Г62 Эффективная избирательность радиоприемных устройств.— М.: Связь, 1978.— 240 с., ил.
Подробно рассмотрен весь комплекс вопросов, связанных с анализом и расчетами эффективной частотной избирательности. Описаны методы интегральной оценка эффективной избирательности и пути оптимизации ее по максимуму вероятности приема радиосигнала с заданным качеством. Приведена методика измерения эффективной избирательности радиоприемников различного назначения.
Книга предназначена для инженеров, занимающихся разработкой, эксплуатацией и испытаниями радиоприемных устройств, а также для аспирантов и студентов вузов соответствующих специальностей.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящее время радиосвязь практически во всем используемом диапазоне радиочастот характеризуется постоянным увеличением загрузки диапазона различными излучениями. Это приводит к тому, что в нормальных условиях работы любого радиоприемника на его-вход одновременно с полезным радиосигналом воздействуют электромагнитные излучения различного происхождения с динамическим диапазоном уровней до 100— 120 дБ. Взаимные помехи становятся особенно сильными при размещении радиосредств на ограниченной территории или при работе на общие антенные устройства. В этих условиях динамический диапазон уровней сигналов на входе радиоприемника может достигать 140 и даже 160 дБ.
В общей теории связи радиоприемное устройство предполагается состоящим из двух частей: линейной (иногда называемой просто фильтром), задачей которой является выделение спектра полезного сигнала (частотная избирательность), и нелинейной (называемой демодулятором), предназначенной в общем случае для выделения информации из смеси полезного сигнала и помехи.
При анализе помехоустойчивости радиоприема характеристики линейной части обычно полагаются идеальными, что не вызывает существенных ошибок пр-и незначительном уровне помех вне полосы частот сигнала, например при оценке помехоустойчивости по отношению к собственным шумам радиоприемного устройства. В случае же, когда уровень внеполосных помех значителен, необходим учет неидеальности характеристик, определяющих частотную избирательность радиоприемника. Причинами этого являются:
отличие частотных характеристик реальных избирательных систем от идеальных, что в первую очередь относится к системам, работающим в диапазоне частот;
нелинейность амплитудной характеристики, которая появляется в связи с необходимостью осуществления таких операций, как усиление сигнала и перенос его спектра на постоянную (промежуточную) частоту (в некоторых случаях нелинейность возникает непосредственно .в избирательных системах, когда в них используются нелинейные реактивности); . • . внеполосный прием и ухудшение отношения сигнал/шум» связанные с яеидсальностью характеристик преобразовательных кас:т кадов, необходимых для осуществления операции переноса спект-i Р.а сигнала на промежуточную частоту. ,...,,
Этому комплексу вопросов, т. е. теории и методам расчета эффективной частотной избирательности радиоприемного устройства, и посвящена настоящая книга.
План построения книги подчинен принципу «от простого к более сложному», однако из этого совершенно не следует обязательность строгой последовательности при ее чтении. Наличие некоторой подготовки позволяет все разделы изучать самостоятельно и в любом порядке. В первой главе вводятся сановные понятия и определения, связанные с частотной избирательностью, описываются задачи и принципы построения линейной части радиоприемника и даются необходимые сведения об одно-сигнальных характеристиках избирательности.
Основной материал книги можно разделить на три части.
В первой (гл. 2) — обсуждаются характеристики частотноиз-бирательных цепей, определяющих предварительную избирательность в радиоприемнике, и устанавливается связь избирательности и чувствительности в первых каскадах радиоприемника.
Вторая часть (гл. 3—5) посвящена исследованию влияния амплитудной нелинейности каскадов радиоприемного тракта на характеристики эффективной избирательности. Подробно рассмотрены все вилы нелинейных эффектов, а также методы расчета и количественной оценки нелинейности в усилительных и преобразовательных каскадах радиоприемника. Оценена нелинейность частотноизбирательных цепей с нелинейными реактивлостями.
В третьей части (гл. 6 и 7) изложена с единых позиций теория побочного приема в супергетеродинном радиоприемнике и показано влияние на частотную избирательность неидеальности характеристик преобразовательных каскадов.
Изложение материала книги завершено (гл. 8) описанием введенного автором обобщенного параметра частотной избирательности — коэффициента избирательности, который позволяет оценить взаимосвязь отдельных частных параметров, характеризующих частотную избирательность радиоприемника. Описаны методы оптимизации характеристик эффективной избирательности радиоприемника по максимуму вероятности приема радиосигнала с заданным качеством. Что касается математического аппарата, примененного при изложении материала, то автор в этом вопросе стремился следовать правилу: ,не употреблять без крайней необходимости громоздких математических формул.
Подробные математические выражения приводятся лишь при отсутствии возможности ссылки на имеющиеся печатные издания и лишь там, где это необходимо для лучшего понимания материала. Часть формул, полезных при количественной оценке частотной избирательности, приводится без выводов.
Материал книги базируется в основном на работах автора, опубликованных в периодической печати и в книге «Частотная избирательность радиоприемников AM сигналов», выпущенной издательством «Связь» в 1970 г, В книге использованы также
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр. Предисловие.................3
1 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАК-ТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ РАДИОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА........5
1.1. Помехи радиоприему. Избирательность........ 5
1.2. Задачи и структурная схема линейной части радиоприемника . . j
1.3. Односигнальные характеристики избирательности радиоприемного устройства ................. 10
1.4. Особенности цепей с распределенной избирательностью .... 15
1.5. Особенности цепей с сосредоточенной избирательностью .... 25 О ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ В РА-
ДИОПРИЕМНОМ ТРАКТЕ.......33
2.1. Общие положения.............. 33
2.2. Частотные характеристики типовых схем преселектора .... 34
2.3. Чувствительность первого каскада радиоприемника с высокоязбира-тельной входной цепью............. 39
2.4. Влияние неточности настройки преселектора на характеристики радиоприемника............... 47
Q АНАЛИЗ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭФФЕКТОВ, ВОЗНИКАЮ-ЩИХ В ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ РАДИОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА..........52
ЗЛ. Введение................. 52
3..2. Сжатие амплитуды радиосигнала .......... 58
3.3. Изменение коэффициента передачи линейного каскада под действием вяеполоеного сигнала (за>битие).......... 60
3.4. Перекрестные искажения радиосигналов........ 63
3.5. Взаимная модуляция .(интермодуляция) внеполосных сигналов, а также вяеполосного сигнала и шума радиоприемника..... 74
3.6. Динамический диапазон—мера линейности приемного тракта . . 82
4 ПАРАМЕТРЫ НЕЛИНЕЙНОСТИ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ 89
4.1. Общие положения..............89
4.2. Связь между параметрами нелинейности электронных приборов в усилительном и преобразовательном режимах........91
4.3. Количественная оценка параметров нелинейности характеристик электронных приборов различных типов.........93
4.4. Использование отрицательной обратной связи для улучшения линейности избирательных каскадов радиоаппаратуры......Ю6
5 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧАСТОТНОИЗБИРАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ .............Ю9
5.1. Общие положения.............. 109
5.2. Избирательные цепи с варикапами.......... 1'|?
5.3. Избирательные цепи с ферритами.......... 1"*
5.4. Избирательные цепи с коммутацией реактивных элементов (дискрет-
ной перестройкой частоты)............I"
6 ПОБОЧНЫЕ КАНАЛЫ ПРИЕМА В СУПЕРГЕТЕРО-ДИННОМ РАДИОПРИЕМНИКЕ...... 14i>
6.1. Некоторые сведения из теории преобразования частоты ... - |1у
6.2. Полочные каналы приема в супергетеродинном радиоприемнике . •
6.3. Инженерный метод расчета частот побочных каналов приема в гетеродинном радиоприемнике...........150
6.4. Оценка ослабления чувствительности по побочным каналам приема . 171 7 ВЛИЯНИЕ ГЕТЕРОДИНОВ НА ЭФФЕКТИВНУЮ ИЗ-
БИРАТЕЛЬНОСТЬ РАДИОПРИЕМНИКА . . . 174
7.1. Предварительные замечания...........174
7.2. Прогноз частот настройки, пораженных собственными излучениями . 175
7.3. Влияние сосредоточенных побочных составляющих гетеродинного напряжения .................180
7.4. Влияние распределенных побочных составляющих гетеродинного напряжения .................182
7.5. Требования к уровню побочных составляющих гетеродинного напряжения профессионального радиоприемника........185
С МЕТОДЫ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ЧАСТОТНОЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ ............187
•8.1. Предварительные замечания............ 187
8.2. Аналитическое выражение характеристики эффективной избирательности линейной части радиоприемника ......... 189
5.3. Полоса действия помехи — основная количественная характеристика частотной избирательности радиоприемника.......192
•8.4. Оценка частотной избирательности радиоприемника с помощью коэффициента эффективной избирательности........194
8.5. Оптимизация распределения усиления и избирательности в линейной части радиоприемного устройства..........197
8.6. Расчет вероятности приема радиосигнала с заданным качеством . . 200 Приложение 1. Спектральные характеристики (Некоторых радиосигналов.
(используемых для радиосвязи...........' 205
Приложение 2. Пармы на необходимую ширину полосы частот для различных классов излучений............210
Приложение 3. Нелинейные искажения радиосигналов при прохождении
через частотяоизбирательяую цапь..........216
Приложение 4. Методика измерения параметров 'эффективной избирательности радиоприемников ............. 220
Список литературы...............232
Цена: 150руб.
