БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра РЭС
РЕФЕРАТ
На тему:
«
Низкочастотный тракт радиоприёмника
»
МИНСК, 2008
Основы параметры радиоприемников.
Радиовещание ведется:
ДВ - 0,15 - 0,285 мГц = 15 - 288 кГц.
СВ - 0,525 - 1.605 мГц.
КВ - 2,3 - 26,1 мГц.
УКВ - 66 - 73 мГц.
100 - 108 мГц.
Основными параметрами электромагнитных волн являются f и амплитуда. Они могут переносить звуковую информацию.
При модуляции звуков. Колебаниями амплитуды - амплитудная модуляция.
Приемники прямого усиления.
Супергетеродины.
Стереофонические радиоприемники.
Рассмотрим структурную схему стереофонического радиоприемника:
Основные блоки:
1)Входные устройства;
2)УВЧ;
3)Преобразователи частоты.(на выходе ПЧ выдается сигнал fГ
- fС1
= 465кГц, fЗ
= fС2
- fГ
, fС2
-fГ
=fГ
-fС1
=fС2
-fС
I
= 2*465);
4)Гетеродины;
5)Усилитель промежуточной частоты;
6)Детектор АМ;
7)ИМ детектор: Дискриминатор КПЕР
< 1 нужен ограничитель амплитуды для подавления паразитной модуляции.
8)Дробный детектор (детектор отклонений).
Высокая чувствительность подавления паразитной АМ модуляции. Сложнее в настройке и регулировке стереодекодер; разные схемы СД.
Но чаще всего используется СД с суммарно - разностным преобразованием. Сигнал М = А + В/2; S = A - B/2. На вход СД поступает сигнал снимаемый с ЧМ - детектора.
Поднесущая (31,25) подавлена 14дБ (5 раз). Потеря громкости при монофонном приеме 2дБ.
Стереоиндикатор.
Система АРУ.
Система АПЧГ.
УПЧ.
Принципы построения систем стереофонии.
Преобразование ПМК в КСС заключается в подавлении под несущей в 5 раз 14дБ. Спектр КСС занимает при этом ^f = 50кГц.
При приеме, КСС д.б. воспроизведен на выходе частотного детектора с точностью до фазы сигнала, что требует расширения полосы пропускания УПЧ до 160 - 170 кГц и строгой результирующей резонансной характеристики.
Существуют 3 способа демодуляции:
1) детектирование по огибающим (полярный детектор);
Большие нелинейные искажения.
2) декодирование с разделением спектра;
1/2(M+S)=A
B=M-S
Повышенная помехоустойчивость. Отсутствие нелинейных искажений ВЧ.
3)временное декодирование;
В основе лежит ключевая схема. Декодеры обеспечивают очень высокую степень разделения стерео каналов.
Существует два способа настройки и регулировки радиоприемников:
1. Сначала настройка и регулировка идет поблочно, а затем в комплексе. (Достоинства и недостатки).
2. Комплексная настройка и регулировка радиоприемников (для простых). Комплексная наладка производится на лабораторных работах. Мы с вами рассмотрим поблочную настройку РЭА в той последовательности, которая характерна для комплексной регулировки.
Первый блок операций это наладка и регулировка источников питания. (рассматривать не будем, т.к. см. выше).
Второй блок операций - фазировка громкоговорителя. От одного громкоговорителя, трудно получить качественное воспроизведение ВЧ и НЧ. Значительно улучшает звучание применение двух однотипных гр. резонансная частота которых отличается на 20 - 30 Гц.
При работе двух и более громкоговорителей их диффузоры должны двигаться синфазно (одновременно в одну и ту же сторону), иначе звучание хуже чем у одного громкоговорителя. Фазирование проводят с помощью авометра, который поставлен на самый малый предел измерения постоянного тока. Для этого прибор подключают к выводам звуковой катушки и осторожно нажимают на диффузор. Стрелка прибора отклоняется влево или вправо. Отметив + и - на звуковой катушке точно также действия производят и со второй катушкой. При параллельном соединении громкоговорители соединяют вместе + + и - -, а при последовательном наоборот.
Третий блок операций наладка и регулировка УНЧ. Вне зависимости от назначения усилителя, его схему можно представить следующим образом:
В его схему входят:
- входное устройство (для разделения переменной и постоянной составляющих согласования);
- выходное устройство схемы подключения внешних динамиков и т.д.;
- предварительный усилитель (большое усиление, при малой мощности потребляемой от БГ;
- оконечный усилитель трансформаторный, безтрансформаторный, однотактный, двухтактный.
Чтобы хорошо отрегулировать УПЧ надо иметь явное представление о физических процессах которые происходят в усилителе. Задача НРО УПЧ состоит в том, чтобы с помощью определенных технологических и контрольных операций выявления и устранения неисправностей обеспечить параметры УНЧ без сигнала на входе.
Структурная схема настройки и регулировки УНЧ:
Сначала измеряется потребляемая мощность по постоянному току PMAX
= IO
* E ИСП
(измеряются РА1 и РV1)
На вход УНЧ от G1 подается номинальное напряжение с f = 1000 Гц, соответствующее номинальному напряжению на RN
. На выходе присоединены следующие приборы. Затем убеждаются в правильности действия регулятора громкости и глубину регулировки.
Далее идет регулировка режима оконечного каскада. (смещение, термостабилизация, и т.д.). Затем подают сигнал с генератора и оценивают нелинейные искажения:
Настройку двухтактных производят подбором транзисторов (по m) и регулировкой UСМЕЩ
. Нужна симметрия его плеч по постоянному и переменному токах.
Регулировка однофазных каскадов заключается в установлении одинаковых значений UВЫХ
переменный, сдвинутых на 180. Это осуществляется подбором резисторов в цепях Э и К.
Настройка предварительных каскадов УНЧ заключается в обеспечении типового режима работы.
Окончательный этап наладки - подбор элементов отрицательной обратной связи. Тембр, тонкомпенсация, громкость.
Заключительный этап наладки УЗЧ является испытание и проверка всех показателей:
- уровень собственных шумов;
- уровень нелинейных искажений;
- уровень номинальной выходной мощности;
- полоса воспроизводимых частот и ее неравномерность.
Уровень собственных шумов (D).
UВХ
= 0 на землю R = RВХ
усилитель.
Электрический вольтметр измеряет сигнал.
1
Нелинейные искажения
Коэффициент нелинейных искажений.
Детекторы и их настройка и регулировка.
Существует два вида детекторов: амплитудные и частотные.
Амплитудные детекторы в свою очередь делятся на линейные (UВХ
> 0,5В) и квадратичные (UВХ
< 0,3В)
Для детектирования АМ - колебаний в радиоприемниках применяются диоды. Основными показателями работы АМ - детектора являются:
- коэффициент передачи напряжения (0,6 - 0,8);
- степень нелинейных искажений (обычно малы);
- мах входное сопротивление.
Если детали исправны, монтаж выполнен правильно, то АМ - детектор начинает работать сразу, и не нуждается в налаживании. Однако для проверки работоспособности детектора собирают следующую схему:
Для проверки детектора генератор стандартных сигналов подключают через конденсатор емкостью 100 - 200 пФ к контуру последнего фильтра УПЧ. Напряжение на выходе ГСС устанавливают порядка 0,5 - 1В (fМОД
= 1кГц) с глубинной модуляцией 30%. Плавно изменяя частоту генератора вблизи ПЧ, находят резонанс по максимуму громкости или по показаниям измерителя выхода. Регулятор громкости детектора находится в положении наибольшего усиления. Если АМ - детектор исправен, то при указанном уровне входного напряжения в громкоговорителе должен быть слышен чистый звук и при этом мощность, отдаваемая усилителем должна быть номинальной.
Частотный детектор.
Детектор, напряжение, на выходе которого определяется отклонением мгновенной частоты входного сигнала от среднего значения, называется частотным.
Основные характеристики:
- линейная зависимость UВЫХ
от изменения fВХ
(побольше);
- коэффициет передачи по напряжению (возможно больший);
- зависимость UВЫХ
от колебаний амплитуды радиосигнала на входе (паразитный АМ) - минимальная.
ЧД бывают двух типов: дробные ЧД (детекторы отклонений) и дискриминаторы.
Схема дробного ЧД с симметричным заземлением нагрузки (R5 и R6) относительно диодов VD1 и VD2
Напряжения UВХ1
и UВХ2
на каждом из диодов представляют собой векторную сумму половины напряжения U2
на контуре L3 C3 и напряже
ния U1
(на дополнительной катушке индуктивности L2) связанной с катушкой L1 контура УПЧ.
Соответствующим подбором числа витков катушки L2 и связи между контурами L1 и L3 можно получить такое напряжение на выходе диодов, при котором достигается наилучшее подавление паразитной АМ (не нужно ограничение амплитуды). Параллельно нагрузке (резисторы R5 и R6) подключен конденсатор С7, который стабилизирует напряжение на нагрузке, т.е. С7*(R5 + R6)=t должно быть больше периода самой низкой звуковой частоты. Напряжение звуковой частоты снимается с точки А и поступает на УНЧ. К4, С8 и С6 - фильтр верхних частот.
Настройка и регулировка дробного частотного детектора заключается в настройке его контуров на промежуточную частоту и подборе связи между контурами. ЧД чаще всего настраивают специальными генераторами качающейся частоты (свин - гене
раторами типа Х1 - 7). Перед настройкой дробного ЧД сердечник катушки L3 устанавливают в верхнее положение. Схема подключения Х1 - 7 для регулировки ЧД имеет вид:
ВЧ вход Х1 - 7 подключается к предпоследнему каскаду УПЧ через С =0,01 - 0,05 мкФ, а НЧ к точке "В" схемы (иногда через резистор 30 - 50 кОм). Подав на вход УПЧ напряжение ПЧ с f = 6,5 МГц (или 10,7МГц) вращением сердечников L1 и L3 настраивают контуры L1 С1, L3 С3. При этом отметим, что сердечники надо вращать медленно, так как из - за большой инерционности цепи нагрузки детектора трудно зафиксировать положение резонанса. Форма частотной характеристики правильно настроенного ЧД д. иметь вид I (см. рис.4), прямолинейный * 4 участок который не менее 150 - 200 кГц. При расстройке + - 100кГц, UДЕТ
должно быть больше 0,5В.
Асимметричная характеристика получается вследствие несимметрии частей контура L3 относительно средней точки "Г", т.е. Uвх1 не равно Uвх2.
Линейности ЧХ ЧД и ее симметричности можно достичь регулировкой R2. Если форма ЧХ иная чем 1 (например 2,3), то её можно подрегулировать сердечниками L1 и L3. (2 - неправильная настройка вторичного контура; 3 - тоже с первичным контуром).
При 2^f
< 150кГц надо увеличить связь между L1 и L3, а при 2^f > 200кГц надо эту связь уменьшить. Обычно вращением ручек "Вых напр", "усиление У" устанавливаю на экране ЧХ, удобной для наблюдения. Далее настраивая 2 - ный контуров ЧД совмещают центр частотной кривой на отметке 6,5МГц. Затем регулируя 1 - контур добиваются симметрии плеч АЧХ и наибольшего размаха прямолинейного участка характеристики.
После завершения данной работы необходимо проверить и отрегулировать подавление паразитной АМ.
ГСС подключают к последнему каскаду УПЧ, подавая сигнал с U = 100mВ и f = 6,5МГц, при глубине VF равной 30%. Регулятор громкости приемника переводят в положение "max" усиления и изменяя величину R2 добиваются "min" показаний измерителя выходного напряжения.
ЧД - дискриминатор имеет вид, показанный на рис.Он содержит систему связанных контуров L1 C3 и L2 C5, настроенных на fПРОМЕЖ.
. С этих контуров на VD1 и VD2 подается напряжение. Часть UВХ
с обмотки L3 подается на выход схемы дискриминатора. Если несущая не модулирована, то при правильной настройке схема является симметричной и через каждый диод проходит ток одинаковой величины. Диоды проводят по очереди (см. + и -). Вследствие этого токи поочередно протекают через резисторы R3 - R4 в разных направлениях, вызывая соответствующие падения напряжения. C6 и C7 обеспечивают фильтрацию радиочастотных составляющих. При равенстве U1
= U2
, UВЫХ
= 0. Если f ЧМ несущей изменится то баланс нарушается и первый диод проводит лучше второго. Разбаланс схемы вызванный девиацией частоты - несущей приводит к появлению полезного сигнала на выходе.
Транзистор VT1 представляет собой каскад УПЧ, работающий в режиме ограничителя, для ликвидации паразитной АМ.
Регулировка дискриминатора заключается в настройке контуров L1 C3 и L2 C5 и выборе оптимальной связи между ними. Напряжение fПРОМЕЖ
от ГСС подается на VT1 (последующий каскад УПЧ). Подключив вольтметр с высоким входным сопротивлением к R4 (R3) контур L1 C3 настраивают по "max" показанию вольтметра. Затем подключая последовательно вольтметр параллельно R3 и R4 регулировкой сердечника катушки L2 добиваются равенства U1
= U3ВЫХ
= U2
= U4ВЫХ
. По характеристике детектора можно судить о степени нелинейных искажений вносимых детектором которые определяются коэффициентом связи b между контурами.
Характеристику дискриминатора тоже можно получить с помощью прибора
измерителя частотных характеристик и она будет иметь вид кривой 4.
Полосу пропускания ЧД можно расширить подключив параллельно контурам (первому или второму) резисторы с небольшим сопротивлением.
Регулировка и настройка цепи АРУ.
Под автоматической регулировкой усиления (АРУ) подразумевают автоматическое управление коэффициентом усиления цепи, обеспечивающее изменение амплитуды сигнала на выходе (UВЫХ
) в меньшее число раз по сравнению с изменением амплитуды сигнала на входе (UВХ
). При этом в радиоприемниках остается постоянным по амплитуде сигнал, подводимый к детектору АРУ редко используется в тракте ЧМ.
Принципиальные электрические схемы АРУ разнообразны, но в принципе структурная схема у них примерно одинаковая
Схема АРУ состоит из трех каскадного усиления К1, К2, КРЕГ
, детектора (Д) и фильтра с большой постоянной времени. Выходное напряжение ПЧ (UВЫХ2
) подается на детектор АРУ. Управляющее напряжение (постоянное, а точнее медленно меняющееся) поступает на регулирующий каскад. В результате коэффициент усиления КРЕГ
изменяется (увеличивается или уменьшается) таким образом, что UВЫХ2
остается неизменным при изменении UВЫХ1
.
Широкое распространение получили простая и режимные (с задержкой и усилением) схемы. Характеристики цепей АРУ (UВЫХ
= f(UВХ
)) в зависимости от схемы имеют вид:
Простая АРУ (??. 2) уменьшает усиление пропорционально сигналу. АРУ с усилением, тоже уменьшает UВЫХ
но кроме этого усиливает слабые сигналы. Характеристика наиболее равномерная. АРУ с задержкой начинает действовать с некоторого порогового уровня UВХ
. К регулировке АРУ приступают после окончания монтажных работ и проверки режимов полупроводниковых приборов.
Проверка работы АРУ заключается в определении изменений входного сигнала, подаваемого от ГСС. Измерение производят в средневолновом диапазоне на f = 1кГц. На вход радиоприемника через эквивалент антенны подают напряжение 0,1В с глубиной модуляции 30%. Регулятор громкости устанавливают в положение, при котором обеспечивается номинальная мощность на выходе. Затем UГЕНЕРАТОРА
уменьшают в определенное число раз (а) (например 20) и отмечают напряжение на выходе радиоприемника. Отклонение напряжений на выходе при максимальном и минимальном (P) сигналах на входе выраженное характеризует действие АРУ. Для оценки АРУ снимают и характеристику UВЫХ
= f(UВХ
).
Измерение уровня фона.
Измеряют по звуковой катушке Гр.. Регулятор громкости в мах. Вход УНЧ "-", на "землю" "+"
2
Настройка и регулировка ВЧ тракта радиоприемников.
ВЧ тракт радиоприемников - это каскады, выполняющие функции усиления и селекции принятых р/сигналов. Необходимую селективность по соседнему каналу обеспечивает УПЧ. Функции избирательности по зеркальному каналу и другим побочным каналам выполняют входные цепи и усилители радиочастоты.
АМ - (2fС
+ 3fПЧ
; 2fС
+ fПЧ
; 3fС
+ 4fПЧ
;
3fС
+ 2fПЧ
; 4fС
+- 1/3fПЧ
; fС
± 1/2fПЧ
;
5fС
+ 4fПЧ
; 1fС
+- 1/3fПЧ
; fС
± 1/2 fПЧ
;
УКВ - 1/2fС
+ 3/2fПЧ
; 1/2fС
+ fПЧ
; 3/2fС
+ fПЧ
;
fС
+ 1/2 fПЧ
fпч; 2fС
+ fПЧ
; 3fС
+ 2fПЧ
;
В чем отличие УПЧ от УРЧ?
Отличие УРЧ от УПЧ состоит в том, что усилители РЧ перестраиваются по f, а усилители ПЧ имеют фиксированную настройку в заданной полосе пропускания.
ЛИТЕРАТУРА
| 1. | Игнатович В.Г., Митюхин А.И.-- Регулировка и ремонт бытовой радиоэлектронной аппаратуры.-- Минск: "Вышэйшая школа", 2002 –366с. |
2002 |
| 2. | Технология РЭУ и автоматизация производства РЭА :Учебник для ВУЗов А.П.Достанко, В.Л Ланин, А.А. Хмыль и др.Под ред.академика А.П.Достанко,-- Минск “Вышэйшая щкола.-2002.—400 с. | 2002 |
| 3. | Колесников В.М. -- Лазеpная звукозапись и цифpовое pадиовещание. -- М.:"Радио и связь", 2001 -- 214 с. | 2001 |