Co je skutečná citlivost? Měření citlivosti přijímače Maximální citlivost přijímače.

Nejjednodušším úkolem je přijímat místní stanice, jejichž signály jsou dostatečně silné, aby je mohl přijímat a přehrávat při vysoké hlasitosti i jednoduchý nízkotrubkový přijímač. Mnohem obtížnější je příjem vysílání ze vzdálených radiostanic, ze kterých je někdy velmi obtížné dosáhnout na místo příjmu. slabé signály. Pak potřebujete složitější přijímač.

Schopnost přijímat slabé signály je charakterizována parametry tzv citlivost přijímače. Čím slabší jsou signály přijímané stanice, tím citlivější musí být přijímač, aby je přijal.

Citlivost přijímače se odhaduje podle napětí signálu na jeho vstupu, při kterém se na výstupu přijímače získá pro něj nastavený výkon. Čím nižší je k tomu potřebné napětí signálu, tím je přijímač citlivější. Ale napětí na vstupu přijímače pochází z antény, ve které je elektromotorická síla (emf) buzena signály přicházejícími z radiostanic. Napětí dodávané anténou na vstup přijímače je přirozeně o něco menší než toto např. d.s., protože část e. d.s. se spotřebovává v samotné anténě (toto je podobné tomu, že napětí galvanické baterie dodávané do vnějšího obvodu je vždy menší než emf vyvinuté touto baterií). Proto pod Citlivost přijímače je třeba chápat jako hodnotu e. d.s. v anténě, u které se na jejím výstupu získává pro ni nastavený výkon.

Citlivost se měří v mikrovoltech (µV). Čím méně mikrovoltů je potřeba přivést na vstup přijímače pro získání požadovaného výstupního výkonu, tím lépe, nebo jak se často říká, tím vyšší je jeho citlivost. Protože signálové napětí přicházející na vstup přijímače je v různých stupních přijímače zesíleno a po dosažení požadované hodnoty vstupuje do řídicí mřížky výstupní lampy, je citlivost přijímače určena celkovým zesílením všech jeho stupňů. Proto čím více stupňů zesílení má, tím je přijímač citlivější.

Citlivost přijímače není v různých bodech rozsahu stejná. V závislosti na vzoru a designu může být jednotnější nebo méně jednotná. Na Obr. Obrázek 1 ukazuje jako příklad diagram charakterizující citlivost jednoho z průmyslových přijímačů. Vodorovná osa ukazuje frekvence (kHz), při kterých bylo měření provedeno, a svislá osa ukazuje citlivost (µV), přičemž hodnoty citlivosti jsou vyneseny shora dolů. Tento způsob konstrukce diagramu ho činí vizuálnějším (čím výše jsou umístěny body křivky, tím vyšší je citlivost přijímače).

Pokud není obvod přijímače propracován dostatečně pečlivě a jeho nastavení není provedeno zcela správně, může se citlivost přijímače ukázat jako velmi nerovnoměrná v celém rozsahu, například vysoká na vysokofrekvenčním konci sub- pásmu a prudce poklesl na jeho nízkofrekvenčním konci, nebo naopak. Taková nerovnoměrnost by byla nevýhodou přijímače, protože u dobrého přijímače by měla zůstat citlivost v rámci jednoho dílčího pásma a ještě lépe v celém rozsahu přijímaných frekvencí víceméně konstantní.

Podle GOST by citlivost přijímačů 1. třídy neměla být horší než 50 µV na všech rozsazích, pro přijímače 2. třídy - ne horší než 200 µV na dlouhých a středních vlnách a ne horší než 300 µV na krátkých vlnách, pro přijímače 3. třídy síť - ne horší než 300 µV na dlouhých a středních vlnách a ne horší než 500 µV na krátkých vlnách, pro bateriové přijímače třídy 3 - ne horší než 400 µV na všech pásmech.

V. Efremov

Časopis „Repair & Service“ již dříve diskutoval o obecných otázkách konstrukce speciálních decibelových stupnic a problémech, které vznikají při přechodu z absolutních hodnot na stupnici decibelů a naopak. Jako praktický příklad byla uvedena speciální stupnice, často používaná při měření signálu nízké frekvence na zátěži s odporem 600 Ohmů.

V moderní vysokofrekvenční technologii je většina generátorů signálu navržených pro testování citlivosti rádiových přijímacích zařízení (RPU) navržena tak, aby fungovala s přizpůsobenou zátěží 50 ohmů a pro připojení zátěže 75 ohmů pomocí speciálních adaptérových zařízení. Úroveň RF napětí na výstupu generátoru se nastavuje buď v krocích nebo plynule a stupnice výstupního napětí mohou mít různé kalibrace v závislosti na typu generátoru. Citlivost přijímačů se dříve vyjadřovala v mikrovoltech a v poslední době se k tomu používají speciální decibelové stupnice. V tomto ohledu v praxi někdy vznikají potíže spojené s rychlým překladem a určením konkrétních číselných hodnot na různých měřítcích.

Literatura pojednává o kvalitních univerzálních zařízeních určených k testování citlivosti rádiové řídicí jednotky. Umožňují nastavit úrovně RF napětí na výstupu a jejich číselné hodnoty automaticky převést na různé stupnice. Bohužel zatím nejsou dostupné většině malých podniků zabývajících se opravami elektronických zařízení. Navíc musí často používat zařízení, která byla vyrobena již poměrně dávno, ale stále splňují potřebné požadavky. technické požadavky při periodických kontrolách. Mezi taková zařízení patří například široce používaný generátor vysokofrekvenčního signálu G4-107. Výstupní napětí tohoto generátoru při přizpůsobené zátěži 50 Ohmů v režimech NG a FM lze nastavit od 1 V do 1 µV a v režimech AM a MI od 0,5 V do 0,5 µV. Nastavení se provádí diskrétně a plynule v každém kroku. Nastavení kroku je 1 dB. V tomto případě je stupnice stupňového atenuátoru odstupňována v decibelvoltech (dBV). To (atenuátor) umožňuje nastavit úroveň výstupního RF napětí od 0 do -119 dB. Navíc pomocí externího atenuátoru můžete dále snížit napěťovou hladinu o 20 dB, tzn. snížit minimální úroveň na -139 dB.

Na praktická práce s generátorem a určením citlivosti RPU, pro převod úrovně výstupního signálu dBV na μV musíte použít dvě speciální tabulky, které jsou uvedeny v technické dokumentaci. Při jejich používání vznikají nepříjemnosti spojené s převodem číselných hodnot dBV na μV a naopak, což je patrné zejména v horní části tabulek, kde jsou hodnoty napětí v μV uvedeny jako čísla s mocninami. Navíc je v praxi téměř vždy nutné použít externí atenuátor, protože citlivost moderních RPU může být vyšší než 1 µV. Úroveň výstupního signálu generátoru bude nižší než -119 dB. Přímý překlad úrovní pod tuto hodnotu není v přiložených tabulkách vůbec uveden.

Výstupní úrovně v dBV jsou umístěny uprostřed tabulek. Odpovídají hodnotám v jednotkách označených šipkami, tzn. v mV nahoře a v µV dole v tabulce. Zároveň pro přehlednost mají odpovídající řádky stejné barevné schéma. Stejné tabulky lze vyrobit pro jiná zařízení, která mají krokové útlumové články s podobnými stupnicemi. Úrovně menší než 0,1 µV jsou z praktického hlediska zaokrouhleny na realističtější hodnoty.

Jak bylo uvedeno výše, v poslední době je v technické dokumentaci a v literatuře úroveň vysokofrekvenčního signálu často uváděna v decibelových stupních. Citlivost RPU je tedy udávána v dBµV. Nulová úroveň v tomto případě odpovídá napětí RF signálu 1 μV se zátěžovým odporem 50 Ohmů. Přechod na hodnoty úrovně signálu v µV nebo mV pro tuto stupnici lze provést podle tabulky. 1b.

V radiotechnických měřeních se rozšířila speciální stupnice dBm. Nulová úroveň této speciální stupnice odpovídá 1 mW RF výkonu rozptýleného do 50 ohmové odporové zátěže. V tomto případě, stejně jako v předchozích případech, budou mít úrovně signálu pod touto hodnotou záporné znaménko. Úroveň RF signálu můžete vyjádřit v dBm pomocí jednoho z matematických výrazů:

Při provádění radiotechnických měření v praxi je také vhodné převádět úroveň RF signálu z μV a mV na dBm pomocí speciálních diagramů nebo tabulek. Diagramy uvedené v literatuře poskytují jasnou představu o vztazích mezi různými stupnicemi, ale bohužel neumožňují určit přesnou číselnou hodnotu úrovně signálu. Stůl 3 je určen pro převod úrovní RF signálu vyjádřených v mV a μV na dBm nebo naopak.

Rozlišení a číselné hodnoty úrovní uváděné v mV a μV odpovídají tabulce. 1, tzn. vhodné pro práci s generátorem G4-107 a dalšími zařízeními, která mají podobnou stupnici úrovně. Ve střední části stolu. Tabulka 3 ukazuje hodnoty úrovní signálu v dBm, jejichž překlad se provádí stejným způsobem jako v předchozích tabulkách. Praktické využití poskytnutých stolů, zejména stolů. 1 a 3, není omezen na výše uvedené příklady.

Literatura
1. V. Efremov. Praktické použití speciálních decibelových stupnic. Opravy a servis, 2000, č. 1. s. 55-56.

2. A. Dubinin. Servisní monitory IFP-7550. Repair&Service, 1999, č. 11, s. 55-56.

3. Generátor vysokofrekvenčního signálu G4-107. Technický popis a návod k obsluze.

4. E. Ed. Referenční příručka pro vysokofrekvenční obvody, M.: Mir, 1990, str. 171.

Jedním z nejdůležitějších ukazatelů kvality přijímací cesty je citlivost přijímače. Citlivost přijímače charakterizuje schopnost přijímače přijímat slabé signály. Citlivost přijímače je definována jako minimální úroveň vstupního signálu zařízení potřebná k zajištění požadované kvality přijímaných informací. Pokud je citlivost přijímače omezena vnitřním šumem, lze ji odhadnout podle skutečné nebo konečné citlivosti přijímače, šumového čísla nebo teploty šumu.

Citlivost přijímače s nízkým ziskem, jehož výstup nemá prakticky žádný šum, je určena emf, (neboli jmenovitým výkonem) signálu v anténě (nebo jejím ekvivalentu), který poskytuje dané napětí (výkon) signál na výstupu přijímače.

Citlivost přijímače je určena jeho zesílením KCS. Přijímač musí být schopen zesílit i nejslabší vstupní signály na výstupní úroveň nezbytnou pro běžný provoz zařízení, nicméně na vstupu přijímače je přítomno rušení a šum, který se v přijímači také zesiluje a může zhoršovat jeho výkon. Navíc se na výstupu přijímače objevuje zesílený vnitřní šum. Čím nižší je vnitřní hluk, tím lepší kvalita přijímač, tím vyšší je citlivost přijímače.

Skutečná citlivost přijímače se rovná emf. (nebo jmenovitý výkon) signálu v anténě, při kterém napětí (výkon) signálu na výstupu přijímače převyšuje napětí (výkon) rušení stanoveným počtem. Maximální citlivost přijímače je rovna emf. nebo jmenovitý výkon R AP signálu v anténě, na kterém na výstupu její lineární části (tj. na vstupu detektoru) je výkon signálu roven výkonu vnitřního šumu.

Maximální citlivost přijímače lze také charakterizovat šumovým číslem N 0 se rovná poměru šumového výkonu vytvořeného na výstupu lineární části přijímače ekvivalentem antény (při pokojové teplotě T 0 = 300 K) a lineární část na šumový výkon vytvořený pouze ekvivalentem antény. Očividně,

Kde k= 1,38∙10 –23 J/deg – Boltzmannova konstanta;

P w- pásmo šumu lineární části přijímače, Hz;

R AP- výkon signálu, W.

Z (3.19) je zřejmé, že výkon signálu odpovídající jeho maximální citlivosti a na jednotku kmitočtového pásma lze vyjádřit v jednotkách kT 0:

, (3.19)

Maximální citlivost přijímače lze charakterizovat také teplotou šumu přijímače T pr, u kterého je nutné dodatečně zahřát ekvivalent antény tak, aby na výstupu lineární části přijímače byl výkon šumu, který vytváří, roven výkonu šumu lineární části. Očividně,

kde (3.21)

Skutečná anténa je vystavena vnějšímu šumu, jehož jmenovitý výkon je

Kde T A- teplota šumu antény. Skutečná citlivost přijímače je tedy:

Maximální citlivost při

Obrázek 3.13 – Graf relativní teploty šumu antény v závislosti na frekvenci

Z obrázku 3.13 to vidíme vysoká frekvence relativní šumový teplotní koeficient antény klesá a zůstává nezměněn a jeho role v ovlivňování citlivosti přijímače klesá.

Použití balíčku MultiSim k výpočtu šumu obvodu: faktor šumu v závislosti na frekvenci pomocí vzorce (inoise^2/(4*k*T*Rг)). Kde výstupní šum (onoise), přepočtený na vstup (inoise = onoise/K(f), kde K(f) je přenosový koeficient čtyřterminálové sítě) se dále dělí výkonovou spektrální hustotou vstupního šumu. , který lze vypočítat na základě výstupního odporu generátoru Rg.

V multisim to vyžaduje použití následného zpracování výsledků modelování šumu. Post-procesor přidává zpracování výsledků modelování šumu pomocí vzorce (db((inoise_spectrum)/4/1.38e-23/300/50)/2)

Nízkofrekvenční oblast je velmi podobná šumu blikání tranzistoru.

Chcete-li získat graf se šumovým číslem, musíte nejprve spustit: Modelování – Typ analýzy – Šum.

Modelování – Postprocesor – Tab (Plotter) – Tlačítko (Vypočítat).

Výsledek simulace je znázorněn na obrázku 3.13.

Obrázek 3.14 – Výsledek výpočtu vnitřního šumu přijímače

Pomocí balíčku MultiSim odhadneme šumové číslo vstupního stupně RPR, jak je stanoveno v technických specifikacích projektu kurzu. Pojďme zhodnotit citlivost zařízení.

Řešení: uveďme definici citlivosti, to je schopnost rádiového přijímače přijímat rádiové signály slabé intenzity a kvantitativní kritérium pro tuto schopnost.

Vzorec pro hodnocení citlivosti,

kde je Boltzmannova konstanta, je absolutní teplota (K), je frekvenční pásmo šumu přijímače, dB je faktor šumu RPR, dB, je relativní teplota šumu antény při frekvenci signálu.

Určíme relativní teplotu šumu antény na frekvenci f=17,6375 MHz pomocí vzorce:

(3.23)

kde jsou hodnoty v MHz.

Dosazením číselných hodnot dostaneme:

Nyní můžeme určit citlivost přijímače:

Došli jsme k závěru, že šumové číslo přijímače se podle výsledků výpočtu ukázalo být větší než hodnoty vnějšího šumu. Je tomu tak proto, že šumové číslo přijímače závisí na frekvenci. Citlivost do značné míry závisí na vnitřním šumu přijímače.

AGC systém

V závislosti na účelu a stupni univerzálnosti má rádiový přijímač různé ovládací prvky: pro naladění frekvence požadovaného rádiového signálu, pro přizpůsobení úrovně výstupního signálu a dalších parametrů požadavkům spotřebitele přijímaných informací. Ovládání může být manuální nebo automatické. Automatické řízení se provádí podle příkazů zadaných do softwarového ovládacího zařízení; V tomto případě jsou lidské funkce vyloučeny nebo omezeny na zapnutí ovládacího zařízení, například stisknutí klávesy atd.

Automatické úpravy jsou nezbytné pro zajištění příjmu za rychle se měnících podmínek, kdy operátor nemůže pracovat s dostatečnou rychlostí a přesností pomocí ručních ovladačů. Automatizace navíc umožňuje zjednodušit funkce operátora nebo zcela eliminovat potřebu údržby přijímacího zařízení.

Nastavovací funkce se stávají složitějšími, když je nutné zajistit příjem komplexních signálů za měnících se podmínek šíření a ve složitých šumových prostředích. Přizpůsobit přijímač takovým situacím, aby co nejpřesněji reprodukoval přenášené informace, je obtížný úkol; operátor to řeší postupnými pokusy, které vyžadují čas a zahrnují ztrátu některých informací. Elektronický automatické regulátory, založené na použití vysokorychlostních mikroprocesorů tento problém řeší.

Hlavním trendem ve vývoji všech typů technologií, včetně radiokomunikací a rozhlasového vysílání, je vytváření dálkově ovládaných a plně automatizované systémy. V tomto případě musí být všechna nastavení nezbytná k udržení zařízení ve specifikacích provedena automaticky.

Mezi nejběžnější automatické úpravy přijímačů patří automatické řízení zisku (AGC) a automatické řízení frekvence (AFC).

Automatické řízení zisku zajišťuje, že výstup mezifrekvenčního zesilovače udržuje úroveň signálu dostatečně vysokou a stabilní pro reprodukci zpráv z rádiových stanic o různém výkonu, umístěných v různých vzdálenostech a v měnících se podmínkách šíření rádiových vln. Díky své jednoduchosti se AGC používá téměř ve všech rádiových přijímačích.

Obvody AGC mohou obsahovat následující prvky přijímače:

– rádiové a mezifrekvenční zesilovače přizpůsobené pro

nastavení zisku změnou regulačního napětí;

– detektory pro získání řídicích napětí usměrněním signálu;

– další zesilovače pro zvýšení regulačního napětí, pokud je to nutné pro zvýšení účinnosti AGC;

– obvody poskytující prahové napětí pro dosažení zpožděného nastavení;

– dolnopropustné filtry pro potlačení produktů modulace signálu v obvodech řídicího napětí.

Typické zjednodušené obvody AGC jsou znázorněny na obrázku 3.15. Ve verzi na obrázku - 3.15, A regulační napětí vzniká v důsledku usměrnění napětí zesílený signál z výstupu zesilovače. Napětí z detektoru D je přiváděno přes přídavný zesilovač U a dolní propust F v opačném směru, než je směr průchodu signálu v nastavitelném zesilovači. Na výstupní straně působí na předchozí zesilovací stupně, tak se tato úprava nazývá zvrátit AGC. Zesilovač U lze zapnout i před detektorem D. Pokud je napětí na výstupu regulovatelného zesilovače dostatečně vysoké, pak se tento zesilovač nepoužívá.

V reverzním obvodu AGC se zesílení nastavuje změnou řídicího napětí U reg, který se zase mění v důsledku změn napětí signálu na výstupu nastavitelného zesilovače. Proto je v reverzním obvodu AGC určitá změna výstupního napětí nevyhnutelná a nezbytná. Při správné volbě parametrů obvodu tato změna nepřekračuje přijatelné meze.

Ve schématu na obrázku - 3.15, bŘídicí napětí se vyrábí zesílením a usměrněním vstupního napětí a působí ve stejném "dopředném" směru jako přijímaný signál v řídicím zesilovači. Podle toho se takový řetězec nazývá rovný AGC. Na rozdíl od reverzního AGC zde regulační napětí nezávisí na napětí na výstupu zesilovače, tzn. existuje teoretická možnost úplné stálosti výstupního napětí. V praxi tuto možnost nelze realizovat. Jak bylo zjištěno, podmínkou konstantního výstupního napětí je přesně definovaný zákon změny zesílení při změně vstupního napětí. V reálných podmínkách je zesílení řízeno obvody, jejichž vlastnosti závisí na řídicím napětí. Tato závislost je zajištěna nelineárními prvky, ale jejich charakteristiky jsou určeny specifiky složitých fyzikálních procesů v nich probíhajících a tvar těchto charakteristik lze řídit jen ve velmi slabé míře.

Obrázek 3.15 - Blokové schéma konstrukce „reverzního“ AGC a amplitudové charakteristiky zesilovače bez AGC, s jednoduchým AGC a s AGC se zpožděním

Pro výpočet akce AGC a RRU použijeme balíček MultiSim.

Obrázek 3.16 – Diagram RRU

Obrázek 3.17 – Obvod AGC

Výsledky simulace jsou prezentovány ve formě obrázků 3.18, 3.19 a 3.20

Obrázek 3.18 – Oscilogram automatického řízení zisku

Z oscilogramu zapisujeme úrovně signálu: na vstupu AGC

Uin = 988,077∙10 -6 B, na výstupu AGC U ven = 1,180 V.

Pomocí nich určíme činnost automatického řízení zisku při změně úrovně výstupního signálu:

Výsledná hodnota odpovídá GOST 5651-89: Akce AGC, když se úroveň výstupního signálu nezmění o více než 10 dB.

Obrázek 3.19 - Oscilogram automatického řízení zisku

Z oscilogramu zapíšeme úrovně změn ve vstupním signálu: Uin 1 = 988,077∙10 -6 V, Uin 2 = 9,999∙10 -3 V.

Pomocí nich určíme činnost automatického řízení zisku při změně úrovně vstupního signálu:

Výsledná hodnota odpovídá GOST 5651-89: Akce AGC při změně úrovně signálu na výstupu je 46 dB.

Obrázek 3.20 – Oscilogram ručního ovládání zesílení

Z oscilogramu zapisujeme úrovně signálu: na vstupu

Uin = 993,961∙10 -6 V, výstup U ven = 4,429∙10 -3 V.

Pomocí nich vypočítáme hloubku ručního nastavení zisku v decibelech:

Výsledná hodnota odpovídá hloubce RRU dle technické specifikace.

ADC blok

Druhý mezifrekvenční zesilovač, který potlačuje frekvence sousedního kanálu, stejně jako následné bloky přijímače pro zpracování signálu jsou postaveny na digitálních zařízeních.

Výhod takového kombinovaného zpracování signálu je mnoho. Tyto výhody zahrnují výběr užitečného signálu. Protože sousední kanál je umístěn velmi blízko hlavního kanálu, selektivita musí být přesná. Při stavbě analogových rádiových přijímacích zařízení je dosažení požadovaného výsledku nesmírně důležité a v některých případech dokonce nemožné.

Použití digitálních zařízení tento problém snadno řeší.

Převod spojitého signálu do digitální podoby je možný pouze pomocí analogově-digitálního převodníku (ADC).

Požadavky na tato zařízení jsou stejně velké jako na jiná zařízení. Velký požadavek je také na kapacitu ADC. Čím vyšší je bitová hloubka ADC, tím vyšší je kvalita příjmu, ale zpracování signálu vyžaduje výkonný procesor, což zase vede ke zvýšené spotřebě energie. Proto se pro dosažení požadovaného výsledku používá určitý kompromis mezi bitovou kapacitou ADC a procesoru.

Aby však ADC fungoval, je vyžadována určitá hodnota napětí, což je prahová hodnota. Tato hodnota napětí je popsána požadavkem ADC jako LSB(Nejméně významný bit (LSB)), který má každý ADC svůj vlastní.

Moderní rádiová přijímací zařízení zpravidla používají 8-14 (nebo dokonce více) bitové ADC. Při návrhu infradinového přijímače s vysokou třídou přesnosti se softwarově definovanou rádiovou technologií se obvykle používají vysokobitové ADC. Jedním z populárních analogově-digitálních převodníků je AD9644, vyráběný společností Analog Devices. Bitová šířka tohoto ADC je 14 a hodnota MSD je 1,8 V.

Proces konverze signálu se provádí ve dvou fázích. První fází je časové vzorkování spojitého signálu u(t). V důsledku toho získáme posloupnost impulzů-počtů, po které následuje krok Δ t.

Druhou fází je digitalizace každého čtení. Rozsah možných hodnot napětí ( u min, u max)děleno M intervaly délky

Δ u =(u max - u min)/M(2.24)

každý. Hodnota Δ u nazývaný krok kvantování úrovně . Dále jsou intervaly očíslovány M- v číslech zdola nahoru, počínaje číslem 0.

Pojďme určit vzorkovací frekvenci pomocí Kotelnikovovy věty:

F k = 2∙F v, (2.25)

F k = 2∙17,725∙10 6 = 35,45∙10 6 počet/s.

Nyní najdeme kvantizaci krok po úrovni pomocí hodnot U max =4,249∙10 -3 V, U min = -4,249∙10 -3 V.

u max - u min = (4,249∙10 -3 + 4,249∙10 -3 V) = 8,5∙10 -3 V,

Zvolíme hodnotu M rovnou 16384, protože 2 14 = 16384:

Δu=8,5∙10-3 / 16384= 5,19∙10-7.

Podle technické specifikace pro tento analogově-digitální převodník určíme hodnotu nejméně významné číslice. MRR pro tento ADC je roven 1,8 V. Tzn., že pro normální fungování jak ADC, tak celého systému jako celku je nutné zesílit napětí na anténním vstupu alespoň na úroveň MRR.

Rozpočet zisku ADC je minimální rozlišovací napětí na vstupu ADC, které je zesíleno v preselektoru a zesilovači. Hodnota napětí na vstupu preselektoru je 1 mV. Pojďme vypočítat rozpočet zisku ADC:

K=1,8/1∙10-3 =1330 krát=31,55 dB.

Závěr

V této práci byl proveden výpočet, který umožnil vybrat a zdůvodnit navržené blokové schéma rádiového přijímače na základě výchozích údajů technické specifikace. Elektrická energie byla vypočtena schematický diagram IF přijímacího zařízení a samotného přijímače.

Tento superheterodynní přijímač amplitudově modulovaných signálů ve výsledcích simulace splňuje požadavky specifikované v technických specifikacích projektu předmětu.

Bibliografie

1. Návrh rádiových přijímacích zařízení. Editoval A.P. Sievers. Učebnice pro vysoké školy. - M., Sov. Rozhlas, 1976 – 488 s.

2. Bakeev D.A., Durov A.A., Ilyushko S.G., Markov V.A., Parfyonkin A.I. Příjem a zpracování informací. Návrh předmětu zařízení pro příjem a zpracování informací: Učebnice. – Petropavlovsk-Kamčatskij: KamchatSTU, 2007. – 151 s.

3. Rumjancev K.E. Příjem a zpracování signálů: Učebnice pro studenty. vyšší vzdělávací instituce/ - M.: Vydavatelské centrum „Akademie“, 2004. – 528 s.

4. Podlesny S.A. - elektronická učebnice / Zařízení pro příjem a zpracování signálů - Krasnojarsk: IPK SFU, 2008

5. GOST 5651-89 Domácí rádiová přijímací zařízení

Citlivost rádiového přijímače charakterizuje jeho schopnost přijímat slabé signály na pozadí šumu. Je kvantitativně definována jako minimální úroveň přijímaného signálu U min, při které je zajištěna uspokojivá kvalita reprodukce informace. V rozhlasovém vysílání je kritériem kvality poměr signálu k šumu (z hlediska výkonu nebo napětí) na výstupu přijímače. Musí být minimálně 20 dB při příjmu signálů v pásmech DV, SV a KB a minimálně 26 dB při příjmu VHF signálů ve stereo režimu. Předpokládá se, že čím nižší je hodnota U min, tím vyšší je citlivost.

Citlivost přijímače může být omezena nejen nízkým odstupem signálu od šumu na jeho výstupu, ale také nedostatečným ziskem celé přijímací cesty. Proto se rozlišuje mezi skutečnou a maximální citlivostí. Skutečná citlivost je definována jako minimální úroveň vstupního signálu, která poskytuje standardní (testovací) výstupní výkon Pst při daném poměru výstupního signálu k šumu. Maximální citlivost je určena bez zohlednění poměru signálu k šumu na výstupu; rovná se minimální úrovni vstupního signálu při standardním výstupním výkonu, když jsou všechny ovladače rádiového zisku nastaveny na maximální polohu. U domácích modelů se hodnota Pst rovná 5 mW (pro přijímače se jmenovitým výstupním výkonem nižším než 150 mW) nebo 50 mW (pro přijímače se jmenovitým výstupním výkonem vyšším než 150 mW). V technické dokumentaci modelů zahraniční výroby s výstupním výkonem vyšším než 10 W se často doporučuje používat hodnotu P st = 0,5 W.

Citlivost napětí přijímače při použití venkovních antén se vyjadřuje v mikrovoltech (µV) nebo milivoltech (mV). Při práci s vnitřní (vestavěnou) anténou citlivost neznamená výstupní napětí přijímací anténa a sílu elektrického pole v přijímacím bodě, která se měří v mikrovoltech na metr (μV/m) nebo milivoltech na metr (mV/m).

Někdy je hodnota citlivosti uvedena v relativních jednotkách dB/μV (dB/mV). Chcete-li tuto hodnotu převést na mikrovolty, můžete použít jednoduchý vzorec:

To znamená, že hodnota 1 µV (1 mV) musí být zvýšena tolikrát, kolikrát odpovídá hodnotě uvedené v decibelech, například citlivost 6 dB/µV je ekvivalentní 2 µV.

Moderní domácí rádia mají velmi vysokou citlivost. Například v pásmech VHF a FM může být jeho hodnota menší než 1 µV. V rozsahu LW, SW a KB je citlivost obvykle horší. Je to dáno tím, že je toho mnohem víc vysoká úroveň vnější rušení, takže nemá smysl vyvíjet zvýšení zisku rádiové přijímací cesty.

Citlivost rádiového přijímače je jeho schopnost poskytovat normální příjem při nízkém EMF nebo výkonu signálu v anténě. Normálním příjmem rozumíme ten, který poskytuje nastavit režim provoz koncového zařízení.

Citlivost se odhaduje na základě minimální hodnoty emf nebo výkonu signálu v anténě, při které dochází k normálnímu příjmu, a měří se v mikrovoltech nebo miliwattech. V důsledku toho, čím nižší je EMF užitečného signálu v anténě, při kterém je dosaženo normálního příjmu, tím vyšší je citlivost.

V závislosti na účelu přijímače může být hodnota citlivosti od desetin mikrovoltů do jednotek milivoltů nebo v rozsahu 10 -9 - 10 -19 W. Někdy se citlivost vyjadřuje v decibelech vzhledem k jednomu wattu nebo miliwattu.

Získání vysoké citlivosti je spojeno především se zesilovacími vlastnostmi přijímače a lze jej prakticky realizovat pouze za podmínky, že úroveň vlastního šumu na výstupu přijímače je nižší než úroveň signálu.

Velikost přípustného převýšení úrovně signálu nad úrovní šumu se nastavuje v závislosti na povaze přijímaných signálů.

Uveďme blokové schéma RPU ve formě obr. 7

Anténa je prezentována ve formě ekvivalentního generátoru s EMF E A indukovaným polem přijímaného signálu a vnitřní odpor generátoru R A je roven součtu radiačního odporu a ztrát antény. Samotný rádiový přijímač je rozdělen na dvě části - lineární a nelineární. Lineární část obsahuje všechny zesilovací a selektivní prvky umístěné před detektorem.

Obrázek 7 – Blokové schéma ústředny

Tato část se nazývá lineární, protože amplituda signálu je zde malá a změna jeho okamžitých hodnot nastává v tak malé oblasti charakteristiky, že se její nelinearita neprojevuje.

Nelineární část obsahuje detektor a zesilovač elektrický signál se svými filtry. Zde je amplituda signálu obvykle mnohem větší než v předdetektorové části. Proto je nutné počítat s nelinearitou charakteristik odpovídajících prvků.

Na výstupu přijímače je zátěž R n, ekvivalentní vstupnímu odporu reprodukčního zařízení.

Skutečná citlivost se odhaduje nejnižším EMF signálu v anténě E Aop (nebo výkonem P sor), při kterém je zajištěn normální výstupní výkon PN při daném poměru signálu k šumu na výstupu přijímače.

Pod normální výstupní výkon rozumět hodnotě rovnající se 10 % jmenovitého výkonu. Někdy je specifikováno normální napětí, jehož hodnota odpovídá normálnímu výkonu při daném zátěžovém odporu:

Specifikovaný odstup signálu od šumu na výstupu přijímače je určen typem přijímaného signálu. Pro některé případy je požadovaný poměr výkonu signálu k výkonu šumu uveden v tabulce 1.

stůl 1

Někdy je poměr signálu k šumu specifikován napětím.

kde Us, Ush, Rs a Rsh jsou napětí a výkon signálu a šumu na výstupu rádiového přijímače.

Skutečná citlivost E Aop (nebo P sor) je nepohodlná pro porovnávání rádiových přijímačů s různými cestami zesílení elektrického signálu a reprodukčních zařízení. Skutečná citlivost navíc závisí na provozním režimu detektoru a na subjektivních vlastnostech obsluhy, která vnímá signál na výstupu přijímače. Proto zavedené extrémní citlivost E Aop (nebo R sop), který charakterizuje pouze lineární část rádiového přijímače. Odhodlaný extrémní citlivost nejnižší EMF rádiového signálu E Aop v anténě nebo výkon P sop, při kterém je poměr signálu k šumu na výstupu lineární části roven jednotce

Stejně jako EMF musí být výkon signálu v anténě nezávislý na zátěži a musí charakterizovat pouze zdroj signálu.

Jmenovitý výkon zdroje EMF– maximální výkon, který může zdroj dodat zátěži (někdy nazývaný dostupný výkon, výkon, který má zdroj). Jmenovitý výkon dodává zdroj do zátěže at dohoda– rovnost aktivních složek a kompenzace reaktivních složek vnitřního odporu zdroje EMF a zátěžového odporu.

Stanovením výkonu dodávaného zdrojem EMF do zátěže při R a =R n lze snadno ukázat, že jmenovitý výkon zdroje je .

Proto,

Za všech ostatních podmínek bude výkon dodávaný do zátěže nižší než jmenovitá hodnota.

Použití jmenovitého výkonu signálu na anténě k odhadu citlivosti přijímače umožňuje vzít v úvahu nejen zisk ze vstupu přijímače na výstup, ale také vliv toho, jak je výkon z antény přenášen na vstup přijímače.

Z definice jmenovitého výkonu vyplývá definice jmenovitého výkonového zesílení K np - poměr jmenovitého výkonu na výstupu přijímače (nebo libovolné čtyřsvorkové sítě) k jmenovitému výkonu zdroje signálu.

V případě, kdy jsou rádiové signály na vstupu RPU dostatečně velké a není potřeba jejich zesílení, je citlivost přijímače omezena zesílením jeho lineární dráhy.

Aby proces detekce probíhal normálně, musí být na vstup detektoru přiveden signál o určité amplitudě U mc =U m vstupní det. Pokud je známa hodnota zisku lineární části cesty přijímače K o, naladěná na frekvenci ¦ o rovnou nosné frekvenci přijímaného signálu ¦ c, pak minimální emf signálu v anténě odpovídající citlivosti přijímač je

Obvykle se E Ao uvádí v efektivních hodnotách a Uin det - v hodnotách amplitudy. To vysvětluje zavedení koeficientu do jmenovatele vzorce.