Селективные усилители радиосигналов устройств приема и обработки сигналов
Общие сведения и структура селективных усилителей радиосигналов
К селективным усилителям радиосигналов относятся усилители, предназначенные для усиления мощности сигнала на частоте полезного сигнала, к которым относятся как усилители радиочастоты (УРЧ), так и на преобразованной частоте – усилители промежуточной частоты (УПЧ).
Усилители радиочастоты могут быть как перестраиваемые, так и с фиксированной частотой настройки и служат для обеспечения предварительной избирательности радиоприемных устройств и повышения чувствительности приемника и усиления мощности полезного сигнала.
Усилители промежуточной частоты, как правило, предназначены для работы на фиксированной частоте и служат для обеспечения заданной избирательности по соседнему каналу приема и основного усиления мощности сигнала.
Усилители радиочастоты сигналов и усилители промежуточной частоты классифицируются:
по типу используемого усилительного элемента (лампы, биполярные и полевые транзисторы, интегральные микросхемы и т.п.);
по типу используемого базового усилительного элемента (каскады с ОЭ, ОБ, ОЭ-ОБ, ОИ, ОЗ, дифференциальные каскады и т.д.);
по диапазону принимаемых частот;
по способу связи с источником сигнала и нагрузкой;
по способу реализации заданной избирательности (сосредоточенной и распределенной);
по конструктивному исполнению (избирательные цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами);
по виду цепей, обеспечивающих селективность (отрезки линий с распределенными параметрами, отрезки волноводов, объемные резонаторы; полосовые фильтры из связанных резонансных цепей; пьезоэлектрические и электромеханические фильтры);
по виду амплитудно-частотной характеристики (ФНЧ, ФВЧ, полосовые);
по виду функциональной зависимости амплитудной характеристики (линейные, логарифмические, усилители-ограничители).
При определении конкретных требований к УРЧ необходимо учитывать следующие особенности:
Малый уровень сигнала на входе усилителя радиочастоты, поэтому усилитель должен иметь малые собственные шумы и высокую степень линейности амплитудной характеристики.
Широкий динамический диапазон входных воздействий на входе усилителя радиочастоты.
Малый уровень нелинейных искажений, обусловленных воздействием полезного сигнала и помех по основному и дополнительным (паразитным) каналам приема, поэтому необходимо ослабить их влияние на селективный усилитель или смеситель с помощью избирательных цепей и цепей регулировки усиления.
Обеспечение в приемнике диапазонного типа заданный диапазон его перестройки.
Избирательные свойства УРЧ не должны влиять на изменение эффективной ширины спектра принимаемого сигнала.
Малая температурная зависимость основных качественных показателей усилителя радиочастоты.
При определении конкретных требований к УПЧ необходимо учитывать следующие особенности:
Большой диапазон изменения уровня сигнала на входе УПЧ, что приводит к возникновению нелинейных искажений.
Обеспечение устойчивой работы усилителя промежуточной частоты, так как он обеспечивает основное усиление.
Обеспечение заданной избирательности по соседнему каналу.
Обеспечение заданной функциональной зависимости амплитудной характеристики УПЧ (линейной, логарифмической, экспоненциальной, ограничительной и т.п.).
Обеспечение заданного уровня выходного сигнала для качественной работы детектора.
Малая температурная зависимость основных качественных показателей усилителя промежуточной частоты.
Структурная схема селективного усилителя радиосигналов состоит из каскадов, построенных с использованием базового усилительного элемента (БУЭ 1, БУЭ 2), согласующих цепей (СЦ 1, СЦ 2), полосового фильтра (ПФ) (рис. 4.22). В качестве базового усилительного элемента может быть использован любой усилительный каскад на биполярных и полевых транзисторах и электровакуумных приборах. Полосовой фильтр может быть выполнен на основе одиночного контура, двух и более контурной системы. Сложность реализации избирательной цепи или системы определяется из условия обеспечения заданной избирательности.
Рис. 4.22 Структурная схема каскада селективного усилителя радиочастоты
Выбор типа базового усилительного элемента усилителя проводится из условия обеспечения необходимого коэффициента передачи и заданного запаса устойчивого усиления.