Устройство радиоприемных устройств

Кроме того, различают РПУ:

— по месту установки — стационарные, мобильные, бортовые переносные;

— по способу питания — питаемые от сети переменного тока, от аккумуляторов, гальванических или солнечных батарей, с универсальным питанием;

— по способу управления и коммутации — с ручным, частично или полностью автоматизированным, дистанционным, комбинированным управлением.

В месте п

риема сигнала существуют электромагнитные поля, создаваемые посторонними источниками естественного и искусственного происхождения. Соответствующие электромагнитные колебания воспринимаются РПУ и мешают приему полезного сообщения, т.е. являются так называемыми внешними радиопомехами. Кроме того, и в цепях самого РПУ возникают различные побочные мешающие электрофизические явления, проявляющиеся в виде внутренних помех приему. Исходное сообщение в процессе прохождения по радиоканалу претерпевает нежелательные изменения, оцениваемые искажением сигнала. Искажения имеют место, как вне приемопередающей аппаратуры, так и внутри нее. Первые связаны с рядом физических процессов, сопровождающих распространение электромагнитных волн, вторые обусловлены неидеальностью характеристик передатчика и приемника.

В решении проблемы помехоустойчивости радиоприема возникло новое направление, основанное на изучении и использовании различий и статистических характеристиках сигналов и помех с помощью методов теории передачи информации. Одним из важнейших достижений в этом направлении было создание теории потенциальной помехоустойчивости приема, на базе которой развивается современная теория анализа и синтеза радиосистем, оптимальных по помехоустойчивости.

В настоящее время техника радиоприема развивается по следующим основным направлениям:

— дальнейшее освоение наиболее высокочастотных диапазонов волн, включая миллиметровый, децимиллиметровый и оптический;

— широкое внедрение методов и средств цифровой обработки сигналов, микропроцессорной и вычислительной техники для автоматизации РПУ;

— совершенствование методов борьбы с помехами;

— значительное улучшение качественных показателей РПУ, увеличение функциональной сложности приемной техники;

— повышение степени интеграции функциональных узлов и блоков РПУ.

3. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ПРИЕМНИКА, КОЭФФИЦИЕНТ ШУМА, ШУМОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА

Одна из важнейших электрических характеристик РПУ — чувствительность, под которой понимают способность приемника принимать слабые сигналы. Количественно чувствительность оценивается минимальной ЭДС в антенне или номинальной мощностью модулированного сигнала, при которых на выходе приемника сигнал воспроизводится с требуемым качеством. Когда внешние помехи мало влияют на прием, чувствительность ограничена собственными шумами РПУ, обусловленные в основном его флуктуационными шумами.

Источниками внутренних флуктуационных шумов в приемнике являются все пассивные элементы цепей, обладающие омическим сопротивлением, и активные приборы. Любой элемент цепи с омическим сопротивлением может быть представлен в виде эквивалентного генератора шумовой ЭДС или генератора шумового тока с «нешумящим» внутренним сопротивлением или проводимостью R.

Источником внешних шумов для приемника является антенна. Шумы приемной антенны складываются из тепловых шумов ее активного сопротивления, потерь и шумов сопротивления излучения.

Превышение сигнала над шумом С/Ш на выходе УТ задастся коэффициентом различимости , минимально допустимое значение которого h0 зависит от характера принимаемого сообщения, требуемого качества приема и вида модуляции сигнала.

В реальных условиях эксплуатации РПУ чаще пренебречь влиянием помех на радиоприем нельзя. Количественно чувствительность, ограниченную внутренними шумами, оценивают реальной или пороговой чувствительностью, коэффициентом шума или шумовой температурой.

Реальная чувствительность — чувствительность, определяемая при заданном отношении С/Ш h0 на выходе УТ. .

Пороговая, или предельная, чувствительность определяется уровнем входного сигнала, при котором h0 = 1.

Рассмотрим линейный шумящий 4-полюсник с входным сопротивлением RВХ и коэффициентом усиления (передачи) по мощности Кр = Рс вых/Рс вх, нагруженный на сопротивление RН. К его входным зажимам подключается источник сигнала с выходным сопротивлением RГ, являющийся одновременно и источником тепловых шумов.

При согласовании источника сигнала со входом 4-полюсника на входном сопротивлении последнего рассеивается максимальная (номинальная) мощность шумов

.

Если имеет место рассогласование источника сигнала и 4-полюсника, на RВХ рассеивается меньшая шумовая мощность

,

где η — коэффициент рассогласования, .

В 4-полюснике сигнал и шумы усиливаются (ослабляются) в КР раз, и если бы он был идеальным (нешумящим), на его нагрузочном сопротивлении RН рассеивалась бы мощность шумов . В реальном 4-полюснике

.

Коэффициент шума:

.

Т.о. коэффициент шума зависит от шумовых свойств источника сигнала, обусловленных его температурой Т. Для устранения этой неоднозначности принимают шумовую температуру источника сигнала равной комнатной Т0. Собственные шумы ухудшают отношение С/Ш на выходе 4-полюсника по сравнению с входным.

Чем выше уровень собственных шумов 4-полюсника, тем больше коэффициент шума отличается от 1. Для идеального нешумящего 4-полюсника Ш = 1. Коэффициент шума пассивного 4-полюсника в общем случае , а при его согласовании с источником сигнала и нагрузкой .

Для оценки шумовых свойств 4-полюсников, у которых коэффициенты шума близки к 1, используют эквивалентную шумовую темп-ру . Она показывает, насколько должна быть повышена абсолютная темп-ра сопротивления источника сигнала RГ, подключенного ко входу идентичного нешумящего 4-полюсника, чтобы мощность шумов на его выходе равнялась мощности шумов на выходе реального 4-полюсника.

Относительная шумовая температура tШ показывает, во сколько раз темп-ра нагрева сопротивления R д.б. больше нормальной темп-ры, чтобы генератор IШ ВХ создавал шумы эквивалентные шумам в цепи управляющего электрода. .

Шумовая температура 4-полюсника в отличие от коэффициента шума не зависит от шумовой температуры источника сигнала. В этом заключается ее преимущество как меры шумовых свойств.

 Скачать реферат