Принципы построения приемо-передающих устройств

Блок-схема типового супергетеродинного радиоприемника показана на рис. 13.1, на котором обозначено: А — антенна, 1 — входное устройство, 2 — усилитель высокой частоты, 3 — преобразователь частоты, 4 — гетеродин, 5 — усилитель промежуточной частоты, 6 — детектор, 7 — второй гетеродин, 8 — усилитель низкой частоты, Gr — громкоговоритель. Отметим, что второй гетеродин 7 используется только в профессиональных приемниках для слухового телеграфного приема, в радиовещательных приемниках он обычно не используется.

Схема генератора несущей в развернутом виде показана на рис. 1 Это знакомая нам схема с мостом Вина (см. гл. 10), отличающаяся наличием делителя выходного напряжения на резисторах R3, R4 и другой частотой колебаний — 3,3 кГц. Такая частота относится к диапазону звуковых частот и, конечно, в радиопередатчиках не используется, но здесь речь идет о принципе работы и при необходимости повышения частоты в разумных пределах особенных проблем не возникает.

Для ознакомления с основными принципами построения приемо-передающих устройств рассмотрим демонстрационную модель одного из таких устройств, содержащуюся в каталоге программы EWB 4.1 (схемный файл molditi.on.ca4) и показанную в несколько переработанном виде на рис. 1 В схеме использованы следующие подсхемы (субблоки): carrier — генератор несущей частоты, modultr — амплитудный модулятор, А — зажим антенны, prop-sky — аттенюатор, имитирующий потери в антенне и входном устройстве приемника, receiver — приемник.

Схема модулятора показана на рис. 1 Он выполнен на ОУ, в цепь ООС которого включен собственно модулирующий элемент — полевой транзистор VT в режиме регулируемого сопротивления. Напряжение от генератора поступает на неинвертирующий вход ОУ, а модулирующее напряжение — на затвор полевого транзистора, режим которого по постоянному току задается постоянной составляющей напряжения на выходе функционального генератора (рис. На выходе модулятора получаем амплитудно-модулированное колебание, осциллограмма которого показана на рис. 1

Схема приемника в целом показана на рис. 1 Он содержит усилитель амп-литудно-модулированных колебаний (в реальных приемниках его называют усилителем радиочастоты или усилителем высокой частоты) на ОУ с коэффициентом усиления 1+R2/R1=11 и две подсхемы: detector — детектор (рис. 13.8) и lopsfltr — фильтр. Как видно из рис. 13.8, детектор представляет собой простой однополупери-одный выпрямитель.

Аттенюатор представляет собой делитель на двух резисторах 10 и 1 Ом и обеспечивает ослабление в 11 раз (примерно на 21 дБ). Схема его настолько очевидна, что не имеет смысла приводить ее здесь.

Показанный на рис. 13.9, а фильтр представляет собой активный фильтр высокой частоты на ОУ. На частоте модуляции (100 Гц) коэффициент передачи равен 1+КЗ/К4=1,2, в то время как для частоты несущей (3,3 кГц) он существенно меньше. На выходе фильтра получаем сигнал (рис. 13.9, б), переданный с помощью при-емо-передающей системы на рис. 1 Таким образом, в результате моделирования достаточно наглядно продемонстрированы основные принципы приемно-передаю-щего устройства.

Контрольные вопросы и задания

Скопируйте подсхему фильтра lopsfltr в отдельный файл и исследуйте его АЧХ иФЧХ.

Вопросы составлены с учетом сведений, приведенных в Приложении

Какими преимуществами обладает супергетеродинный приемник по сравнению с приемником прямого усиления?

Чем отличается детекторный приемник от приемника прямого усиления и как можно объяснить название последнего?

Какими элементами схемы модулятора на рис. 13.4 можно изменять коэффициент модуляции? Проверьте свой ответ на модели.

Определите коэффициент модуляции показанного на рис. 13.6 AM колебания.