Расчёт полосы пропускания линейного тракта приёмника

Необходимая полоса пропускания линейного тракта П определяется реальной шириной спектра принимаемого сигнала П_С с запасом Df_ЗАП

П = П_С + Df_ЗАП. (4.2)

Ширина спектра радиочастот:

для АМ-сигналов

П_С = 2F_В; (4.3)

для ЧМ-сигналов

П_С = 2F_В (1 + + ), (4.4)

где F_В – верхняя (максимальная) частота модуляции сигнала,

– индекс частотной модуляции

, (4.5)

где Df_Д – девиация частоты.

Девиация частоты в диапазоне УКВ1 – ± 50 кГц, а в диапазоне УКВ2 – ± 75 кГц.

Значение Df_ЗАП зависит от относительной нестабильности частот принимаемого сигнала d_С и гетеродина d_Г приёмника, относительной погрешности настройки приёмника (настройки частот гетеродина) d_П и усилителя промежуточной частоты (УПЧ) d_ПР:

Df_ЗАП = 2 . (4.6)

где f_Г - частота гетеродина

f_Г = f_С + f_ПР,

f_ПР - промежуточная частота,

в тракте АМ f_пр = 465 кГц,

в тракте ЧМ f_пр = 10,7 МГц.

Значение d_Г можно определить по табл. 4.1.

Таблица 4.1

Тип гетеродина	Диапазон
ДВ, СВ, КВ	УКВ
Многодиапазонный однокаскадный с плавной перестройкой	10-3 ¸ 10-4	10 – 4
Однодиапазонный однокаскадный с плавной перестройкой	10-4 ¸ 10-5	10-5
Однодиапазонный однокаскадный без перестройки	10-5	10-5

fc – максимальная частота сигнала,

d_С – нестабильность передатчика.

Нестабильность передатчика d_С << d_{Г ..}.Выбирают

для 0-й и для 1-й групп сложности d_С = 0.01 d_Г,

для 2-й и для 3-й групп сложности d_С = 0.1 d_Г.

При ручной настройке с индикацией по звуку ошибки малы и стремятся к нулю, поэтому принимают d_П = 0.

Величина d_ПР зависит от температурного коэффициента катушки индуктивности контуров тракта ПЧ:

для 0-й группы сложности d_ПР = 0,0003,

для 1-й группы сложности d_ПР = 0,0006,

для 2-й группы сложности d_ПР = 0,001,

для 3-й группы сложности d_ПР = 0,003.

4.3. Выбор первых каскадов, обеспечивающих требуемую
чувствительность приёмника

В диапазонах ДВ, СВ, КВ чувствительность приёмника ограничена внешними помехами (промышленными и атмосферными) и собственными шумами.

Для получения требуемой чувствительности с входа внешней антенны Е_А0 коэффициент шума приёмника не должен превышать значения N_Д. В связи с тем, что коэффициент шума приёмника растёт с увеличением частоты, вычислять допустимый коэффициент шума N_Д следует на максимальной частоте сигнала. Если реальная чувствительность задана в виде величины ЭДС Е_А сигнала в антенне:

N_Д £ , (4.7)

где П_Ш – шумовая полоса линейного тракта

П_Ш » 1,1 П;

k – постоянная Больцмана;

k = 1,38 10^-23 ;

Т₀ = 290 К – стандартная температура приёмника;

h_Д – действующая высота приёмной антенны;

R_А – внутреннее сопротивление приёмной антенны.

Параметры антенны h_Д и R_А выбираются из табл. 4.2.

Таблица 4.2

Тип антенны	Диапазон	hД, м	RA, ом
Внешняя	ДВ, СВ, КВ	3 ¸ 6	150 ¸ 400
Штыревая	КВ	~ l/2*	60 ¸ 120
Автомобильная штыревая	ДВ, СВ, КВ	~ l/2*	60 ¸ 120
Магнитная	ДВ, СВ	(1,5 ¸ 8)×10-3	10 ¸ 20
Штыревая	УКВ	0,5	20 ¸ 30

* Примечание: l – длина антенны.

Напряжённость поля внешних помех Е_П определяют из графика, приведённого на рис. 4.1.

В соответствии с [2] требуемое входное отношение сигнал/помеха при АМ определяется по формуле

g_ВХ » g_ВЫХ × , (4.8)

где g_ВЫХ - минимально допустимое отношение сигнал/помеха на выходе приёмника. При АМ в радиовещательных приёмниках
g_ВЫХ = 20дБ(10 раз);

k_П = – пик-фактор модулирующего сообщения, т. е. отношение максимального значения напряжения к действующему;

m_А = 0,3 – максимальный коэффициент модуляции сигнала;

П_ВЫХ = 1,1×F_В - полоса пропускания УНЧ.

Рис. 4.1

Величину g_ВХ при ЧМ рассчитывают по формуле

g_ВХ » g_ВЫХ × , (4.9)

где g_ВЫХ = 26 дБ (20 раз);

m_ЧМ = - индекс частотной модуляции.

Формула (4.9) справедлива для g_ВХ ³ 10 дБ (3,16 раза). Если получаем g_ВХ < 3,16 раза, то принимаем g_ВХ = 3,16.

Обычно в диапазонах ДВ, СВ, КВ уровень внешних помех на входе приёмника оказывается больше приведённого к входу уровня шумов приёмника, поэтому получаем N_Д < 0. Следовательно, чувствительность приёмника ограничена внешними помехами, поэтому бесцельно снижать коэффициент шума приёмника путём введения УРЧ только для этой цели. В этом случае, с точки зрения обеспечения заданной чувствительности, первым каскадом приёмника после входной цепи может быть преобразователь частоты.