- •Содержание введение 7
- •1Общая характеристика устройств приема и обработки сигналов 8
- •2Структурные схемы линейного тракта устройств приема и обработки сигналов 45
- •3Особенности построения устройств приема и обработки сигналов различного назначения 56
- •4Элементы и узлы устройств приема и обработки сигналов 108
- •5Автоматические регулировки в устройствах приема и обработки сигналов 176
- •6Теория и техника измерения технических характеристик радиоприемных устройств 187
- •7Литература 193 введение
- •Общая характеристика устройств приема и обработки сигналов
- •Общие требования
- •1.2 Основные показатели технических характеристикустройств приема и обработки сигналов
- •1.3 Классификация устройств приема и обработки сигналов
- •1.4 Частотные диапазоны. Радиосигналы. Помехи
- •1.5 Чувствительность устройств приема и обработкисигналов
- •1.6 Избирательность устройств приема и обработки сигналов
- •1.7 Стабильность технических характеристик устройств приема и обработки сигналов
- •1.8 Электромагнитная совместимость и нелинейныеэффекты, возникающие в линейном тракте радиоприемного устройства
- •Структурные схемы линейного тракта устройств приема и обработки сигналов
- •Обобщенная структурная схема устройств приема и обработки сигналов
- •Детекторные устройства приема и обработки сигналов
- •Устройства приема и обработки сигналов прямого усиления
- •Сверхрегенеративные устройства приема и обработки сигналов
- •Супергетеродинные устройства приема и обработки сигналов
- •Устройства приема и обработки сигналов прямого преобразования
- •Инфрадинные устройства приема и обработки сигналов
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов различного назначения
- •Общие сведения по построению схем устройств приема и обработки сигналов различного назначения
- •Особенности построения радиовещательных устройств приема и обработки сигналов
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов систем звукового вещания
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов систем телевизионного вещания
- •Особенности построения профессиональныхустройств приема и обработки сигналов различного назначения
- •Классы радиоизлучений
- •Структурные схемы линейного тракта профессиональных устройств приема и обработки сигналов
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов систем радиосвязи
- •Особенности построения радиолокационных устройств приема и обработки сигналов
- •Особенности построения панорамных устройств приема и обработки сигналов
- •Особенности построения цифровых устройств приема и обработки сигналов
- •Общие сведения построения цифровых устройств приема и обработки сигналов
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов сотовой системы связи
- •Особенности построения устройств приема и обработки сигналов пейджинговой системы связи
- •Элементы и узлы устройств приема и обработки сигналов
- •Входные цепи устройств приема и обработки сигналов
- •Общие сведения и структура входной цепи
- •Классификация, основные параметры и эквиваленты радиоприемных антенн
- •Схемы входных цепей устройств приема и обработки сигналов
- •Входные цепи с ненастроенной антенной
- •Входная цепь с магнитной антенной
- •Входные цепи с настроенной антенной
- •Входные цепи с электронной перестройкой по частоте
- •Шумовые свойства антенно-фидерной системы
- •Селективные усилители радиосигналов устройств приема и обработки сигналов
- •Общие сведения и структура селективных усилителей радиосигналов
- •Усилители радиочастоты устройств приема и обработки сигналов
- •Усилители промежуточной частоты устройств приема и обработки сигналов
- •Шумовые свойства селективных усилителей радиосигналов
- •Преобразователи частоты устройств приема и обработки сигналов
- •Общие сведения и теория преобразования
- •Шумовые свойства преобразователей частоты
- •Особенности построения гетеродинов в преобразователях частоты диапазонных устройств приема и обработки сигналов
- •Детекторы устройств приема и обработки сигналов
- •Общие сведения и структура детекторов радиосигналов
- •Амплитудный детектор радиосигналов
- •Детектор радиоимпульсных сигналов
- •Детектор частотно-модулированных сигналов
- •Фазовые детекторы радиосигналов
- •Автоматические регулировки в устройствахприема и обработки сигналов
- •Общие сведения о системах автоматических регулировок
- •Система автоматической регулировки усиления
- •Система автоматической подстройки частоты
- •Система фазовой автоподстройки частоты
- •Теория и техника измерения технических характеристик радиоприемных устройств
- •Стандартные условия измерения
- •Методы измерения технических характеристик радиовещательного приемника
- •Метод измерения диапазона принимаемых частот
- •Метод измерения реальной чувствительности радиоприемного устройства
- •Односигнальная методика измерения избирательности
- •Метод измерения общей низкочастотной характеристики
- •Метод измерения действия автоматической регулировки усиления
- •Литература
Особенности построения цифровых устройств приема и обработки сигналов
Общие сведения построения цифровых устройств приема и обработки сигналов
Отличительной особенностью радиоприемных цифровых устройств является способ приема и обработки радиосигналов. Переход от аналогового к цифровому может производиться как по сигналу с выхода усилителя радио- или промежуточной частоты (по радиосигналу), так и по сигналу после аналогового детектора (по видеосигналу). При этом существенное значение имеет вид параметра, подвергаемого аналого-цифровому преобразованию.
При цифровой обработке с выхода усилителя радио- или промежуточной частоты радиосигнал на входе радиоприемного устройства представляет собой [23]
, (3.0)
где и– сигнальная и шумовая составляющие входного воздействия;
и – его амплитуда и фаза;
–центральная частота спектра.
При известной частоте входное воздействие (3.21) описывается с помощью комплексной огибающей
, (3.0)
где и– квадратурные составляющие комплексной огибающей.
Аналогово-цифровое преобразование представляет собой дискретизацию по времени и квантование по уровню, которым может подвергаться входное воздействие . Однако при этом спектр входного воздействия должен размещаться в одной из спектральных зонk/2TД, …, (k+1)/2TД, где k =0, 1, 2, …, TД – период дискретизации. В этом случае спектр дискретных отсчетов воздействия при,r=0, 1, 2, … в первой спектральной зоне 0…1/2TД полностью соответствует исходному спектру, поэтому по дискретным отсчетам можно без искажений восстановить непрерывное воздействие. В противном случае спектр при дискретизации искажается.
Для подавления спектральных составляющих исходного сигнала вне спектральной зоны k/2TД…(k+1)/2TД этот сигнал перед дискретизацией пропускают через аналоговый полосовой фильтр с высоким коэффициентом прямоугольности. Нередко для снижения требуемого быстродействия АЦП входной процесс гетеродинируют в область частот первой спектральной зоны 0…1/2ТД. В этом случае, во избежание искажений спектра по зеркальному каналу, полосовой фильтр с высоким коэффициентом прямоугольности применяют перед гетеродированием. Обработку полученных таким образом отсчетов называют обработкой мгновенных значений или обработкой вещественного сигнала.
В другом способе цифровой обработки аналогово-цифровому преобразованию подвергают квадратурные составляющие и, которые можно получить умножением воздействияна два квадратурных гетеродинных колебания с частотойи последующей фильтрацией нижнечастотных составляющих результатов перемножения с помощью ФНЧ. В данном случае использования сложных полосовых избирательных систем не требуется. Однако спектр квадратурных составляющих должен целиком располагаться в первой спектральной зоне. Для обеспечения данного условия требуется ФНЧ с высокими избирательными свойствами. Отсчеты квадратурных составляющих могут быть получены путем дискретизациив моменты времени,, сдвинутые относительно друг друга на четверть периода колебания с частотой. Такой способ обработки называютобработкой комплексного сигнала. Обычно для такой обработки требуется более сложная цифровая часть, но более простая аналоговая, т.к. реализация ФНЧ не представляет сложности.
При обработке видеосигнала наиболее распространенным способом является обработка его мгновенных значений. Однако в некоторых случаях, например в радионавигации и в технике передачи дискретных сообщений, применяют фазовую обработку. Такой способ применим при относительно высоком отношении сигнал-шум на входе АЦП.
При практической реализации обработки сигналов особое внимание обращается на выбор числа уровней квантования в АЦП. При обработке аддитивной смеси сигнала и широкополосного гауссовского шума, особенно если мощность шума на входе АЦП превышает мощность сигнала, широко применяется бинарное квантование. Это резко упрощает цифровую обработку, позволяет отказаться от системы АРУ и заменить АЦП более простым устройством, фиксирующим в моменты дискретизации знак отсчета квантуемого напряжения. Однако при негауссовских помехах (например, гармонических) характеристики цифровой обработки из-за бинарного квантования могут сильно ухудшиться, в этом случае переходят к многоуровневому квантованию. Многоуровневое квантование применяется и тогда, когда мощность сигнала значительно больше мощности шума, причем недопустимо ухудшение отношения сигнал-шум за счет квантования.
В настоящее время широкое распространение получили линии с псевдошумовыми (ПШ) сигналами. В этом случае в радиоприемных устройствах осуществляют аналоговую свертку ПШ-сигнала, т.е. перемножение входной смеси ПШ-радиосигнала с помехой на опорный ПШ-видеосигнал и узкополосную (по сравнению с шириной спектра ПШ-сигнала) фильтрацию результата перемножения. При свертке помехи с любым распределением нормализуются, что позволяет использовать бинарное квантование свернутого сигнала при любых распределениях исходной помехи.