Параметры радиоприемных устройств

В техническом задании на проектирование обычно указываются электрические, конструктивно-эксплуатационные и производственно-экономические показатели.

К основным электрическим характеристикам относятся верность воспроизведения сообщения, диапазон рабочих частот, чувствительность, избирательность, динамический диапазон, помехоустойчивость, эффективность регулировок и электромагнитная совместимость.

К конструктивно-эксплуатационным характеристикам относятся масса, габариты, экономичность питания, надежность, ремонтопригодность, эргономические показатели и стабильность характеристик при изменении условий эксплуатации.

В производственно-экономические показатели входят стоимость, степень интеграции и унификации узлов, серийноспособность, вид технологического процесса при изготовлении и сроки разработки.

В задании на учебное проектирование приводится только некоторая часть этих показателей, остальные дорабатываются студентом в процессе проектирования. Заданные показатели обязательно должны быть выдержаны, желательно с некоторым запасом, учитывающим старение элементов и различия в условиях эксплуатации. Однако значительное превышение качественных показателей недопустимо. Это связано с тем, что улучшение одних характеристик всегда сопровождается ухудшением других. Например, при увеличении чувствительности приемника может ухудшиться его избирательность, уменьшиться динамический диапазон, возрасти стоимость и т.д. При проектировании необходимо достигнуть некоторого компромисса, обеспечивающего достаточно высокие показатели по всей совокупности параметров.

Качественные показатели супергетеродинного приемника определяются следующими электрическими характеристиками:

1. Чувствительность ─ способность приемника принимать слабые сигналы. Количественно для радиоприемников умеренно высоких частот чувствительность оценивается минимальной ЭДС в антенне Е _А нормально модулированного сигнала, при которой на выходе приемника сигнал воспроизводится с требуемым качеством.

Под требуемым качеством можно понимать:

- получение заданного уровня сигнала на выходе приемника (так определяется максимальная чувствительность);

- получение определенного отношения мощности сигнала к мощности шумов на выходе приемника (так определяется реальная чувствительность);

- выполнение одного из вероятностных критериев качества приема (вероятность правильного приема, вероятность ошибки).

2. Избирательность (селективность) – способность приемникавыделять полезный сигнал, ослабляя действие помех.

Основное значение имеет частотная избирательность. Различают односигнальную и многосигнальную (эффективную) частотную избирательность.

Односигнальная избирательность определяется амплитудно-частотной характеристикой фильтров усилительно-преобразовательного тракта приемника при действии на его входе одного малого сигнала, не вызывающего нелинейных эффектов. Она оценивается по нормированной амплитудно-частотной характеристике:

γ (f) ,

где К (f) ─ модуль коэффициента усиления по напряжению на произвольной частоте f, К ₀ ‑ резонансный коэффициент усиления. Селективность оценивается обратной величиной:

Se = K ₀ / K (f)

и определяет ослабление помехи при заданной расстройке Δ f = f ‑ f ₀.

Обычно избирательность выражается в децибелах:

Se = 20 lg (K ₀ / K (f)) дБ.

Методом односигнальной избирательности оценивается также избирательность по побочным каналам приема супергетеродинного приемника: по зеркальному каналу, по каналу прямого прохождения, по каналам преобразования частоты, образованным гармониками частоты гетеродина.

В условиях действия сильных помех, приводящих к эффектам блокирования сигнала, перекрестной модуляции и интермодуляции, используется понятие эффективной или многосигнальной избирательности.

Блокированием называют уменьшение коэффициента усиления усилительно-преобразовательного тракта под действием сильных мешающих сигналов с частотами, отличающимися от частот основного и побочного каналов приема. Перекрестная модуляция проявляется в переносе модуляции помехи на несущую полезного сигнала за счет нелинейности усилительно-преобразовательного тракта. Интермодуляция заключается в том, что при воздействии на нелинейный элемент усилительно-преобразовательного тракта двух или более помех различных частот, на его выходе в спектре интермодуляционных колебаний вида m f ₁ ± n f ₂ ± p f ₃ ±… возникает составляющая, совпадающая либо с частотой настройки приемника, либо с частотой какого-то побочного канала приема.

Количественно многосигнальная избирательность может быть оценена полосой забития сигнала, коэффициентом перекрестной модуляции или допустимым уровнем взаимомодулирующих сигналов.

3. Помехоустойчивость ─ способность приемника обеспечивать нормальное функционирование в условиях воздействия определенной совокупности помех. Существуют различные критерии количественной оценки помехоустойчивости: вероятностный, энергетический, артикуляционный.

4. Электромагнитная совместимость ─ возможность приемника работать совместно с другими радиоэлектронными устройствами и системами.

5. Верность воспроизведения сообщений. Количественно верность воспроизведения оценивается искажениями выходного сигнала приемника по отношению к модулирующей функции. К статическим искажениям относятся линейные (амплитудно-частотные и фазовые) и нелинейные (коэффициенты гармоник основной частоты модуляции). К динамическим искажениям относятся переходные искажения, характеризующие временную зависимость выходного напряжения приемника при подаче на его вход радиоимпульса (время запаздывания импульса, время нарастания переднего фронта, выброс переходной характеристики, спад плоской вершины импульса).

6. Динамический диапазон характеризует допустимый минимальный и допустимый максимальный уровни входных сигналов. Динамический диапазон по основному каналу приема ─ это пределы изменения уровня входных сигналов, при которых потеря информации не превышает заданного значения. Нижняя граница динамического диапазона по основному каналу приема ограничена шумами приемника, верхняя ─ нелинейными искажениями. Динамический диапазон по соседним каналам приема ограничен искажениями информации, возникающими за счет действия мощных помех, действующих в соседних каналах.

Среди других электрических характеристик отметим характеристики частотной настройки (диапазон или набор рабочих частот), параметры регулировок, выходную мощность, параметры системы питания. Кроме электрических характеристик большое значение имеют конструктивно - эксплуатационные и производственно - экономические характеристики.