MIARY JAKOŚCI ODBIORNIKA

1. Czułość użytkowa - najmniejszy poziom sygnału wejściowego, przy którym uzyskuje się na wyjściu odbiornika poziom sygnału niezbędny do jego normalnej pracy, przy dopuszczalnym stosunku sygnał/szum na wyjściu.

Poziom sygnału wejściowego - SEM sygnału w obwodzie anteny ,przy odpowiedniej dla danego odbiornika głębokości i rodzaju modulacji, lub moc dysponowana w obwodzie anteny.

Jeżeli przy maks. wzmocnieniu odbiornika wymagany poziom sygnału na wyjściu jest osiągany dla lepszego (gorszego) niż wymagany S/N, to jego czułość użytkowa ograniczona jest wzmocnieniem (szumami).

2. Czułość graniczna - rozporządzalna moc sygnału wzbudzanego w antenie, przypadająca na 1 [Hz] skutecznej szerokości kanału użytecznego, przy której uzyskuje się na wyjściu odbiornika stosunek mocy sygnału P_S do całkowitej mocy szumów P_SZ równy

jeden.

3 Selektywność odbiornika dla małych odstrojeń . Miary selektywności dla małych odstrojeń.

Selektywność O. R.- to jego zdolność do wydzielenia sygnału pożądanego spośród syg. Niepożądanych i zakłóceń radiotechnicznych które mogą być odebrane przez antenę jednocześnie z syg. Pożądanym.

Miary selektywności dla:

• małych sygnałów ( praca liniowa )

• dużych sygnałów ( praca nieliniowa)

• małych odstrojeń

• dużych odstrojeń

przy założeniu że odbiornik pracuje liniowo idealną ch-ką selektywności byłaby prostokątnakrzywa selektywności o szerokim widmie odbieranego sygnału

Charakterystyka taka jest niemożliwa do realizacji. Rzeczywista krzywa przenoszenia może mieć następujący kształt.

lgk

T '_n T ''_n

f_n ` f_n''

Parametry opisujące krzywą w pobliżu częstotliwości f_s są miarami selektywności dla małych odstrojeń (ich reprezentantem jest T_n' dla f_n `) Parametry opisujace z dala od f_s są miarami dużych odstrojeń (T ''_n dla f_n'')

Zamiast krzywej rezonansowej podajemy często wartość tłumienia dla odstrojeń Δf (selektancja)

U

U₀

U₁

f₀+Δf

Selektancja jest uproszczoną liczbową wartością dla krzywej selektancji.

• dla małych odstrojeń podaje się w punkcie odpowiadającym sąsiedniemy kanałowi.

AM - tłumiony jest kanał sąsiedni

FM - tłumiony jest kanał odległy o 300kHz

Inną miarą selektywności jest współczynnik prostokątności p

lgk

y₁

B₁

y₂

B₂ f

Najczęściej y₁=3dB , y₂=20dB

Współczynnik prostokątności

W idealnym przypadku p=1 w rzeczywistym p <1.

Są również wartości y₁=6dB i y₂=40dB.

4 Selektywność odbiornika superheterodynowego dla dużych odstrojeń . Miary selektywności dla dużych odstrojeń.

Dla małych sygnałów i dużych odstrojeń dla odbiornika superheterodynowego wyznaczamy:

• tłumienie sygnałów lustrzanych T_L

• tłumienie syg. o częstotliwości pośredniej T_p

U U₀

T_p T_L

f_p f_s f_n f_L

f_L= f_s+2 f_p

Selektancja dla częstotliwości pośrednich

T_p=20logU₀/U_p

Selektancja dla częstotliwości lustrzanych

T_L=20logU₀/U_L

Dla AM Δf=9 kHz f_p=465 kHz

Jednosygnałowa krzywa selektywności możliwa jest do zmierzenia tylko dla AM . dokonujemy jej pomiaru pomijajac działanie ARW.

5. Najistotniejsze zjawiska nieliniowe w odbiorniku radiowym. Ich wpływ na selektywność odbiornika.

Modulacja skrośna - pasożytnicze zmodulowanie sygnału użytecznego silnym sygnałem niepożądanym z poza pasma pożądanego.Za m.s. odpowiada nieliniowość 3 rzędu.

Intermodulacja - pojawienie się w kanale użytecznym sygnałów zakłócających, których harmoniczne sumy lub różnicy mają takie częstotliwości, które wnikają w kanał użyteczny (na skali powstaje stacja, która nie powinna się tam znajdować).

Blokowanie silnym sygnałem zakłócającym - to efekt „zatykania” odbiornika na wskutek detekcji sygnału w.cz. na nieliniowości stopni wejściowych odbiornika.(zmniejszenie głośności lub utrata głośności stacji, zazwyczaj występuje w pobliżu nadajników).

7. Miary wierności odtwarzania opisujące liniową pracę odbiornika

Zniekształcenia liniowe możemy podzielić na :

zniekształcenia tłumieniowe-wywołane nierównomiernym wzmocnieniem w funkcji częstotliwości (z.t.są zauważane przez ucho ludzkie ,gdy moc spadnie o 3 dB) zniekształcenia fazowe-występują z powodu niewłaściwych przesunięć kątów fazowych,które są szczególnie szkodliwe w odbiornikach telewizyjnych.( w torze monofonicznym z.f. można pominąć)

Miarą zniekształceń tłumieniowych są nierównomierności przebiegów charakterystyk wzmocnienia w funkcji częstotliwości ,a miarą zniekształceń fazowych są odchylenia charakterystyk fazowych od przebiegu

prostokątnego.

8. Miary wierności odtwarzania opisujące nieliniową pracę odbiornika

Zniekształcenia nieliniowe polegają na powstawaniu sygnałów o częstotliwościach harmonicznych i kombinowanych .Przy powstaniu tych zniekształceń sygnał na wyjściu danego stopnia w odbiorniku zawiera dodatkowe składowe ,których nie było w sygnale wejściowym. Główną przyczyną powstawania zniekształceń nieliniowych są nieliniowe charakterystyki lamp i tranzystorów .Podstawową miarą zniekształceń nieliniowych jest współczynnik zawartości harmonicznych.

9. Promieniowanie odbiornika-

następuje przez antenę, uziemienie, kabel sieciowy i przy wysokich częstotliwościach przez większe elementy odbiornika. Promieniowanie jest tym większe im większa jest częstotliwość pracy. Miarą tego promieniowania jest wartość pola wytwarzanego przez odb. W określonej odległości od niego, oraz wartość napięcia mierzonego na zaciskach kabla sieciowego i anteny względem ziemi, pomiar wykonujemy w układzie niesymetrycznym. W odb. superheterodynowych mamy promieniowanie o f. równej częstot. heterodyny i jej harmonicznych jak również o f. pośredniej. Dla każdego odb. określamy poziom max. promieniowania.

SCHEMATY BLOKOWE ODBIORNIKÓW

1. Schemat blokowy i cechy odbiornika o wzmocnieniu bezpośrednim

Odbiornik o wzmocnieniu bezpośrednim to odbiornik, w którym wzmocnienie sygnału przed detektorem odbywa się na normalnej częstotliwości sygnału odbieranego. Obwody wejściowe i wzmacniacz w.cz. są przestrajane jednocześnie (pracują synchroniczne).

2 Schemat blokowy i cechy odbiornika superheterodynowego

f_s = f_h - f_p

(fs - częstotliwość sygnału, fh - heterodyny, fp - pośrednia)

Odbiornikami superheterodynowymi nazywamy odbiorniki pracujące w układach z przemianą częstotliwości. Odbierany z anteny sygnał w.cz. zostaje przetworzony w mieszaczu na sygnał o częstotliwości pośredniej a następnie za pomocą detektora przetworzony na sygnał o częstotliwości akustycznej.

Wzmacniacz p.cz. odpowiada za wzmocnienie odbiornika a jego charakterystyki decydują o selektywności układu.

3. Schemat i cechy odbiornika synchrodynowego

Sygnał

odbierany

Cechy:

• do detektora selektywnego doprow. jest napięcie z heterodyny synchronicznej o częstotliwości i fazie fali nośnej sygnału;

• układ detekcyjny to prawie układ przemiany częst. z tą różnicą, że zamiast częstotliwości pośredniej otrzymujemy od razu m. cz. wydzielaną przez odpowiedni filtr;

• cudowne działanie detektora (wydzielenie sygnału pożądanego) uzyskuje się poprzez spotęgowanie napięcia częstotliwości nośnej sygnału za pomocą zsynchronizowanej heterodyny;

• obiór na tej zasadzie znalazł realizację w układach scalonych.

4. Schemat i cechy odbiornika z podwójną przemianą częstotliwości

f_p1= f_h1 - f_s f_p2= f_h2 - f_p1 oraz f_p1>>f_p2

Cechy:

• Sygnałem niepożądanym jest częstotliwość lustrzana f_l=f_p1+f_p2 - (z tego względu wzm.p.cz.1 musi zapewnić odpowiednio duże tłumienie);

• Wniosek: zastosowanie podwójnej przemiany powoduje zmniejszenie wpływu sygnałów pasożytniczych i lustrzanych;

• Jest to możliwe głównie dzięki dość dużej wartości pierwszej częstotliwości pośredniej (np. 2MHz w odb. półprofesjonalnych wtedy częstotliwość lustrzana leży w odległości 4MHz);

• Podwójna przemiana częstotliwości stosowana jest głównie do odbioru fal b. krótkich w odbiornikach superheterodynowych.

ODBIÓR SUPERHETERODYNOWY

1 Zalety odbiorników superheterodynowych

Głównymi zaletami odbiorników superheterodynow . są b. dobre właściwości elektryczne, tj. czułość i wierność, a przede wszystkim selektywność, jakie stosunkowo łatwo można uzyskać przy znacznie prostszej i tańszej konstrukcji pomimo bardziej złożonych przebiegów elektrycznych, jakie zachodzą przy odbiorze superheterodynowym. Właściwości charakterystyczne całego odbiornika zależą głównie od właściwości wzmacniacza p.cz. i dzięki temu w granicach całego zakresu jak i przy zmianie zakresu czułość, selektywność i szerokość pasma zmieniają się w niewielkim zakresie. Łatwa obsługa- jednoczesne strojenie obw. rezonansowych w.cz. i heterodyny. Czułość może być doprowadzana do dowolnego poziomu ograniczonego jedynie poziomem szumów własnych.

Wadą odb. superheterodynowych. są zakłócenia (interferencje) wywołane sygnałami lustrzanymi i harmonicznymi heterodyny, sygnału odbieranego i fp.cz., poza tym promieniowanie heterodyny - powoduje zakłócenia w innych odb.

2 Wybór przemiany (sumaryczna, różnicowa, fh>fs, fh<fs)

Przemianą częstotliwości nazywamy proces stosowany w odb. superheterodynowych, w którym odebrane z anten prądy w.cz. zamieniane są na inne prady w.cz. zwanej częstotliwością pośrednią fp. Przy przemianie częstotliwości można dowolnie wykorzystać jako częstotliwość pośrednią bądź sumę fh i fs lub różnicę . Ze względu na selektywność i wzmocnienie wzmacniacza p.cz korzystne jest stosowanie możliwie małej fp<fs ,stad w praktyce stosuje się fp uzyskane w wyniku przemiany różnicowej

Przy danej fp istnieją dwie f heterodyny fh1 i fh2 przy których można odbierać częstotliwość sygnału pożądanego fs tj. fh1=fs-fp (fh1<fs) przemiana sumacyjna lub fh2=fs+fp (fh2>fs). W praktyce przeważnie stosowana jest ta ostatnia ze względu na większy zakres odbieranych częstotliwości, zwana przemiana różnicową

fp= fh-fs

3,4 kanały nieporządane

Przemiana w odb superhet. Jest zjawiskiem nie liniowym. Na wejsciu układu jest podany pojedynczy sygnał :

f=(k*fn±fp)

k- rząd nieliniowości .dla heter.

m- rząd nieliniowości dla sygnału

Najlepszy przypadek jest gdy k=0 a m.=1⇒f=fp (nie jest wykorzystana przemiana)

Gdy k=0,m.=2⇒f=fp/2

Sa to dwa przypadki sygnału bez użycia heterodyny

k=1,m.=1⇒f=fn-fp=fs- odbieranie sygnału użytecznego, f=fn+fp=fl - odbieranie sygnału lustrzanego

Dwa przypadki są efektem przemiany liniowej. Jest to celowe zjawisko. Przy wyższych harmonicznych będzie to zjawisko nieliniowe dla k,m≥2. Ogólnie sygnały zakłóceniowe można nazwać sygnałami wspókanałowymi

Dla odb. Superheterod. Bez obwodów wejściowych nie jest możliwa dobra praca co jest pokazane powyżej Wprowadzenie obwodów uwypukla sygnały użyteczne względem zniekształceń

5 Częstotliwość dostrojenia odbiornika 102MHz.

Częstotliwość pośrednia 10,7MHz Wyznaczyć częstotliwości 5 najistotniejszych kanałów niepożądanych przy podaniu na wejście odb. pojedynczego sygnału zakłócającego.

6. Rola obwodów wejściowych w odbiorniku superheterodynowym

Obwody we. służą do:

- odseparowania sygnałów pożądanych od zakłóceń

- doprowadzenie go do z możliwie dużą amplitudą do obwodów I stopnia wzmacniającego

- szczególnie w odbiornikach superheterodynowych do tłumią sygnały lustrzane

Stosuje się w obwodach we. pewne dodatkowe środki tłumiące syg. Lustrzane f_l.

Osłabienie f_l z uwzględnieniem wpływu sprzężenia z anteną określa się przez tłumienność:
γ_R-wykorzystanie obw. we przy f_R (cz. rezonansowa); γ_L-wykorzystanie obw. we. przy f_l (lustrzanka)

Stosuje się dodatkowe eliminatory lustrzanki w postaci szereg. Lub równoległych obw. rezonansowych lub przez kompensacje lustrzanki

7. Skutki niedokładnego spełnienia warunku współbieżności w odbiorniku superheterod

Podczas przestrajania obwodu heterodyny jednocześnie z pozostałymi obwodami strojonymi powstaje błąd tym mniejszy im mniejsza jest f_p (pośrednia) w porównaniu z f_s (sygnał) i im mniejszy jest stosunek maksymalnej do minimalnej częst. sygnału. Błąd ten powoduje że:

-syg. wyselekcjonowany w obwodach we jest mniejszy niż możliwy do uzyskania z powodu przesunięcia względem siebie rezonansów w kolejnych stopniach,

- maleje czułość odbiornika

- maleje wzmocnienie kolejnych stopni przestrajanych odbiornika

Jeśli błąd dostrojenia jest większy przy większych częstot. to wpływ tego błędu na pracę odb. jest prawie stały.

8. Wybór czestotliwości pośredniej

Częstotliwość nośna syg. Odbieranego jest przetwarzana w stopniu przemiany częstot. na pośrednią cz. Z reguły F_p<F_s

Przy przemianie częstotliwości można korzystać z sumy f_H i f_S bądź z ich różnicy

F_p=F_H+F_S lub F_p=F_H-F_s

Ze wzgl. Na selektywność i wzmocnienie wzmacniaczy p.cz. korzystnie jest stosować możliwie małą F_p<F_s , a więc korzystamy z różnicy. Wybiera się możliwie dużą F_p ze względu na sygnały lustrzane F_s1-F_s=2F_p tak aby syg. Lustrzane były jak najdalej

9 Cechy charakterystyczne małej częstotliwości pośredniej i dużej częstotliwości pośredniej.

I) mała częstotliwość pośrednia fp

• pozwala uzyskać wąskie pasmo przenoszenia i dużą selektywność przy małych odstrojeniach

• stabilne wzmocnienie na stopień (duże)

• wadą jest małe tłumienie fl lustrzanych sygnałów

II) duża częstotliwość pośrednia fp

• łatwe uzyskanie szerokiego pasma przenoszenia

• duże tłumienie sygnałów lustrzanych

• słaba selektywność prz małych odstrojeniach

• wada: małe dopuszczalne wzmocnienie na stopień

AM~ 455kHz

FM~ 10,7 MHz

Wybór: fp =fh + fs ; fp = | fh - fs | - stosowana

ANTENY

4.Antena ferrytowa. Wysokość skuteczna. Charakterystyka promieniowania. Impedancja anteny.

Antena ferrytowa jest zaliczana do anten zamkniętych. Tworzy ją cewka ze rdzeniem. Stosujemy ją zawsze w obwodzie rezonansowym. Jest powszechnie stosowana na fale długie i średnie. Stosujemy rdzeń ferrytowy ponieważ jest to rdzeń o małych stratach i dużej przenikalności względnej dla dużych częstotliwości. Impedancja anteny ma charakter indukcyjny. Indukcyjność anteny:

L[nH],D[cm],l_c[cm]

Wysokość skuteczna: μ_r -wypadkowa przenikalność magnetyczna rdzenia ferromagnetycznego w danej postaci fizycznej; zależy od: przenikalności rdzenia μ_p, stosunku l/d (smukłości rdzenia), stosunku położenia cewki na rdzeniu (x/l), stosunku długości cewki do długości rdzenia (lc/l)

5. Antena sztuczna

Antena sztuczne rezystancyjne są stosowane tam gdzie anteny rzeczywiste mają charakter impedancyjny ; maja układ symetryczny i niesym.

1 -Normalna antena sztuczna odpowiada antenie otwartej zewnętrznej antenie o wysokości skutecznej ≈ 2m.; stosowana na zakres 100k-30M; ma ona charakter dwójnikowy; nie uwzględnia charakteru kierunkowego anteny

2 -Specjalna antena sztuczna odpowiadająca antenie pokojowej; lf=5; ma charakter dwójnikowy; schematy na zakres f<1.7M i dla f=6-30M

3 -Specjalna antena sztuczna odpowiadająca antenie samochodowej, jest anteną czwórnikową

4 -Specjalna antena sztuczna odpowiadająca antenie teleskopowej (np. antena w odbiorniku radiofonicznym), jest anteną dwójnikową, C1 jest pojemnością anteny teleskopowej w stosunku do mocy odbiornika

6 Standardowa antena sztuczna na zakres

100kHz - 30MHz

Dla odbiorników AM stosuje się normalną odpowiadającą antenie zewnętrznej o wysokości skutecznej h_sk=2m

Antena ma charakter dwójnikowy więc E'=E. Antena sztuczna nie uwzględnia charakteru kierunkowego anteny.

7.Anteny sztuczne zastępujące anteny rezonansowe

Dla radiodyfuzji FM oraz TV stosuje się anteny sztuczne rezystancyjne. Wymagania :

• rezystancja anteny sztucznej widziana przez odbiornik była równa modułowi impedancji rezonansowej zastosowanej anteny

• antena sztuczna powinna mieć w zależności od zastosowania możliwość pracy w układzie symetrycznym i niesymetrycznym

Antena i generator są niesymetryczne :

generator niesymetryczny - odbiornik symetryczny

(transformator symetryzujący)

OBWODY WEJŚCIOWE

Obwody wejściowe

1. Wymagania stawiane obwodom wejściowym:

• możliwie duże wykorzystanie γ_r,

• możliwie dobra selektywność γ/γ_r, powinna być największa w przypadku czułości odbiornika o ograniczonym wzmocnieniu,

• dostateczna szerokość pasma,

• możliwe niewielkie rozstrojenie obwodu wejściowego wywołane oddziaływaniem anteny bądź też zmianą jej parametrów,

• wartość transmitancji γ_r powinna być możliwie stała w ramach odbieranego zakresu częstotliwości,

• pokrycie żądanego zakresu fal

.

3. Cechy charakterystyczne obwodów wejściowych przeznaczonych do współpracy z antenami o różnych parametrach.

Obwody wejściowe służą do sprzężenia anteny z 1-szym stopniem wzmocnienia odbiornika. Ich zadaniem jest wstępne wydzielenie pożądanego z widma sygnału odbieranego oraz doprowadzenie sygnału z możliwie małymi stratami do 1-go stopnia wzmocnienia odbiornika. Wymagania wobec obwodów wejściowych:

• γ_rmax powinna być jak największa przy czułości odbiornika ograniczonej wzmocnieniem

• γ_{r optym.} przy dostatecznie dużym wzmocnieniu przy czułości odb. ograniczonej szumami

• najlepsza selektywność dla dużych odstrojeń

• pasmo -warunek przeniesienie określonego zakresu częstotliwości

• niewielkie odstrojenia obwodu wej. Wywołane oddziaływaniem anteny lub zmianą jej parametrów

• wartość γ_r powinna być możliwie stała w odbieranym zakresie częstotliwości

• przestrojenie obwodów wej. Powinno być możliwe w odbieranym zakresie

Obwody pracujące z anteną o różnych parametrach( różne impedancje)

Należy założyć słabe sprzężenie z anteną - minimalizacja wpływu anteny na obwody wejściowe. Warunki przekazywania energii z anteny do odbiornika są dalekie od optymalnych. Sprzężenie znacznie mniejsze od optymalnego. Czynniki rozstrajające to fakt dołączenia anteny oraz zmiana pojemności anteny.

Przykład. Odbiór AM:

-częstotliwość rezonansowa anteny leży poza zakresem odbiorczym

-impedancja wejściowa anteny ma charakter reaktancyjny o dużej zmienności w funkcji częstotliwości.

4. Obwód wejściowy o sprzężeniu transformatorowym z anteną otwartą. Schemat. Przebieg γ_r =f(f_r) oraz γ/γ_r =f(f) dla różnych wartości L_A

dla anteny dla obwodu wejściowego

1. f_Smin<f_A1<f_Smax

2. f_Smin>f_A2 -sprzężenie wysokoindukcyjne

3. f_Smax<f_A3 -sprzężenie niskoindukcyjne

słabe tłumienie sygnałów lustrzanych lepsze tłumienie sygnałów lustrzanych ale mniejsze tłumienie sygn. o niskich częstotliwościach

6. Obwody wejściowe o sprzężeniu pojemnościowym

Obwód wejściowy o sprzężeniu pojemnościowym prądowym. Schemat. Cechy charakterystyczne.

Im mniejsza jest pojemność C₁, tym mniejszy jest wzrost rezystancji obwodu wskutek oddziaływania anteny i tym lepsza jest selektywność, maleje jednak przy tym γ_r, dlatego wartość pojemności C₁ ustala się możliwie dużą.

, przy czym
.

, przy czym
.

Zasadniczą wadą tego sprzężenia jest silna zależność przekładni (γ ?) i dobroci obwodu od częstotliwości. Układ można stosować w odbiornikach pracujących na jedną częstotliwość lub przestrajanych w wąskim paśmie oraz tam gdzie znane są parametry anteny i przewidywany zakres zmian pojemności C_A nie jest duży (np. odbiorniki samochodowe). Silna zależność γ może być częściowo skompensowana w obwodzie antenowym wzmacniacza w.cz. gdzie istnieje możliwość uformowania ch-ki wzmocnienia opadającego ze wzrostem częstotliwości.

7.Wpływ wielkości pojemności sprzęgającej z obwodem antenowym na parametry obwodu wejściowego ze sprzężeniem pojemnościowym prądowym z anteną otwartą.

8. Obwód wejściowy z anteną ferrytową. Schemat ideowy i zastępczy. Napięcie na obwodzie przy rezonansie.

Schemat ideowy:

Schemat zastępczy:

Napięcie na obwodzie przy rezonansie:

gdzie:

- dobroć wypadkowa

9 Obwody wejściowe współpracujące z antenami rezonansowymi (antenami o małej reaktancji). Ogólny schemat. Cechy charakterystyczne.

Schemat:

Zo - impedancja falowa linii, R_A - rezystancja wewnętrzna anteny

Schemat zastępczy

• antena o małej reaktancji Xa<<Ra pracuje w pobliżu własnej częst. rezonansowej

• sygnał doprowadzany za pośrednictwem linii przesyłowej dla uniknięcia strat ener. syg. Zo=Ra

• rodzaj linii powinien odpowiadać pod względem symetrii lub asymetrii rodzajowi anteny

• układ wejściowy sprzęga się z linią za pomocą transformatora wówczas gdy Zo ≠ Ra

• przez dobór optymalnych sprzężeń można uzyskać minimum współczynnika szumów przy jednoczesnym uzyskaniu dobrej selektywności,

• chcąc uzyskać dobrą selektywność układu wejściowego dobroć obw. wejściowego powinna być jak największa,

• szerokość pasma nie powinna być mniejsza od dopuszczalnej wartości 2∆f_pmin - warunek prawidłowego odbioru syg. pożądanych,

10 Eliminatory sygn. niepożądanych

ELIMINATORY stosujemy w celu zwiększenia tłumienia sygn. o częst. niepożądanych (np. częst. pośredniej)

Są to obwody rezonansowe o dużej dobroci dostrojone do częst. którą mają tłumić.

Eliminator szeregowy

Skuteczny przy mniejszej impedancji anteny i obciążenia.

Eliminator równoległy

Stosujemy przy dużej impedancji anteny i obciążenia.

WZMACNIACZE W.CZ. MIESZACZE HETERODYNY

1. Wzmacniacze w. cz. - funkcja, wymagania, wzmocnienie minimalne.

Wzm. w.cz. - wzmacniacz sygnałów radiowych przed przemianą, częstotl. względnie przed detekcją.

Zasadnicza funkcja: - doprowadzenie sygnału o częstotl. radiowej do wejścia stopnia przemiany lub detektora, przy zapewnieniu odpowiedniego S/N.

Powinien w znacznym stopniu ograniczać przenikanie napięcia heterodyny i jego harmonicznych do obwodu anteny. W odbiorniku superheterodynowym wzmacniacz powinien zapewnić duże tłumienie sygnałów lustrzanych i sygnałów o częstotliwości = fp. Wzmacniacze nie powinny wprowadzać zniekształceń i być odporne na modulację skrośną.

Wzmocnienie mocy:

Kp=Pwy/Pwe=Re(I₂U₂^*)/Re(I₁U₁^*)

Skuteczne (efektywne) zmocnienie mocy:

Kpe=Pwy/Prg=Re(I₂U₂^*)/(E_g²/4Rg)

5. Efekt zbyt małego zapasu stabilności wzmacniacza selektywnego - metody zwiększania stabilności.

Efekt zbyt małego zapasu stabilności to możliwość wzbudzanie się we wzmacniaczu drgań. Ponadto przy pracy zbyt blisko granicy powstawania drgań obwody są silnie odtłumione, wzmocnienie jest b.duże i przy niewielkich nawet zmianach pracy(zmiana temp. otoczenia, zmiany napięcia zasilania, itp. ) mogą wystąpić duże zmiany wzmocnienia i szerokości pasma pracy.

Metody zwiększania stabilności:

• zastosowanie sprzężenia transformatorowego lub autotransformatorowego,

• zwiększenie konduktancji G₁ lub G₂, tj. zmniejszenie dobroć obwodów rezonansowych,

• zmniejszenie wartości Y₂₁.

6. Przemiana sumacyjna i iloczynowa.

Przemiana sumacyjna zachodzi gdy prądy wielkiej częstotliwości interferują w jednym wspólnym obwodzie dowolnego detektora.

Przy przemianie sumacyjnej nieodzownym czynnikiem jest praca na krzywoliniowej części lub na zakrzywieniu charakterystyki i = ϕ(u) = ϕ(u_s+u_h), powoduje to jednak równocześnie powstawanie zniekształceń nielinearnych i związanych z tym zakłóceń interferencyjnych (modulacja skrośna, odbiór sygnałów niepożądanych).

Przemiana iloczynowa zachodzi gdy prądy o różnej częstotliwości płyną w niezależnych od siebie obwodach.

Przy przemianie iloczynowej charakterystykę i(u) można przedstawić w postaci iloczynu i(u) = ϕ(u_s)ψ(u_h), przy czym funkcje ϕ(u_s) oraz ψ(u_h) nie muszą być nieliniowe. W przypadku gdy funkcje ϕ(u_s) oraz ψ(u_h) są linowe mamy do czynienia z linearną przemianą iloczynową, przy której nie powstają zniekształcenia nielinearne i związane z nimi zakłócenia interferencyjne.

Wzmacniacze, mieszacze, heterodyny.

Parametry charakteryzujące mieszacz to wzmocnienie przemiany oraz współczynnik szumów heterodyny. Schemat blokowy układu przemiany częstotliwości jest następujący:

Rozróżnić możemy przemianę sumacyjną ( suma napięć sygnału i heterodyny) i iloczynową. Dodatkowo możemy mówić o przemianie liniowej i nieliniowej.

9. Mieszacz iloczynowy na tetrodzie MOS.

10. Mieszacz iloczynowy z eliminacją sygnałów lustrzanych. Schemat blokowy.

11. Heterodyny wymagania

• zakres pracy heterodyny powinien być pokryty w sposób ciągły bez luk, o ile heterodyna nie pracuje na sciśle określonych wybranych częstotliwościach

• Amplituda Um powinna być w całym zakresie możliwie stała

• Częstotliwość heterodyny powinna być możliwie stała i nie zależna od wahań napięć zasilających

• Czas ustalania heterodyny od chwili włączenia powinien być możliwie krótki

• Heterodyna powinna pracować przy możliwie małej zawartości harmonicznych

• Prąd heterodyny pobierany ze źródła zasilania powinien być możliwie mały

• Wpływ sygnału pożądanego lub sygnałów zakłócających na amplitudę drgań heterodyny powinien być możliwie mały

STROJENIE I ZESTROJENIE

1.Warunek współbieżności obwodów strojonych odbiornika superheterodynowego.

W celu zmniejszenia liczby gałek strojeniowych odbiornika superheterodynowego od dawna stosuje się kondensatory umieszczone na wspólnej osi obrotowej i strojone za pomocą jednej gałki (lub z zastosowaniem wariometrów lub diod waraktorowych - w każdym razie mamy jedną gałkę - to tak jak w życiu )

Stosując jednogałkowe strojenie obwodów w.cz. i heterodyny należy spełnić jeden warunek współbieżności

,

gdzie: f_h - częstotliwości heterodyny,

f_s - częstotliwość sygnału,

f_p - częstotliwość pośrednia,

const - no że ma być to stałe

Warunek można ten spełnić na 3 sposoby z tym, że pierwszy jest do bani i się go nie stosuje w życiu a drugi umiarkowanie za to 3 jest bardzo popularny (zresztą któryś z nich musiał być)

1. stosuje się kondensatory (są nadziane na jedną oś) zmienne o prostoliniowej ch-ce częstotliwości w funkcji kąta obrotu. Zyskujemy wtedy stała różnicę częstotliwości. Wadą tego sposobu jest brak możliwości wykorzystania całego kąta obrotu w granicach 180^o, przez co zawęża się zakres częstotliwości. Do tego przy kilku podzakresach każdy z nich wymaga innego przesunięcia kąta α₁ co jest bardzo trudne pod względem konstrukcyjnym. Do tego wszystkie wymiary kondziołka o ch-ce prostoliniowej są stosunkowo duże i to był już chyba ten gwózdek do trumny co ją na wieki zamknął.

2. Stosuje się kondensatory o płytkach specjalnie wyciętych - tak dobranych aby spełniony był ten wzorek który podałem na początku. Przy zastosowaniu takich kondensatorów można już uzyskać regulację w zakresie 180^o. Wada jest taka, że ten specjalny wykrój płytek odpowiada jednemu ściśle określonemu zakresowi i tylko przy jednej częstotliwości pośredniej. Przy odbiorniku z kilkoma podzakresami wykrój płytek ustala się dla fal średnich a na falach krótkich i długich dopuszcza się pewne błędy współbieżności. W celu zmniejszenia tych błędów stosuje się dodatkowe kondensatory włączone równolegle i szeregowo z kondensatorem zmiennym i cewką. Co by nie pieprzyć bez sensu - sposób ten nadaje się do zastosowania tylko w odbiornikach jednozakresowych produkowanych masowo gdyż produkcja kondensatorów z płytkami według własnego widzimisię jest opłacalna dopiero przy dużych ilościach (np. na rynek chiński - no żartuję na polski też się nada).

3. Najbardziej rozpowszechniony. Stosuje się kondensatory zmienne o jednakowych wykrojach płytek we wszystkich obwodach - łącznie z obwodem heterodyny. Ch-ka kondensatorów zmiennych z punktu widzenia współbieżności może być dowolna (czyli nie musi być już liniowa jak punkcie 1) gdyż współbieżność uzyskuje się przez dołączenie dodatkowych elementów w obwodzie heterodyny - przeważnie kondensatorów o ściśle określonych wartościach. Dodatkowo dobiera się odpowiednio indukcyjność cewki obwodu heterodyny. W efekcie tych wszystkich zabiegów spełnienie naszej zależności, którą podałem na początku uzyskuje się niezupełnie ścisłe ale błędy zestrojenia pozostają w granicach dopuszczalnych.

2. Przyczyna występowania błędu współbieżności w odbiorniku superheterodynowym

Najważniejszą przyczyną występowania błędu współbieżności jest nie identyczność elementów obwodów polegająca na:

• nie identycznych przebiegach pojemności w funkcji kąta obrotu rotora kondensatorów zmiennych

• różnych wartościach pojemności początkowych dołączonych do kondensatorów zmiennych

• różnych wartościach indukcyjności obwodów

fh - fs = fp = const. Braku stałości różnicy częstotliwości heterodyny i częstotliwości sygnału do których dostrajane są obwody w.cz. w całym zakresie strojenia odbiornika

4. Jak wpływa wielkość f_p i wielkość a_z na błąd współbieżności w odbiorniku superheterodynowym

Warunkiem współbieżności w odbiorniku superhet. jest: różnica częstotliwości heterodyny f_h i częstotliwości sygnału f_s, do której są dostrojone obwody wielkiej częstotliwości, powinna być stała w całym zakresie strojenia odbiornika i równa częstotliwości pośredniej f_p. f_h-f_s=f_p - const

a_z - wsp. zakresu strojenia

1) f_h-f_s=f_p f_s -syg pożądany

2) f_SL-f_h=f_p f_sL -syg lustrzany

korzystny jest wybór małej f_p - uzyskanie wąskiego pasma, duża selektywność przy ,małych odstrojeniach, duża stabilność na stopień

wady: małe tłumienie sygn lustrzanych, tłumienie to jest tym większe im większy jest stosunek 2f_p/f_s.

Jeżeli zmniejszymy f_p dwukrotnie to otzrymamy mniejszą selektywność przy mniejszych odstrojeniach i mniejsze stabilne wzmocnienie na stopień

6. Zestrojenie dwupunktowe z trymerem. Schemat. Przebieg błędu Δf=f(f)

Odpowiednie zestrojenie w dwóch punktach uzyskuje się przez dobór odpowiednich wartości L_H i trymera C_H :

Częstotliwości rezonansowe obwodów :

Odbiór od f_min do f_max : konieczny jest zakres heterodyny:

Błąd zestrojenia :

7. Zestrojenie dwupunktowe z paddingiem. Schemat. Przebieg błędu Δf=f(f)

Jest to strojenie indukcyjne przy pomocy a)trymera indukcyjnego b) paddingu indukcyjnego :

W całym zakresie zachowany powinien być stosunek p=L_W/L_H=const. Częstotliwość rezonansowa:

Natomiast dla obwodu heterodyny:

a)
b)

Wykresy takie same !

8. Zestrojenie trójpunktowe. Schemat.

Przebieg błędu Δf=f(f)

1 -Zestrojenie trójpunktowe przy strojeniu pojemnościowym; dzięki zastosowaniu w obwodzie heterodyny dodatkowych kondensatorów można uzyskać ścisłe zestrojenie obwodów w. cz. i heterodyny w 3 pkt (3 f danego zakresu fal), w innych punktach występują błędy zestrojenia

2 -Zestrojenie trójpunktowe przy strojeniu indukcyjnym; uzyskuje się przez zastosowanie w obwodzie heterodyny dwóch dodatkowych elementów: trymera indukcyjnego Lt i paddingu indukcyjnego Lp

Błąd zestrojenia: Δf=fh-(f+fp); f -rezonansowa w.cz. fp -pośrednia

A tak na marginesie to polecam co niektórym więcej ćwiczeń i praktyki w programie MS Word!!!!!!!!! - straszne!!!!!!!

Mile widziana jakaś pianka dla Czuczu i PelEe

k

B_w

f

f_s

f

f_s

Wzmacniacz

m.cz.

Filtr m. cz.

Detektor

selektywny

Heterodyna

zsynchroni-

zowana

U_S

U_O

C

r_WE

L

U_S

U_O

C

E_A

L

R_A + R'_WE

U1 U2

Ig

u_h

i

u_s

i

u_h

u_s

---