектора. При его увеличении улучшаются шумовые свойства радиоприемника и возрастает чувствительность. Но при высоком напряжении сигналов возможен переход активных элементов в режимы, соответствующие нелинейным участкам рабочих характеристик.

……..
Структурная схема автомагнитолы

Современные магнитолы имеют возможность иметь в своем составе, помимо классической магнитофонной панели, также панель радиоприемного устройства и систему проигрывания компакт-дисков. Структурная схема представлена на рисунке.

Система радиоприема в автомобильной магнитоле включает в себя антенну, AW/FM тюнер, транзисторные ключи выбора диапазонов, систему автоподстройки частоты ФАПЧ с фильтром. В блока головок магнитофонной панели звуковой сигнал поступает на предусилитель-корректор, потом он поступает на схему коррекции АХЧ. Далее он подается на шумоподавитель DOLBY и на коммутатор сигналов и регулятор уровня; туда же поступают сигналы и с выхода радиоприемника. Эти звуковые сигналы после усиления в УНЧ могут поступать на автомобильную акустическую систему или же на линейный выход. Всеми вышеперечисленными операциями управляет системный контроллер: он определяет параметры коррекции АХЧ, управляет фильтром ФАПЧ. Питание на магнитолу поступает в аккумулятора автомобиля, поэтому имеется стабилизатор напряжения питания. Для управления работой магнитолы, а также для визуального контроля на передней панели есть экран на жидкокристаллической основе, через схему управления клавиатурой и ЖКД эти две функции управляются системным контроллером.

Рисунок – Структурная схема автомагнитолы

Дата добавления: 2015-07-08