Частные тракты приёма ам , чм, ом, ат, чт сигналов.
Частный тракт приема AM сигналов.
Схема частного тракта приема AM сигналов представлена на рис. 14.2:
Рис. 14.2. Частный тракт приема АМ-сигналов.
Известно что ширина спектра AM сигналов равна 2Fmax, что при F== 0.3–3.4 кГц составляет 6.8 кГц. Учитывая общую нестабильность частоты радиолинии, полосу пропускания фильтра выбирают равной примерно 10–15кГц. УПЧ усиливает сигнал до величины 1–2 В. К таким УПЧ предъявляют высокие требования в отношении нелинейности усиления, т.к. информативным параметром высокочастотного колебания является амплитуда. Амплитудный детектор – предназначен для преобразования AM сигнала в первичный электрический сигнал. Обычно собирается на полупроводниковом диоде. В тракте УНЧ обычно применяется ручная регулировка усиления (регулировка громкости). Нагрузкой выходного каскада УНЧ могут быть головные телефоны, усилитель динамика или линия.
Частный тракт приёма ЧМ сигналов
Частотная модуляция широко применяется при передаче непрерывных сообщений в УКВ диапазоне. Частный тракт приёма ЧМ сигналов включает в себя (рис. 14.3.): полосовой ФСС, УПЧ, амплитудный ограничитель, частотный детектор и УНЧ.
Рис. 14.3. Частный тракт приема ЧМ-сигналов.
Полосовой фильтр обеспечивает основную частотную избирательность тракта. Полоса пропускания фильтра выбирается с учетом ширины спектра ЧМ сигналов и частотной нестабильности радиолиний.
Выделенный фильтром ЧМ сигнал после усиления необходимо подавать на детектор. Однако, если частотно-модулированное колебание (ЧМК) подать на вход обычного детектора, то на его нагрузке будет создано постоянное напряжение, т.е. выделения информационного первичного электрического сигнала не произойдёт. Объясняется это тем, что величина выходного напряжения такого детектора пропорционально амплитуде входного сигнала и не зависит от его частоты.
Поэтому в приемнике ЧМК перед детектором всегда имеется преобразователь модуляции, в котором частотно модулированное напряжение преобразуется в напряжение, модулированное и по амплитуде. В результате такого преобразования получается высокочастотный сигнал с двойной модуляцией (амплитудно-модулированный сигнал), который затем преобразуется обычным амплитудным детектором в первичный электрический сигнал. Совокупность преобразователя модуляции с амплитудным детектором принято называть частотным детектором. Часто частотный детектор называют дискриминатором.
Одновременно с этим напряжение промежуточной частоты, снимаемое с УПЧ, имеет не постоянную амплитуду, а модулировано по амплитуде. Основной причиной этой вредной паразитной модуляции являются внутренние шумы приёмника, которые достаточно велики в УВЧ и УПЧ ввиду их широкой полосы пропускания. Если такое напряжение подать непосредственно на частотный детектор, то произойдёт искажение первичного электрического сигнала. Чтобы этого не произошло принятый сигнал усиливают в УПЧ до величины, заведомо большей, чем необходимо для нормальной работы ЧД, а затем подают его на амплитудный ограничитель, в результате работы которого происходит устранение паразитной амплитудной модуляции, и сигнал на входе ЧД имеет постоянную амплитуду.
Графики напряжений в приемнике частотно-модулированных колебаний показаны на рис 14.4.
Рис. 14.4. Графики напряжений в приемнике частотно-модулированных колебаний.
Частный тракт приема ОМ сигналов.
Демодуляция однополосного сигнала сводится к линейному частотному переносу (преобразованию) спектра вниз на новое значение частоты f0=0.
Тракт приема ОМ сигнала включает в себя: полосовой ФСС, УПЧ, демодулятор (частотный преобразователь) и УНЧ (рис. 14.5).
Рис. 14.5. Частный тракт приема ОМ-сигнала.
Полосовой фильтр должен выделить полезный сигнал и подавить все сигналы и помехи, т.к. демодулятор не различает сигнал по ВБП или НБП (рис. 14.6), поэтому требования к фильтру предъявляются высоки: он должен обеспечивать затухания сигнала в другой боковой полосе до 60дБ.
Для демодуляции однополосного сигнала в принципе можно использовать обычный амплитудный детектор или электронные приборы с двумя управляющими электродами (например двухзатворные полевые транзисторы), однако с целью уменьшения числа побочных продуктов преобразования в качестве демодулятора обычно используют кольцевые балансные смесители, т.к. на их выходе комбинации четных гармоник компенсируются.
При приеме ОМ сигналов предъявляются высокие к точности частоты местной несущей. На рис. 14.7. показано, что ошибка в частоте местной несущей на f приводит к смещению на ту же величину f спектра звукового сигнала и к его искажению. Поэтому местную несущую берут обычно от кварцевого генератора частоты или подстраивают её с помощью системы АПЧ по пилот-сигналу:
Частный тракт приема AT сигналов.
Слуховой прием сигналов с амплитудной манипуляцией (AT) отмечается высокой помехоустойчивостью, поэтому возможность передачи сообщений этим видам сигнала сохраняется в самых современных р/ст.
При рассмотрении способа приема таких сигналов преподавателю рекомендуется использовать метод проблемного обучения. Для этого опросом студентов напомнить обучаемым сущность сигналов AT и поставить перед ними вопрос о возможных способах приема таких сигналов. Выслушать предлагаемые варианты решения вопроса, вместе с обучаемыми обсудить их и подвести обучаемых к оптимальному варианту, после чего показать состав схемы частного тракта приема AT сигналов (рис. 14.8.) и объяснить назначение основных элементов схемы.
Частный тракт слухового приёма AT сигналов включает в себя полосовой ФСС, УПЧ, преобразователь промежуточной частоты в тональную (низкую) частоту, фильтр тональной частоты и УНЧ
Рис.14.8. Частный тракт приема АТ-сигналов
Ширина полосы пропускания ФСС определяется шириной спектра сигнала и общей частотной нестабильностью радиолиний. Скорость манипуляции, предлагающая слуховой приём сообщений записью текста от руки, не превышает 25 Бод, а с записью на пишущую машинка – 50 Бод, поэтому эффективный спектр сигнала укладывается в полосу, равную 100 – 250 Гц.
Однако, с расширением полосы пропускания тракта избираемость сигналов несколько повышается, поэтому в большинстве приемников предусматривается плавная или дискретная регулировка полосы, которой пользуются в соответствии с обстановкой по помехам.
Высота тона биений, наиболее благоприятная для слухового восприятия сигнала, лежит в пределах 750 – 100 Гц, поэтому частота гетеродина должна отличаться от величины промежуточной частоты полезного сигнала на эту величин. Обычно для регулировки высоты тона предусматривается возможность изменений частоты гетеродина.
Для повышения помехоустойчивости приёма сигнала AT перед УНЧ включается ФНЧ или одиночный колебательный контур, настроенный на частоту благоприятного тона, который ослабляет шумы преобразования и помехи по соседним каналам. Благодаря высокой помехоустойчивости приёма сигнала AT работа этим видом сигнала, не смотря на такой очевидный недостаток, как необходимость специальной подготовки операторов, предусматривается в современных видах радиосвязи.
Частный тракт приема ЧТ сигналов.
Частотная манипуляция (ЧТ) в настоящее время находит наиболее широкое применение для передачи дискретных сообщений, рассчитанной как на слуховой, так и на буквопечатающий приём.
При рассмотрении способа приёма таких сигналов рекомендуется использовать метод проблемного обучения. Для этого опросом студентов напомнить обучаемым сущность сигналов ЧТ и поставить перед ними вопрос о возможных способах слухового приёма таких сигналов. Выслушать предлагаемые варианты решения вопроса, вместе с обучаемыми обсудить их. После чего объяснить один из вариантов частного тракта для слухового приёма сигналов ЧТ.
Структурная схема наиболее распространённого способа для слухового приёма сигналов ЧТ представлена на рис. 14.9. она включает в себя: полосовой (так называемый проходной) фильтр, УПЧ, амплитудный ограничитель, 2 разделительных фильтра, различитель и тонманипулятор.
РИС. 14.9. Частный тракт слухового приема ЧТ-сигнала.
Проходной ФСС обеспечивает выделение полного спектра ЧТ сигнала, а разделительные фильтры – спектров частот символов 0 и 1.
Предполагается, что разделительные фильтры обеспечивают полное разделение сигналов: если принимается символ 0, то на выходе фильтра символа 1 действуют только шумы или помехи и наоборот.
Амплитудный ограничитель устраняет паразитную амплитудную модуляцию сигнала и до некоторой степени импульсные помехи. В различителе поступающие из 2-ух фильтров колебания детектируются так, чтобы их токи в общей нагрузке были противоположными при этом передаче символа 0 соответствует отрицательное напряжение на выходе, а передача символа 1 – положительное.
Рис. 14.10. Характеристика ЧД.
В качестве различителя в данном случае может быть использован обычный частотный детектор, характеристика которого приведена на рис. 14.10.
С выхода различителя посылки постоянного тока поступают в тон манипулятор, в составе которого имеется генератор низкой (тональной) частоты.
При поступлении в тон манипулятор положительного напряжения (символ 1) тональный генератор открывается и в головных телефонах слышен тон, при отрицательном напряжении (символ 0) тон генератор закрывается, в головных телефонах тона нет.
Для слухового приема сигналов ДЧТ и буквопечатающего приема сигналов ЧТ и ДЧТ применяются другие, более сложные схемы частных трактов приема.