Тема 1.3. Основные электрические параметры РПУ.

Основные электрические параметры РПУ:

• диапазон рабочих частот
• чувствительность
• избирательность
• частотная точность
• динамический диапазон
• выходная мощность и некоторые другие.

Диапазон рабочих частот

Это та область рабочих частот, в которой РПУ может плавно или скачком перестраиваться с одной частоты на другую. При плавной перестройке задается F_{o min} и

F_{o max}, то есть нижняя и верхняя границы диапазона. Относительною ширину диапазона характеризует коэффициент перекрытия К_д:

К_д = F_{o max} / F_{o min}

Для обеспечения большего К_д, Диапазон разбивают на части – поддиапазоны и определяют коэффициент перекрытия по поддиапазону:

К_диап = F_{диап max} / F_{диап min}

Коэффициент перекрытия по поддиапазону ограничен конструкцией конденсатора переменной емкости у которого C_max / C_min = 25...50 и при этом

С учётом паразитных емкостей, которые увеличивают С_min, коэффициент перекрытия обычно принимают равным 2...3, причем, чем выше частота принимаемого сигнала, тем меньше коэффициент перекрытия.

Чуствительность

Это способность РПУ обеспечить нормальную работу при наименьшем уровне сигнала на входе:

• милливольты и милливатты – для приема на внешние антенны в диапазоне метровых волн;

• микровольты и микроватты – для приема на внешние антенны в диапазоне дециметровых волн;

• для приема на магнитные антенны чуствительность измеряется в единицах напряженности поля в точке приема – милливольт на метр или микровольт на метр (mV*m, m V*m).

Зная напряженность поля в точке приема Е_п и действующую высоту магнитной антенны h_д можно вычислить теоретическую чуствительность РПУ, то есть ЭДС сигнала в антенне:

Е_а = Е_п*h_д

Однако теоретическая чуствительность РПУ снижается из-за влияния собственных шумов РПУ, ширины полосы пропускания, вида принимаемого сигнала, нелинейных явлений в каскадах. Поэтому, для оценки качества РПУ пользуются понятиями Реальная чуствительность и Предельная чуствительность.

Реальная чуствительность – это наименьшая ЭДС сигнала в антенне, при которой обеспечивается нормальная выходная мощность при заданном соотношении сигнал/шум.

Нормальная выходная мощность – 10% от номинальной мощности сигнала на выходе приемника. Заданное соотношение сигнал/шум определяется видом принимаемого сигнала.

Например, соотношение мощности сигнала к мощности шума для РПУ:

• радиовещания 50...1000
• радиолокации 0,5..10
• радиотелефонии 3.....10

Реальная чуствительность зависит от режима работы детектора, субъективных свойств оператора (“глухой” радист) и неудобна с практической точки зрения для оценки РПУ с различными трактами, поэтому для оценки РПУ используют величину Предельной чуствительности – наименьшую ЭДС в антенне при соотношении сигнал/шум = 1.

Избирательность

Это степень ослабления помехи, отличающейся по частоте от принимаемого сигнала. Избирательность зависит от формы АЧХ РПУ (или от формы резонансной характеристики). Резонансная характеристика – это зависимость коэффициента усиления от частоты входного сигнала при постоянной настройке РПУ. На разных частотах коэффициент усиления не одинаков. Если настроить резонансные контура РПУ на частоту F_о – то РПУ будет принимать сигнал, несущая частота которого равна F_о. Коэффициент усиления Fо на этой частоте максимален и называется резонансным. При этом на выходе РПУ сигнал имеет максимальную величину. Величина других сигналов будет меньше. Таким образом сигналы с другими частотами будут ослаблены, то есть принимаемый сигнал будет выделен. Так осуществляется процесс избирательности. Количественно избирательность оценивается коэффициентом избирательности:

s _и = К_о/К D _f (1),

где К D _f – коэффициент усиления на частоте f, отличающейся от частоты f_о на величину абсолютной расстройки | D f | = f – f_o.

Таким образом избирательность показывает во сколько раз по сравнению с сигналом ослабляется равная ему по величине помеха при заданной расстройке.

С помощью резонансной характеристики и формулы (1) можно построить характеристику избирательности, которая показывает зависимость ослабления помех при изменении расстройки при:

_D f = 0, K D _f = K_o и s _и = 1.

Это означает, что помеха, частота которой равна частоте принимаемого сигнала не ослабляется. С увеличением расстройки от D f₁ до D f₂ избирательность увеличивается от s _и1 до s _и2. Избирательность обычно выражается в децибелах (дБ).

s _и(дБ) = 20*lg (s _и)

Это означает, что если s _и = 20 дБ, то помеха ослабляется в 10 раз. Если выразить в дБ коэффициент усиления, то

К(дБ) = 20*lg К

В этом случае:

s _и(дБ) = К_о(дБ) - К D _f(дБ)

На рисунке представлена характеристика односигнальной избирательности, то есть ее измерение проводилось при подаче на вход РПУ только одного сигнала с U_с = const и переменной частотой. Реально на входе РПУ одновременно действует много сигналов с различными частотами и амплитудами. Одновременное действие сигнала и помехи на входе элементов с нелинейными характеристиками проявляется как:

• перекрестная модуляция – перенос модуляции помехи на сигнал
• блокировка РПУ – забивание сигнала помехой
• интермодуляция – взаимная модуляция между сигналом и несколькими помехами.

В результате:

• при перекрестной модуляции вместе с сигналом прослушивается помеха, которая по характеристике односигнальной избирательности должна быть подавлена
• при блокировке сигнал на выходе уменьшается или пропадает совсем. Несущая помехи может сильно отличаться от несущей частоты сигнала, но ее амплитуда очень высока.

Реально односигнальная избирательность не позволяет судить о помехозащищенности приемника. Для этого обычно используется характеристика эффективной избирательности. Эффективная избирательность – это способность РПУ различать сигнал на частоте настройки и помехи с частотой за пределами полосы пропускания, уровни которых таковы, что они создают нелинейные эффекты, при одновременном действии сигнала и помехи.