Дослідження способів підвищення чутливості та селективності супергетеродинних радіоприймачів

Якщо немає можливості виготовити такий фільтр, то можна  на вході радіоприймача поставити  аттенюатор на резисторах з регульованим послабленням, наприклад, 10 дБ, 20дБ, 30дБ. Він набагато покращує радіоприймання в умовах сильних прешкод від  інших потужних радіостанцій [23].

 

Рис. 2.10. Схема атенюатора.

Для забезпечення зв’язку в умовах, коли поблизу частотного каналу з’являється потужна перешкода, може бути ефективним режекторний фільтр, який показано на малюнку 2.4. В процесі експериментування випробувано такий фільтр для пригнічення сигналів потужних широкомовних радіостанцій, які часто створюють непереборні перешкоди для систем службового радіозв’язку. Добре налаштований режекторний фільтр дає змогу послабити рівень перешкоди у десятки разів.

 

 

2.2 ЗАСТОСУВАННЯ АКТИВНИХ ПРЕСЕЛЕКТОРІВ

 

     Якщо пасивний преселектор істотно знижує реальну чутливість приймача, доцільне використання активного преселектора на НВЧ транзисторах з невеликим коефіцієнтом підсилення для компенсації втрат у вхідних колах приймача [7].

     На рис.2.11 приведена принципова електрична схема пристрою. Як підсилюючий елемент використовується польовий транзистор з двома ізольованими затворами типу КП327.

 

Рис. 2.11. Активний преселектор

 

     До преваг цього транзистора можна віднести наявність вбудованих захисних стабілітронів в колах затворів. Вхідне коло преселектора переналаштовується. Перемикачем SА1 вибирається потрібний піддіапазон роботи, а конденсатором С2 контур налаштовується на робочу частоту. При цьому різко збільшується сила сигналу корисного сигналу. Піддіапазони роботи:

1-1,8…3,8МГц;

2 – 3,8…7,5 МГц;

3-7,5…15 МГц;

4 – 15…30 МГц.

     Всі котушки преселектора поміщені в екрани. Сам пристрій також поміщений в екрановану коробку. Для зв'язку з входом приймача необхідно використовувати коаксіальний кабель.

      Котушка L1 намотана на каркасі діаметром 20 мм дротом ПЕВ-2 діаметром 0,5 мм. Число витків складає 36, а довжина намотки – 20 мм.

     Котушка L2 виконана аналогічно L1, але число витків складає 17.

     Котушка L3 намотана на каркасі діаметром 10 мм дротом ПЕВ-2 діаметром 1,0 мм. Число витків -15, довжина намотування – 15 мм.

     Котушка L4 намотана дротом ПЕВ-2 діаметром 1,5 мм на кар­касе діаметром 10 мм. Число витків – 7, довжина намотування – 10 мм.

Для дуже важких ефірних умов, коли рівень перешкоди в сотні тисяч разів перевищує рівень корисного сигналу, вказаний транзистор краще замінити на потужніший  - КП 901, КП 902 тощо. Потужні ВЧ транзистори стійкіші до перевантажень вхадним сигналом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 ЗАСТОСУВАННЯ ЕФЕКТИВНИХ ФОС

 

   Для поліпшення як основної  селективності, так і селективності по дзеркальному каналу супергетеродинного приймача найефективнішим методом є заміна LC – фільтрів основної селекції на  кварцеві фільтри[22].

 

 

Рис.2.6. Схема однокристального кварцового фільтра.

    

  Трансивер "Волна ",з яким проводився експеримент, має два перетворення частоти і його перша ПЧ фіксована – 8800 кГц. Штатний фільтр основної селекції LC- типу має досить широку смугу пропускання (понад 300 кГц), тому всі станції, що знаходяться в цій смузі, проходять на ППЧ 1 та другий змішувач, погіршуючи роботу останнього.

Рис. 2.7. АЧХ Схема однокристального кварцового фільтра.

     Есперимент  показав, що уведення додаткового однокристального кварцевого фільтра після штатного ФОС, дозволяє звузити смугу пропускання усього каскаду до 30-40 кГц, що на практиці значно покращує  якість приймання в умовах сильних перешкод.

     Смугу пропускання ФОС можна звузити до кількох кілогерц, використавши складніший фільтр, наприклад на чотирьох резонаторах.

 

Рис.2.8. Схема та АЧХ фільтра на чотирьох резонаторах.

 

Такий фільтр дозволяє послабити позасмугові сигнали більше, ніж на 40 дБ.

  Очевидно, що ще ефективнішими є шести-  та восьмикристальні фільтри, але розрахунок, виготовлення і налаштування їх  стає складною інженерною задачею, не завжди виправданою.

 

 

 

 

 

 

Висновки

    У даній роботі було проведено ряд досліджень для визначення комплексу найефективніших заходів з підвищення селективних властивостей діючих супергетеродинних радіоприймачів, призначених для службового радіозв’язку. Результати такі:

1. Визначено, що для роботи у відносно вузькому  діапазоні частот ефективними є прості пасивні преселектори на вході приймача, в яких  використані високодобротні  коливальні котури зі смугою пропускання до 10 кГц. Застосування складних смугових LC – фільтрів не виправдане, оскільки вони призводять до значного затухання корисного сигналу (понад 6 дБ).
2. Найкращі характеристики мають пасивні преселектори на кварцевих резонаторах. В роботі випробувано найпростіший двохкварцевий пасивний преселектор на частоту 7050 кГц, який покращив основну селективність приймача трансивера щонайменше на 28 дБ (тобто, послабив позасмугові сигнали майже у 1000 разів).
3. Якщо пасивний преселектор істотно знижує реальну чутливість приймача, доцільне використання активного преселектора на НВЧ транзисторах (бажано на потужних) з невеликим коефіцієнтом підсилення для компенсації втрат у вхідних колах приймача. В роботі випробувано преселектори на транзисторах  КП 327А та КП 902А. Останній виявився кращим за стійкістю до перевантажень.
4. Найефективнішим методом покращення селективних властивостей приймача з першою сталою ПЧ є заміна LC- фільтра основної селекції на кварцевий фільтр. Навіть чотирьохкварцевий фільтр забезпечує пригнічення позасмугового сигналу понад 40 дБ.

Комплексна реалізація перелічених вище заходів у процесі  удосконалення короткохвильової радіостанції “Волна“ показала їх високу ефективність.

Розглянуті у роботі методи та засоби підвищення селективних властивостей супергетеродинних радіоприймачів можуть бути застосовані фахівцями для удосконалення існуючих систем службового зв’язку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаних джерел

1. Чистяков Н.И., Шахгильдян  В.В. А.С. Попов и формирование  радио

// Радиотехника. – 1995. – № 4-5.

2. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. М.: Просвещение, 1982. – 448 с. Херинг К., Никольс М. Термоэлектронная эмиссия. М., 1950

3. Войшвилло Г.В. Усилительные устройства, – М.: Связь, 1975. – 108с.

4. Радиопередающие устройства / Под ред. М. В. Благовещенского, Г.М. Уткина. – М.: Радио и связь, 1982. – 96 с.

5. Поляков В. Т. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. — М.: Патриот, 1990. — 264 с.

6. Поляков В. Т. Приемник прямого преобразования // Радио/ – 1977/ – № 11 – C. 53—55.

7. Виноградов Ю.В. Основы электронной и полупроводниковой техники. Изд. 2-е, доп. М., Энергия, 1972 г. - 536 с.

8. Н. Ф. Воллернер Радиоприёмные устройства: Учебное пособие. — К.: Вища шк., 1993. — 391 с. — Рос.

9. Борисов В. Г. Юный радиолюбитель / В. Г. Борисов. — 8-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1992. — 409,[1] с.

10. Буга Н.Н. и др. Радиоприёмные устройства / Н.Н. Буга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков; Под ред. Н.И. Чистякова — М.: Радио и связь, 1986. — 320 с.

11. Словарь иностранных слов.  9-е изд. Издательство “Русский язык” 1979 г.,  испр. - М. : “Русский язык”, 1982 г. - 608 с.

12. Бунин С.Г. Справочник любителя – коротковолновика / С.Г. Бунин, Л.П. Яйленко . – [3-e изд.]. – К.: Техніка, 1984. – 264 с.

13. Бунин С.Г. Справочник любителя – коротковолновика / С.Г. Бунин, Л.П. Яйленко– К.: Техніка, 1978. – 199 с.

14. Жалнераускас В. Узкополосные кварцевые фильтры на одинаковых резонаторах.— Радио, 1982, №1,2.

15. Бобров Н. В. Радиоприемные устройства. Изд. 2-е, доп. — М.:Энергия, 1976.– 370 с.

16. Аронов В. Л. Полупроводниковые приборы: Транзисторы: справочник / В. Л. Аронов, А. В. Баюков, А. А. Зайцов. – [2-e изд.].– М.: Энергоатомиздат, 1985.– 904 с.

17. Гринфильд Дж. Транзисторы и линейные ИС: руководство по анализу и расчету / Гринфильд Дж.; [пер. с английского].— М.: Мир, 1992. — 560 с.

18. Дригалкин В. В. Как освоить радиоэлектронику с нуля. Учимся собирать конструкции любой сложности / Дригалкин В. В. — М.: НТ Пресс, 2007. — 160 с. — (В помощь радиолюбителю).

19. Дроздов В. В. Любительские КВ трансиверы / Дроздов В.В. — М.: Радио и связь, 1988. — 176 с. — (Массовая радиобиблиотека; вып. 1118).

20. Ежков Ю. А. Справочник по схемотехнике усилителей / Ежков Ю. А. — [2-е изд.]. — М.: ИП РадиоСофт, 2002. — 272 с. — (Книжная полка радиолюбителя; вып. 1).

21. Ильин. В. Полевые транзисторы в выходном каскаде усилителя мощности / В. Ильин, Р. Яцковский // Радио. — 1983. — № 2 — С. 54—55.

22. Каминский Е. А. Практические приемы чтения схем электроустановок / Каминский Е. А. —М.: Энергоатомиздат, 1988. — 368 с.

23. Карсон Р. Высокочастотные усилители / Карсон Р. [пер. с английского В. Ф. Ткаченко]. — М.: Радио и связь, 1981. — 212 с.

24. Войшилло Г. В. Усилительные устройства: [учебник для вузов] / Войшилло Г. В. — [2-е изд.].— М.: Радио и свазь,1983. — 264 с.

25. Г. Пейн. Физика колебаний  и волн. – М.: Мир, 1979. – 390 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДОДАТКИ

Привила техніки безпеки під час роботи з радіоапаратурою

     Під час  налагодження радіоапаратури найнебезпечнішим є можливе ураження електричним струмом. Струм силою всього 10-12 міліампер, що пройшов через тіло людини, вже може викликати ураження організму людини.

     Інтенсивність ураження струмом багато в чому залежить від стану шкіри і нервового стану людини.

     Безпечним для організму людини є напруга до 36 В при роботі в умовах сухого приміщення. Струми високої частоти не вражають людину, але викликають місцеві опіки.

      Паяння монтажу радіоапаратури повинно проводитися справним електричним паяльником. Розетки для вмикання паяльника також повинні бути справні. Не можна здійснювати паяння стоячи на землі або цементній підлозі, оскільки не виключена можливість з'єднання корпусу паяльника з одним з проводів електромережі. Категорично забороняється торкатися руками до оголених ділянок проводів електромережі.

     Особливу обережність слід дотримуватися при перевірці та налагодженні радіоапаратури оскільки для живлення деяких кіл використовуються напруги більше 250 – 300 В. Не можна для перевірки електричних кіл при включеному живленні користуватися пінцетом.

     Категорично забороняється торкатися провідників, що знаходяться під напругою, руками або металевими предметами. Не можна доторкатися руками до контурів високої частоти у вихідних каскадах передавачів, щоб запобігти опіків шкіри.

     При налагодженні високовольтних кіл необхідно передбачити блокування, що відключає живлення при відкриванні захисних стінок або кришок корпусів радіоапаратури.

     При ураженнях електричним струмом потерпілому роблять штучне дихання і негайно викликають лікаря.