Радиоприёмники

ПЛАН. 1. Введение (рассказ об истории создания радиоприёмных устройств (Попов, Герц)); 2. Основная часть (особенности электромагнитных волн, какие они бывают, рассказ о радио, принцип его работы, усилители на транзисторах, о самих транзисторах, основные параметры приёмника);
3. Концовка (подведение итогов, рассмотрение других радиоприёмных – радиопередающих устройств). 1. Введение. Я выбрал эту тему потому, что принцип радиосвязи самый практичный и дешевый. Ведь этот принцип использует беспроводную передачу информации и обнаружения кораблей, самолётов и т.д. на расстоянии (принципа радиолокации). Я начну рассказ с истории создания радиоприёмников, потому что как-то раз один философ сказал: «Не зная прошлого, нельзя думать о будущем».
Телеграф
Передающее Первый, кто задумал принцип передачи сигналов с помощью радиоволн, был Герц. Он понял, что электрический ток в проводниках может создавать электромагнитные волны. И он создал приборчик, который мог передавать радиоимпульсы на небольшие расстояния. Этот прибор выглядит примерно так:
Принимающее. Принцип передачи здесь такой: Передающее устройство «выбрасывает» электромагнитные волны электрическим разрядом, а у принимающего устройства возбуждаются между двумя проводниками разность потенциалов, который фиксирует телеграф. У этого прибора есть маленький недостаток – он не действительный на больших расстояниях, так как земля обладает магнитным полем и заглушает импульсы передающего устройства. Т.е. эти импульсы не доходят до принимающего устройства или доходят, но не такие мощные чтобы принимающее устройство «почувствовало» эти импульсы. Но Герц дал идею создания беспроводной связи, которую далее усовершенствовал А.С.Попов. В России одним из первых, после Герца, занялся изучением электромагнитных волн преподаватель офицерских курсов в Кронштадте - Александр Степанович Попов. Начав с воспроизведения опытов Герца, он затем использовал более надежный и чувствительный способ регистрации электромагнитных волн. Его прибор выглядит примерно так: В качестве детали, непосредственно “чувствующей” электромагнитные волны, А.С. Попов применил когерер (от лат. - “когеренция” - “сцепление”). Этот прибор представляет собой стеклянную трубку с двумя электродами. В трубке помещены мелкие металлические опилки. Действие прибора основано на влиянии электрических разрядов на металлические порошки. В обычных условиях когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют плохой контакт друг с другом. Пришедшая электромагнитная волна создает в когерере переменный ток высокой частоты. Между опилками проскакивают мельчайшие искорки, которые спекают опилки. В результате сопротивление когерера резко падает (в опытах А.С. Попова со 100000 до 1000 - 500 Ом, то есть в 100-200 раз). Снова вернуть прибору большое сопротивление можно, если встряхнуть его. Чтобы обеспечить автоматичность приема, необходимо для осуществления беспроволочной связи, А.С. Попов использовал звонковое устройство для встряхивания когерера после приема сигнала. Срабатывало реле, включался звонок, а когерер получал “легкую встряску”, сцепление между металлическими опилками ослабевало, и они были готовы принять следующий сигнал. Реле Чтобы повысить чувствительность аппарата, А.С. Попов один из выводов когерера заземлил, а другой присоединил к высоко поднятому куску проволоки, создав первую приемную антенну для беспроволочной связи. Заземление превращает проводящую поверхность земли в часть открытого колебательного контура, что увеличивает дальность приема. Хотя современные радиоприемники очень мало напоминают приемник А.С. Попова, основные принципы их действия те же, что и в его приборе. Современный приемник также имеет антенну, в которой приходящая волна вызывает очень слабые электромагнитные колебания. Как и в приемнике А. С. Попова, энергия этих колебаний не используется непосредственно для приема. Слабые сигналы лишь управляют источниками энергии, питающими последующие цепи. Сейчас такое управление осуществляется с помощью полупроводниковых приборов. 7мая 1895г. на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге А.С.Попов продемонстрировал действие своего прибора, явившегося, по сути дела, первым в мире радиоприемником. День 7 мая стал днем рождения радио. Ныне он ежегодно отмечается в нашей стране. А. С. Попов продолжал настойчиво совершенствовать приемную аппаратуру. Он ставил своей непосредственной задачей построить прибор для передачи сигналов на большие расстояния. Вначале радиосвязь была установлена на расстоянии 250 м. Неустанно работая над своим изобретением, Попов вскоре добился дальности связи более 600 м. Затем на маневрах Черноморского флота в 1899г. ученый установил радиосвязь на расстоянии свыше 20км, а в 1901г. дальность радиосвязи была уже 150км. Важную роль в этом сыграла новая конструкция передатчика. Искровой промежуток был размещен в колебательном контуре, индуктивно связанном с передающей антенной и настроенном с ней в резонанс. Существенно изменились и способы регистрации сигнала. Параллельно звонку был включен телеграфный аппарат, позволивший вести автоматическую запись сигналов. В 1899г. была обнаружена возможность приема сигналов с помощью телефона. В начале 1900г. радиосвязь была успешно использована во время спасательных работ в Финляндском заливе. При участии А. С. Попова началось внедрение радиосвязи на флоте и в армии России. Продолжая опыты и совершенствуя приборы, А. С. Попов медленно, но уверенно увеличивал дальность действия радиосвязи. Через 5 лет после постройки первого приемника начала действовать регулярная линия беспроволочной связи на расстоянии 40 км. Благодаря радиограмме, переданной по этой линии зимой 1900г., ледокол “Ермак” снял с льдины рыбаков, которых шторм унес в море. Радио, начавшее свою практическую историю спасением людей, стало новым прогрессивным видом связи XX в.
За границей усовершенствование подобных приборов проводилось фирмой, организованной итальянским инженером Г. Маркони. Опыты, поставленные в широком масштабе, позволили осуществить радиотелеграфную передачу через Атлантический океан. 2. Основная часть. Начиная рассказ о радиоприёмниках, нужно сначала рассказать об особенностях и свойствах радиоволнах. Ведь без радиоволн не было бы и никакой радиотехники. Важнейшим свойством электромагнитных волн является их способность распространяться в окружающем пространстве со скоростью света. Расстояние, на которое распространяется волна за время одного колебания тока в антенне, называется длиной волны. В Земном пространстве очень много электромагнитных волн с разной частотой (рентгеновские лучи, световые волны и т.д.) Электромагнитные волны, занимающие спектр частот примерно от 3·103 до 3·1012 гц, называются радиоволнами. Так как в зависимости от длины радиоволн изменяются особенности их распространения, весь спектр радиоволн разбивают на отдельные диапазоны:
1. Мириаметровые (сверхдлинные) 103 до 3·104 гц (радионавигация, грозовое предупреждение); 2. Километровые (длинные) 104до 3·105гц (радиосвязь, радионавигация); 3. Гектометровые (средние) 3·105до 3·106гц (радиосвязь, радиовещание, радионавигация); 4. Декаметровые (короткие) 3·106 до 3·107 гц (радиосвязь, радиовещание); 5.
Радиосвязь, радиовещание, телевидение, радиолокация, радиорелейная связь, радионавигация и др. Ультракороткие: 1. метровые 3·107 до 3·108 гц 2. дециметровые 3·108 до 3·109 гц 3. сантиметровые 3·109 до 3·1010 гц 6. Миллиметровые 3·1010 до 3·1011 гц 7. Дециметровые 3·1011 до 3·1012 гц Их особенности: 1) длинные волны при распространении огибают встречающиеся на пути препятствия: леса, горы, возвышенности. Но энергия длинных волн в значительной степени поглощаются земной поверхностью. Поэтому для осуществления радиосвязи на длинных волнах требуется передатчик большой мощности (мощность радиовещательных станций достигает сотен и даже тысяч киловатт). Пространственные длинные волны в дневное время поглощаются ионизированными слоями атмосферы D и E. Вечером и ночью, когда ионизированный слой D исчезает, пространственная длинная волна отражается слоями Е и F1 ионосферы при малых потерях и может быть отражена от земной поверхности и ионосферы многократно. Эта особенность распространения пространственных длинных волн используется для дальнейшей радиосвязи. 2) средние волны, подобно длинным волнам, распространяются поверхностной и пространственной волнами. Так как частота колебаний волн средневолнового диапазона значительно выше частоты колебаний волн длинноволнового диапазона, затухание поверхностной волны в диапазоне средних волн сильнее, чем в длинноволновом диапазоне. Поэтому дальность радиосвязи поверхностными волнами средневолнового диапазона не превышает 1000 – 1500 км. Пространственные средние волны значительно глубже проникают в ионосферу, чем длинные, достигая области, где концентрация оказывается достаточной для полного внутреннего отражения. Это является причиной их сильного их сильного затухания. 3) короткие волны.Поверхностные волны коротковолнового диапазона затухают ещё в большей степени, чем средние волны. Поэтому связь на большие расстояния на коротких волнах осуществляется пространственными волнами. Отражение коротких волн от ионосферы обуславливается существование зон, в пределах которых радиосвязь невозможна. Эти зоны называются зоны молчания (мёртвыми зонами). Зоны молчания – это области между зонами слышимости, в пределах которых наблюдается полное отсутствие приёма коротковолновой передающей станции. Зоны молчания образуются потому, что поверхностная короткая волна, распространяющаяся вблизи земли, сильно поглощаются последней и на сравнительно небольшом расстоянии от передатчика практически полностью затухает, а пространственная волна, отразившись от ионосферы, возвращается на землю обычно на гораздо большем расстоянии – порядка сотен или тысяч километров. Для коротких волн характерно также явление обратного эха – достижение радиоволной приёмника по кратчайшему пути и по наидлиннейшему противоположному пути. Но прямая волна может обогнуть землю даже несколько раз. Это также ухудшает качество радиоприёма. 4) Ультракороткие волны (УКВ). Связь на УКВ осуществляется поверхностной волной, так как УКВ не отражаются от ионосферы. В нижних слоях атмосферы происходит сильное затухание УКВ. Явление дифракции при радиосвязи на УКВ практически не наблюдается. Поэтому можно считать, что УКВ вблизи земной поверхности распространяются прямолинейно, т.е. в пределах прямой видимости. Но под влиянием тропосферы и ионосферы УКВ распространяются значительно дальше прямой видимости, так как вследствие неоднородности электрических свойств нижних слоёв атмосферы в них происходит преломление УКВ в направлении к земной поверхности. Это явление называется атмосферной рефракцией. В некоторых случаях радиоволны, излучаемые под небольшим углом к горизонту, искривляются так, что они снова доходят до земли, отражаются от неё, а затем, отразившись снова от нижних слоёв атмосферы, снова возвращаются на землю и т.д. Это явление называется сверхрефракцией, а область пространства, в котором оно происходит, называется волноводным каналом. В волноводном канале дальность радиосвязи может в десятки раз превышать дальность прямой видимости. В отличие от длинных, средних и коротких волн, затуханием которых в атмосфере пренебрегают, УКВ заметно поглощается в тропосфере. Поглощение имеет резонансный характер: наибольшее поглощение получается на частотах, совпадающих с собственными частотами колебаний молекул кислорода и водяного пара. После мне хотелось бы рассказать о простейшем радиоприёмнике, который может «поймать» мощные радиостанции (в старину это был «Маяк»). Его схема выглядит примерно так: Для того чтобы поймать какую ни будь радиостанцию, нужно чтобы частота внутренних колебаний (в колебательном контуре) совпадали с частотой внешних колебаний. В это время возникает резонанс, и сопротивления резко падает. На вышенарисованном рисунке резонанс возникает тогда, когда ёмкость конденсатора и индуктивность контура совпадает с частотой колебания, идущей от радиостанции по формуле: (эта формула выведена благодаря формуле ТОМСОНА). Т.е. частота настройки радиоприёмника совпадает с частотой радиостанции. Графически это можно изобразить так:
На графике видно, что максимальный коэффициент усиления существует, когда n = n0 = nрадиостанции. Теперь посмотрим, как радиоприёмник принимает звуковые волны. В принципе, радиоприёмник делает только одну вещь – он преобразует модулированный, высокочастотный сигнал в обыкновенный звуковой сигнал (низкочастотный). Рассмотрим, как это происходит. Наглядный рисунок нарисован ниже:
Расскажем об этом подробнее. Когда высокочастотный, модулированный колебательный сигнал доходит до антенны с ним происходит вот что: Улавливаемый антенной сигнал попадает прямо в УВЧ, потому что приёмный сигнал усилить, а то он может быть очень слабым. Его графическое изображение выглядит примерно так:
U На графике кривая – тире и есть звуковые колебания, которые нужно радиоприёмнику извлечь из высокочастотного сигнала. Тут задаётся такой вопрос: А для чего же нужно модулировать низкочастотный сигнал? Не проще посылать сразу низкочастотный сигнал? Так можно было сократить блок – схему. Не всё так просто. Ведь мы говорим низкочастотными колебаниями, а они, как известно по дороге глушатся и на далёкие дистанции они не действительны. В этом нам помогают высокочастотные колебания. Они гораздо дальше уходят, чем низкочастотные колебания. А на близком расстоянии можно просто поговорить своим голосом. После усиления электромагнитных колебаний нужно найти нужную частоту этих колебаний. Так как в атмосфере большое количество разночастотных электромагнитных колебаний, то этот раздел обязательный. После этого нужно детектировать сигнал, то есть «опустить» отрицательную ненужную часть. Что получится наглядно видно на графике: Процесс детектирования совершают диоды или транзисторы тиристоры. Далее идёт фильтрация, входящая в процесс детектирования. Во время фильтрации происходит «разъединение» высокочастотных от низкочастотных колебаний. Этот процесс выполняет конденсатор. Заряжаясь от электромагнитных колебаний высокой частоты, конденсатор передаёт низкочастотные колебания динамику. Это получается, так как у конденсатора меняется заряд прямо пропорционально низкочастотным колебаниям. Получаются просто низкочастотные колебания, показанные на этом графике: Этот сигнал слабоват, поэтому для динамика его надо усилить. Этот процесс делает (УНЧ). А после сигнал идёт в динамик, и мы слышим радиопередачу, если приёмник настроен на нужную частоту. Без усилителя радиоприёмнику будет грош цена, так как он будет принимать не на больших расстояниях от радиопередатчика. Поэтому в радиоприёмник ставят усилители разных частот (на рис.1,усовершенствуя простой радиоприёмник, усилитель можно подключить к разъемам 1 и 2). Простейший усилитель основанный на транзисторе (р-n-р перехода) выглядит примерно так:
рис.2 Эта схема усилителя с общим эмитерром. Ещё, помимо этого, существуют две основные схема включения транзистора: с общей базой и с общим коллектором. В этих трёх схемах принцип усиления одинаков. Общая точка входной и выходной цепи может соединяться металлическим корпусом устройства (заземлятся). В этом случае схема включения транзистора называется схемой с заземлённым эмиттером, схемой с заземлённой базой или схема с заземлением коллектора. Схема с общим эмиттером даёт наибольшее усиление по мощности и усиление по току больше единицы. Существуют усилители на вакуумных триодах, пентодах и т.д. Рассмотрим, как работает усилители на транзисторах. Когда через входную цепь транзистора (эмиттер – база) начинает протекать ток Iб, в выходной цепи (база - коллектор) появляется ток Iк, изменяющийся в соответствии с изменением тока во входной цепи. Таким образом, в транзисторе выходным током (током коллекторного перехода) управляет входной ток (ток эмиттерного перехода) так же, как в электронной лампе выходным (анодным) током управляет напряжение на управляющей сетке. При этом небольшие изменения тока базы приводят к значительным изменениям тока коллектора. На этом свойстве транзистора основан принцип работы усилителей на транзисторах. Чтобы транзистор работал как усилитель (или генератор электрических колебаний), на коллектор транзистора p – n – p -типа должно быть подано, отрицательное напряжение, а на эмиттер – положительное напряжение по отношению к базе. В транзисторах n–p–n -типа полярность подаваемого напряжения должна быть обратной: на коллектор подаётся положительное напряжение, на эмиттер – отрицательное напряжение по отношению к базе. Но как же работает такие транзисторы, расскажем об этом. Работа биполярного транзистора основана на явлениях происходящих в объёме полупроводника. Для p-n перехода разделяют три области, называемые эмиттером, базой и коллектором. В зависимости от характера примесей в этих областях принято различать транзисторы типа n-p-n и p-n-p. Ограничим наше рассмотрение приборами типа n-p-n, которые в настоящее время используется чаще, имеют лучшие характеристики, в области высоких частот и большее усиление при одной и той же концентрации примесей и одинаковой геометрии. Это объясняется тем, что подвижность электронов в два-три раза выше подвижности дырок, термин «биполярный транзистор» указывает на то, что работа данного прибора связана с движением, как электронов, так и дырок. У усилителя на схеме рис.2 процесс усиление происходит так. Так как концентрация легирующих примесей в базе мала, инжекция дырок из базы в эмиттер приводит к возникновению лишь небольшого дырочного тока, протекающего через вывод базы. С помощью этого малого тока можно управлять гораздо большим током коллектором. Поскольку напряжение Uкб является обратным, уровень импенданса, относящихся к этой части цепи, оказывается существенно выше того уровня, который связан с источником Uэб. По этой причине транзистор является элементом цепи, создающим усиление по напряжению коэффициента передачи тока от эмиттера к коллектору, оказывается немного меньше единицы. Произведение этих двух величин есть коэффициент, который может превышать единицу. В активном режиме работу транзистора можно оценивать также крутизной характеристики, которая определяется путём измерения приращение тока на выходе в зависимости от измерения напряжения на выходе.
Для наилучшего приёма человечество создало множество усилителей разной мощности, которые делятся на 3 типа: усилители высокой частоты (УВЧ), усилители промежуточной частоты (УПЧ) и усилитель низкой частоты (УНЧ). Эти усилители вставляются в радиоприёмную аппаратуру по своим свойствам.
Регулировка: Основное назначение различных регулировок в процессе эксплуатации радиоприёмных устройств состоит в обеспечении наилучших условий приёма ожидаемых радиосигналов. Регулировки позволяют произвести первоначальную настройку приемника, т.е. установить такие параметры его радиотехнических цепей, при которых осуществляется приём этих сигналов. Кроме того, они обеспечивают сохранение качественных показателей радиоприёма при различных измерениях условий прохождения сигналов между передатчиком и приёмником, напряжений источников питания, температуры окружающей среды и т.п. Все виды регулировок, принимаемых в современных приёмниках, можно разделить на два типа: ручные и автоматических. В одном и том же приёмнике могут применяться как ручные, так и автоматические регулировки, своими свойствами взаимно дополняя друг друга. Практически в любых радиотехнических системах интенсивность принимаемых радиосигналов может значительно измениться. В системах радиовещание и телевидения такое изменение связано с обеспечением высококачественного приёма сигналов в общем случае значительного числа радиостанций, находящихся на различных расстояниях от места приёма. Аналогично условия приёма сигналов характерны для радиосвязи и радиолокации. Автоматическая регулировка усиления (АРУ) позволяет защитить приёмник от перегрузки сильными сигналами без участия слушателя или оператора. Однако для измерения величин выходного напряжения при заданном напряжении на входе необходима ручная регулировка усиления. Потому что независимо от наличия или отсутствия АРУ в большинстве приёмниках применяется и ручная регулировка. Если приёмник не имеет АРУ, то ручная регулировка должна предшествовать тем каскадом на входах, которых могут появиться сигналы чрезмерно большей амплитуды. При наличии АРУ ручной регулятор включают обычно в детекторном каскаде или в усилители низкой частоты после каскадов, входящих в систему авторегулировки. АРУ Для предотвращение ухода частоты радиосигнала за пределы полосы пропускания в приёмниках различного назначения получили широкое применения системы АРУ. такие системы позволяют реализовать более узкую полосу пропускания линейной части приёмника, что особенно важно при повышенных требованиях к его чувствительности и помехоустойчивости На рисунке изображена обобщённая структурная схема системы автоматической регулировки частоты. Принцип действия такой системы основан на сравнении мгновенных значений частоты или фаз сигнала на входе и колебания автогенератора (Г). В результате на входе измерительного элемента (ИЭ) вырабатывается управляющее напряжения, которое проходит через фильтр низких частот (ФНЧ) усиливается усилителем постоянного тока (УПТ) и через регулятор частоты (РЧ) управляет частотой автогенератора (Г), связанного измерительным элементом (ИЭ). Таким образом, в такой системе значение частоты или фазы колебания генератора определяется частотой или фазой сигнала на входе. В зависимости от характера задачи, решаемой при введении системы АРЧ в схему приёмника, выходной сигнал этой системы может быть снят с выхода любого звена. Свойства элементов этой схемы или структура и значения их передаточных функций будут определять свойства систем АРЧ в целом. Особенности Приемники, используемые в системах радиосвязи и радиовещания, по степени согласования структуры схемы со структурой ожидаемых радиосигналов занимают промежуточное положения между радиолокационными и телевизионными приёмниками. Сигналы В системах радиосвязи применяются различные радиосигналы. Ряд десятилетий единственным переносчиком информации являлось гармонические колебания с различными видами модуляции и манипуляции амплитудной, частотой, фазой и т.д. Освоение метрового диапазона волн и совершенствования радиолокационной механики привело к использованию в системах радиосвязи периодической последовательности импульсов с гармоническим заполнением. при этом возможен ряд видов модуляции временная импульсная модуляция, частотная Импульсная модуляция и т.д. В системах радиовещания разнообразие используемых радиосигналов существенно меньше, чем в системах радиосвязи. В большинстве систем радиовещания применяются АМ и ЧМ гармонические радиосигналы. Совершенствования систем радиовещания привело в последние годы к созданию стереофонического радиовещания. Такие системы в отличие от монофонического радиовещания позволяют перенести реальное звуковое поле из места передачи звуковой информации на большие расстояния в место её приёма. В результате слушатель получает возможность определить положение в пространстве источника звука, что существенно улучшает качество восприятия звуковой информации, особенно при прослушивании концертов по радио. Для точного воспроизведения структуры звукового поля в месте приёма, вообще говоря, необходимо разместить в различных точках студии или концертного зала на передающем конце большого число микрофонов. Каждый из микрофонов должен быть связан со своим приёмником отдельных каналов связи. Ввиду смежности и громоздкости такая система стереофонической звукопередачи практического применения не нашли. Исследования показали, что существенно улучшить качество при приемлемой сложности аппаратуры можно в двухканальной системе стереофонического вещания. В этой системе в месте передачи на расстоянии 1,5 – 2 метра друг от друга устанавливают два микрофона, одинаковых по чувствительности и характеристикам направленности. Каждый из микрофонов связан со своим усилителем низких частот, выходные сигналы которых модулируют радиосигнал передатчика.
Телевизионные приёмники по принятому сигналу позволяют воспроизводить на экране электроннолучевой трубки передаваемое изображение. Различают системы цветного и черно-белого телевидения. Эти системы совместимы, т.е. их телевизионные приёмники могут принимать сигналы передатчиков обеих систем, воспроизводя либо цветного, либо черно-белого изображения. Эти свойства обусловлены особенно степями телевизионного сигнала и особенностями схем телевизионными приёмниками.
Основные параметры р-п. Всякий радиоприёмник обладает определенными параметрами (качественными показателями), зная которые можно судить о возможности его использования. К основным параметрам относятся: выходная мощность (или выходное напряжение), чувствительность, избирательность, полоса пропускания, диапазон волн. Выходная мощность, или выходное напряжение, приёмник зависит от того оконечного прибора, который должен быть приведён в действие. В приёмниках, предназначенных для радиосвязи и радиовещания, обычно задаются наибольшей выходной мощностью, которая должна выделятся на нагрузке при отсутствии заметных искажений принимаемой передачи. Она измеряется единицами ватт или долями ватта. В радиолокационных и телевизионных приёмниках обычно задаются величиной выходного напряжения. Оно бывает порядка десятки вольт. Чувствительность приёмника характеризуется его способностью принимать слабые сигналы. Принято пользоваться двумя определениями чувствительности – по напряжению и по мощности. Чувствительность приёмника по напряжению называется наименьшее напряжение, называется наименьшее напряжение сигнала, которое надо подать на вход для обеспечения нормальной работы его оконечного прибора. Чувствительностью приёмника по мощности называется наименьшая мощность сигнала, которую он должен иметь на входе приёмника для обеспечения нормальной работы его оконечного прибора. В соответствии с этим определениями чувствительность приёмника измеряется в микровольтах. Она зависит от коэффициента усиления приёмника и величины его внутренних шумов. Чем больше коэффициент усиления приёмника и чем меньше его внутренние шумы, тем выше чувствительность приёмника. Коэффициент усиления приёмника равен произведению коэффициентов усиления всех его каскадов и обычно бывает порядка 105 – 108. Избирательность приёмника. В реальных условиях происходит одновременная работа очень большого числа различных радиопередатчиков. Сигнал многих передатчиков оказывается одновременное воздействие на радиоприёмник. Приёмник будет успешно выполнять свою роль только в том случае, если он сможет выбрать сигналы, приходящие от одной (принимаемой) станции, и осуществить их усиления. Все остальные сигналы, оказавшие воздействия на приёмник, должен быть в нём надежно подавлены. Способность приёмника отделять принимаемые сигналы от всех других сигналов и помех, воздействующих на приёмную антенну, называется частотой избирательностью. Она осуществляется за счёт резонансных свойств контуров. Поэтому в любом приёмнике есть каскады, содержащие контуры. Они являются резонансными усилителями. Чем больше резонансных каскадов в радиоприёмнике, тем выше его частотная избирательность и помехоустойчивость. Тем более надёжным оказывается приём полезных (принимаемых) сигналов. В современных радиоприёмниках различают частотную избирательность по соседнему каналу и по зеркальному каналу. Под соседним каналом приёмника понимают частота, близкая к частоте его настройки. О частотной избирательности приёмника по соседнему каналу можно судить по его резонансной характеристике.
Резонансные характеристики приёмников: а – резонансная характеристика с острой вершиной; б – резонансная характеристика с плоской вершиной. Резонансной характеристикой приёмника называется зависимостью его коэффициента усиления от частоты входного сигнала при неизменной настройке колебательных контуров. Пример двух типичных резонансных характеристик приведён на рис.2. Рис.2. Из рисунка видно, что наибольшим коэффициентом усиления приёмника обладает на частоте f0. Она называется резонансной частотой приёмника. Это та частота, на которую настроен приёмник. Для сигналов резонансной частоты чувствительность приёмника максимальна. Сигналы, имеющие частоту более низкую, чем f, или более высокую, чем f, приёмником не усиливаются. Колебания, имеющие частоту, близкую к резонансной, усиливаются приёмником в значительное число раз. Следовательно, приёмник принимает некоторую полосу высоких частот, т.е. имеет определённую полосу пропускания. Это свойство для приёмника совершенно необходимо, ибо радиопередатчики излучают в пространство спектры высоких частот. Неравномерное усиление частотного сектора принимаемой станции создаёт частотные искажения усиливаемых сигналов и может являться причиной низкого качества работы приёмника. Радиоприёмное устройство с антенной направленного действия обладает пространственной избирательностью, под которой понимается его способность осуществлять приём сигналов, проходящих только с определённого направления. В радиоприёмном устройстве, предназначенном для приёма импульсных сигналов, часто используется временная избирательность, осуществляемая за счёт применения специальных временных селекторов. В этом случае приёмник усиливает только те сигналы, которые поступают на его вход в строго определённые моменты времени. Полоса пропускания приёмника характеризуется качество его работы. Чем шире полоса пропускания приёмника, тем меньше искажений претерпевают в нём усиливаемые сигналы. Однако при слишком широкой полосе пропускания велико влияние внешних помех и внутренних шумов приёмника, а они ограничивают величину его чувствительности. Кроме того, расширенные полосы пропускания приводит к ухудшению частотной избирательности приёмника. Сочетание хорошей частотной избирательности с достаточной полосой пропускания получается в том случае, когда резонансная характеристика приёмника близка к прямоугольной (рис2 б). Резонансную характеристику такого вида получают за счёт применения связанных контуров различных каскадов приёмника. Примеры резонансных характеристик, поясняющих взаимную связь полосы пропускания приёмника с его частотной избирательностью, приведены на этом рисунке: В верхней части этого рисунка показаны частотные спектры трёх станций, близких по частоте. Радиоприёмник настроен на частоту f0. Для неискажённого приёма он должен равномерно усиливать все боковые частоты принимаемой станции и не усиливать сигналы соседних станций.
На нижней части рисунка показаны возможные варианты резонансных характеристик приёмника с необходимыми пояснениями. Диапазон волн. Способность приёмника обеспечивать приём сигналов в заданном диапазоне оценивается перекрытием диапазона. На любой волне рабочего диапазона приёмник должен иметь номинальную чувствительность, избирательность и полосу пропускания.