Три характеристики приемника

Прежде всего, как мы выяснили, необходима определенная полоса Пропускания — 10 кГц. Не меньше, потому что иначе возникнут искажения мо­дулированного сигнала из-за среза высокочастотных составляющих. Не больше, потому что «полезут», как это ясно из рис.. 27, колебания, излучаемые «чу­жими» радиостанциями, и опять-таки возникнут искажения. Идеально было бы так: ничего сверх 10 кГц и совершенно без ослабления пропускать весь спектр колебаний в пределах 10 кГц, по 5 кГц с каждой стороны несущей (рис. 28). Однако такую идеальную частотную характеристику высокочастотных каска­дов (ее называют П-образной) получить не удается. Дело в том, что полоса пропускания этих каскадов определяется колебательными контурами. А как зы знаете, колебательный контур на сигнал основной (резонансной) частоты f_рез реагирует с наибольшей силой, а на сигналы других частот — все слабее (рис. 29). Поэтому крайние составляющие спектра сигнала (соответствующие звуковым колебаниям высоких частот) проходят через колебательный контур ослабленными и, следовательно, появляются искажения радиопередачи. Правда, можно уменьшить искажения составляющих спектра сигнала, расширив полосу пропускания контура. Тогда амплитуды крайних составляющих будут менее ос­лаблены по сравнению с колебаниями низкой частоты, и искажения радио­передачи уменьшатся. Однако с увеличением полосы пропускания контур начнет все в большей степени воспринимать сигналы «чужих» радиостанций, работаю­щих на близких частотах.

Рис. 28. Идеализированная П-образная частотная характеристика

Рис. 29. Реальная полоса пропус­кания резонансного контура

Таким образам, в реальном радиоприемнике требо­вания — пропускать без искажения все составляющие спектра сигнала и одно­временно не пропускать сигналы соседних по частоте радиостанций — находят­ся в противоречии. Чтобы оценить качество реального приемника, надо иметь в виду не только ширину его полосы пропускания, но и его селективность (из­бирательность) — способность выделять из всех колебаний, наводимых в ан­тенне, только колебания, излучаемые радиостанцией, на частоту которого ои настроен. Иными словами селективность — это способность радиоприемника отсеивать сигналы «чужих» радиостанций.

Радиовещательные приемники подразделяются на пять классов: высший, пер­вый, второй, третий и четвертый. Приемники высшего класса имеют селектив­ность по соседнему каналу 60 дБ. Давайте разберемся, что это значит. Селек­тивность по соседнему каналу показывает, насколько хуже приемник воспри­нимает сигнал, частота которого отличается от частоты настройки приемника на 10 кГц. Именно на такую частоту отстоит от частоты настройки несущая соседней радиостанции. Поэтому селективность позволяет оценить, насколько хуже слышна чужая радиостанция по сравнению с нашей. Теперь познакомимся-с другой характеристикой приемника — чувствительностью.

Чувствительность — это способность приемника принимать слабые сигналы.. Чем более слабый сигнал способен принять приемник, тем лучше его чувствидельность (часто говорят, тем выше его чувствительность). Чувствительность по­казывает, при каком напряжении сигнала в микровольтах (или милливольтах) ва входе приемника он способен развить на выходе мощность электрических колебаний звуковой частоты, равную 50 или 5 мВт (для транзисторных пере­носных приемников). При этом входной сигнал должен иметь глубину моду­ляции 30%, а нелинейные искажения выходного сигнала не превышать допу­стимого значения — обычно 5% для радиовещательного приемника.

Поскольку оговорена выходная мощность, то можно подумать, что чувст­вительность приемника зависит от коэффициента усиления УЗЧ. В самом деле, чем больше коэффициент усиления УЗЧ, тем как будто чувствительнее прием­ник. Однако это не так. От того что к приемнику будет подключен УЗЧ с большим коэффициентом усиления, он не станет чувствительнее. Дело в том, что сигналы радиостанций будут приниматься без искажений только в том случае, если они создадут на входе детектора сигнал не менее 0,2 В. Поэтому чувствительность приемника определяется только его высокочастотными каска­дами; УЗЧ должен лишь обеспечить необходимую мощность сигнала на выходе приемника.

Как велика может быть чувствительность приемника? Здесь надо иметь в виду ряд факторов. Раз речь идет о высококачественном приеме радиовещания, то приемник может принимать лишь те слабые сигналы, которые превышают его собственные внутренние шумы, вызванные хаотическим движением электронов в транзисторах, резисторах и других элементах электрических цепей; к шумам относится и фан переменного тока. Иначе говоря сигналы принимаемой радио­станции на входе приемника должны быть такими, чтобы их было хорошо слышно на фоне шумов приемника. Поэтому при определении чувствительно­сти имеют в виду такой сигнал на входе приемника, который превышает уро­вень шумов по крайней мере в 10 раз.

Исходя из этого требования опытным путем установили, что указанное превышение уровня полезного сигнала над шумами создают только те радио­станции, которые образуют в антенне приемника ЭДС не менее 50 мкВ. Бо­лее слабые сигналы .настолько «забиваются» шумами, что о нормальном приеме радиопередачи не может быть и речи. Поэтому нецелесообразно делать радио­вещательный приемник очень чувствительным (т. е. лучше 50 мкВ), хотя со­временная радиотехника способна создать приемники, чувствительность кото­рых измеряется долями микровольт. Такие приемники существуют, но они пред­назначены для профессиональной телеграфной и телефонной радиосвязи.

Однако следует заметить, что не только внутренние шумы, а и атмосфер­ные, и промышленные помехи накладывают ограничения на максимальную чув­ствительность. Ведь чтобы приемник принимал без искажений радиостанцию, создающую на его входе сигнал всего в 50 мкВ, он не только должен иметь малые внутренние шумы, но и обладать хорошей селективностью по ооседнему каналу, иначе мощные соседние станции будут совершенно заглушать интере­сующую нас далекую радиостанцию. Высокую чувствительность нельзя полу­чить без высокой селективности — эти два параметра в реальном приемнике связаны друг с другом. И не случайно селективность приемника часто опреде­ляют следующим образом: селективность показывает, насколько чувствительсть приемника на частоте, отстоящей на ±10 кГц от частоты настройки i ^еньше чувствительности радиоприемника на частоте настройки. Итак эфективность по соседнему каналу — это отношение чувствительности приемника на частоте соседнего канала к чувствительности на ча­стоте принимаемого канала, т. е. на частоте настройки, выраженное в децибелах: 20 lg(e₁/e₂), где e₁ — чувствительность приемника на частоте настройки; е% — то же на частоте соседнего канала.

Таблица 1

Класс приемника	Чувствитель- ность, мкВ	Селективность, ДБ
Высший	50	60
I	150	46
11	150	34
III	200	26
IV	300	16 — 20

Учитывая зависимость между максимальной чувствительностью приемника и селективностью, необходимой для обеспечения возможности исполь­зовать эту чувствительность, ГОСТ на радиовещательные приемники устанавли­вает следующие значения селективности (табл. 1).

Таким образом чтобы реализовать чувствительность в 50 мкВ, надо чув­ствительность к сигналам соседнего канала уменьшить в 1000 раз (60 дБ со­ответствуют тысячекратному уменьшению по напряжению).

Итак полоса пропускания, селективность и чувствительность — вот три главные характеристики высокочастотных каскадов приемника, которые влия­ют на качество воспроизведения и способность приемника принимать дальние радиостанции. Давайте теперь посмотрим, какими радиотехническими средст­вами создается нужная селективность и чувствительность приемников, какая у приемников форма частотной характеристики.