Как найти чувствительность приемника – Сайт, где вы сможете решить свои вопросы

Одним из важнейших показателей
качества тракта приема является
чувствительность приемника. Чувствительность
приемника характеризует способность
приемника принимать слабые сигналы.
Чувствительность приемника определяется
как минимальный уровень входного сигнала
устройства, необходимый для обеспечения
требуемого качества полученной
информации. Если чувствительность
приемника ограничивается внутренними
шумами, то ее можно оценить реальной
или предельной чувствительностью
приемника, коэффициентом шума или
шумовой температурой.

Чувствительность приемника
с небольшим усилением, на выходе которого
шумы практически отсутствуют, определяется
э.д.с, (или номинальной мощностью) сигнала
в антенне (или ее эквиваленте), при
которой обеспечивается заданное
напряжение (мощность) сигнала на выходе
приемника.

Чувствительность приемника
определяется коэффициентом его усиления
К_УС.
Приемник должен обеспечивать усиление
даже самых слабых входных сигналов до
выходного уровня, необходимого для
нормального функционирования устройства,
однако, на входе приемника действуют
помехи и шумы, которые также усиливаются
в приемнике и могут ухудшать качество
его функционирования. Кроме того, на
выходе приемника появляются его усиленные
внутренние шумы. Чем меньше внутренние
шумы, тем лучше качество приемника, тем
выше чувствительность приемника.

Реальная чувствительность
приемника равна э.д.с.
(или номинальной мощности) сигнала в
антенне, при которой напряжение (мощность)
сигнала на выходе приемника превышает
напряжение (мощность) помех в заданное
число раз. Предельная чувствительность
приемника равна э.д.с. или номинальной
мощности Р_АПсигнала в антенне,
при которой на выходе его линейной части
(т. е. на входе детектора), мощность
сигнала равна мощности внутреннего
шума.

Предельную чувствительность
приемника можно также характеризовать
коэффициентом шума N₀,
равным отношению мощности шумов,
создаваемых на выходе линейной части
приемника эквивалентом антенны (при
комнатной температуре T₀
= 300 К) и линейной частью, к мощности
шумов, создаваемых только эквивалентом
антенны. Очевидно,

,
(3.18)

где k
= 1,38∙10^–23Дж/град — постоянная
Больцмана;

П_ш— шумовая полоса
линейной части приемника, Гц;

Р_АП— мощность сигнала,
Вт.

Из (3.19)
видно, что мощность сигнала, соответствующую
его предельной чувствительности и
отнесенную к единице полосы частот,
можно выразить в единицах kT₀:

,
(3.19)

Предельную чувствительность
приемника можно также характеризовать
шумовой температурой приемника
Т_пр,
на которую надо дополнительно нагреть
эквивалент антенны, чтобы на выходе
линейной части приемника мощность
создаваемых им шумов равнялась мощности
шумов линейной части. Очевидно,

,
(3.20)

откуда

(3.21)

На реальную антенну
воздействуют внешние шумы, номинальная
мощность которых

где Т_A—
шумовая температура антенны. Таким
образом реальная чувствительность
приемника:

(3.22)

Предельная чувствительность
при

Рисунок 3.13–График зависимости
относительной шумовой температуры
антенны от частоты

По
рисунку 3.13 видим, что на высокой частоте
коэффициент относительной шумовой
температуры антенны уменьшается и
остается неизменной, а также ее роль
влияния на чувствительность приемника
уменьшается.

Использование пакета MultiSimдля расчета шумов схемы:
коэффициент шума в зависимости от
частоты по формуле (inoise^2/(4*k*T*Rг)).Где
выходной шум (onoise), пересчитанный на
вход (inoise = onoise/K(f), где K(f) — коэффициент
передачи четырехполюсника) дальше это
делится на спектральную плотность
мощности входного шума, которую можно
рассчитать исходя из выходного
сопротивления генератора Rг.

В мультисиме для этого необходимо
использовать постобработку результатов
моделирования шумов. В постпроцессоре
добавляется обработка результатов
моделирования шумов по формуле
(db((inoise_spectrum)/4/1.38e-23/300/50)/2)

НЧ область очень похожа на фликкер- шум
транзистора.

Чтобы получить график с коэффициентом
шума, необходимо сначала запустить:
Моделирование – Вид анализа – Шумов.

Моделирование – Постпроцессор – Вкладка
(Графопостроитель) – Кнопка (Расчитать).

Результат моделирования
приведен в виде рисунка 3.13.

Рисунок 3.14– Результат расчета внутреннего шума
приемника

С помощью пакета MultiSimоценим коэффициент шума входного каскада
РПрУ, предусмотренного ТЗ на курсовой
проект. Оценим чувствительность
устройства.

Решение: дадим определение чувствительности,
это –
способность радиоприёмника принимать
слабые по интенсивности радиосигналы
и количественный критерий этой
способности.

–
формула для оценкичувствительности,

где
–
постоянная Больцмана,–
абсолютная температура (К),-шумовая полоса частот приемника,дБ
– коэффициент шума РПрУ, дБ,–
относительная шумовая температура
антенны на частоте сигнала.

Определим относительную шумовую
температуру антенны на частоте f=17,6375MГц по формуле:

(3.23)

где значения
в МГц.

Подставив числовые значения получим:

Теперь можем определить и чувствительность
приемника:

Сделаем вывод, коэффициент шума приемника
по результатам расчета оказалась больше,
чем значения внешних шумов. Это так,
потому что коэффициент шума приемника
зависит от частоты. Чувствительность
в большей мере, зависит от внутреннего
шума приемника.

Источник

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про чувствительность, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое
чувствительность, чувствительность радиоприемного устройства , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов.

Одним из важнейших показателей качества тракта приема является
чувствительность приемника. Она характеризует способность приемника принимать слабые сигналы. Чувствительность приемника определяется как минимальный уровень входного сигнала устройства, необходимый для обеспечения требуемого качества полученной информации. Качество может быть оценено заданной битовой вероятностью ошибки (BER), вероятностью приема ошибочного сообщения (MER) или отношением сигнал-шум SNR (Signal-to-Noise Ratio) на входе демодулятора приемника. Если чувствительность приемника ограничивается внутренними шумами, то ее можно оценить реальной или предельной чувствительностью приемника, коэффициентом шума или шумовой температурой.

Чувствительность приемника с небольшим усилением, на выходе которого шумы практически отсутствуют, определяется э.д.с, (или номинальной мощностью) сигнала в антенне (или ее эквиваленте), при которой обеспечивается заданное напряжение (мощность) сигнала на выходе приемника.

Чувствительность приемника определяется коэффициентом его усиления КУС. Приемник должен обеспечивать усиление даже самых слабых входных сигналов до выходного уровня, необходимого для нормального функционирования устройства, однако, на входе приемника действуют помехи и шумы, которые также усиливаются в приемнике и могут ухудшать качество его функционирования. Кроме того, на выходе приемника появляются его усиленные внутренние шумы. Чем меньше внутренние шумы, тем лучше качество приемника, тем выше чувствительность приемника.

Реальная чувствительность приемника равна э.д.с. (или номинальной мощности) сигнала в антенне, при которой напряжение (мощность) сигнала на выходе приемника превышает напряжение (мощность) помех в заданное число раз.Предельная чувствительность приемника равна э.д.с. или номинальной мощности РАП сигнала в антенне, при которой на выходе его линейной части (т. е. на входе детектора), мощность сигнала равна мощности внутреннего шума.

При задании чувствительности приемника в виде э.д.с., она измеряется в микровольтах. Современные приемники мобильной связи обладают чувствительностью на уровне десятых долей микровольта. Способ задания чувствительности приемника в виде э.д.с. приводит к тому, что при различном входном сопротивлении приемника мы будем получать различное значение э.д.с. Поэтому, несмотря на то, что все современные приемники систем мобильной связи имеют входное сопротивление 50 Ом, чувствительность приемников задается в терминах мощности сигнала на входе приемника. Чувствительность определяется как отношение мощности на входе приемника к уровню мощности 1 мВт и выражается в логарифмическом масштабе в дБм.

Чувствительность радиоприемного устройства (дБм)

Предельную чувствительность приемника можно также характеризовать коэффициентом шума N0, равным отношению мощности шумов, создаваемых на выходе линейной части приемника эквивалентом антенны (при комнатной температуре T0 = 290 К) и линейной частью, к мощности шумов, создаваемых только эквивалентом антенны. Очевидно,

Чувствительность радиоприемного устройства , (1)

где k = 1,38 • 10–23 Дж/град — постоянная Больцмана;
Пш — шумовая полоса линейной части приемника, Гц;
РАП — мощность сигнала, Вт.

Из (1) видно, что мощность сигнала, соответствующую его предельной чувствительности и отнесенную к единице полосы частот, можно выразить в единицах kT0:

Чувствительность радиоприемного устройства , (2)

Предельную чувствительность приемника можно также характеризовать шумовой температурой приемника Тпр, на которую надо дополнительно нагреть эквивалент антенны, чтобы на выходе линейной части приемника мощность создаваемых им шумов равнялась мощности шумов линейной части . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Очевидно, Чувствительность радиоприемного устройства , откуда

Чувствительность радиоприемного устройства (3)

На реальную антенну воздействуют внешние шумы, номинальная мощность которых Чувствительность радиоприемного устройства ,
где ТA — шумовая температура антенны. Поэтому на выходе линейной части

Чувствительность радиоприемного устройства

Для получения равенства мощностей сигнала и шумов необходима мощность

Чувствительность радиоприемного устройства

Чувствительность приемника характеризует его способность принимать слабые сигналы.

Количественно чувствительность оценивается двумя способами:

1) Минимальной ЭДС модулированного сигнала Чувствительность радиоприемного устройства в эквиваленте приемной антенны или минимальной напряженностью поля . Такой случай характерен для приемников НЧ – ОВЧ, работающих с открытой антенной. Чувствительность радиоприемного устройства используется для оценки чувствительности при применении магнитных и штыревых антенн;

2) Минимальной мощностью сигнала Чувствительность радиоприемного устройства на входе приемника. Такой случай характерен преимущественно для приемников УВЧ и СВЧ.

В качестве эквивалента антенны применяют двухполюсники с усредненными параметрами, близкими к вероятным параметрам реальной антенны. На рисунке а) представлен эквивалент открытой антенны вещательных приемников НЧ – ВЧ, где R1=50 Ом; R2=320 Ом; C1=125 пФ; С2=400 пФ; L=20 мкГн.

На НЧ – СЧ из-за малости реактивного сопротивления XL можно использовать упрощенную схему (рис. б), а на ВЧ из-за большого XL и малых Чувствительность радиоприемного устройства и эквивалент содержит только сопротивление R0=R1+R2 (рис. в). Эквивалентом антенны в виде полуволнового вибратора служит резистор сопротивлением 75 Ом.

Чувствительность радиоприемного устройства

Pисунок 3.1.

Различают чувствительность: ограниченную усилением, реальную и пороговую чувствительность приемника.

а) Чувствительность, ограниченная усилением.

Чувствительность, ограниченная усилением, характерна для приемников со сравнительно малым усилением, принимающих сильные сигналы, т.е. в условиях, когда помехи мало влияют на прием. Она определяется при данной мощности на выходе приемника.

Для приемников аналоговых сигналов (например, звукового радиовещания) различают номинальную и нормальную выходную мощность. Номинальная мощность Pc.н. есть наибольшая мощность, соответствующая 100%-й глубине модуляции входного сигнала при нелинейных искажениях не выше заданной нормы. Нормальная мощность Рср соответствует 30%-й глубине модуляции входного сигнала и составляет 10% от Pc.н..

Определим чувствительность приемника, ограниченную усилением подключенного к эквиваленту открытой антенны при приеме АМ-сигналов.

Коэффициент усиления приемника

Чувствительность радиоприемного устройства

где m – коэффициент модуляции сигналов;

Чувствительность радиоприемного устройства – эффективное напряжение несущей частоты сигнала в эквиваленте антенны;

Чувствительность радиоприемного устройства – напряжение сигнала на выходе приемника.

Обозначим через Чувствительность радиоприемного устройства напряжение , необходимое для создания на выходе приемника напряжения .

Тогда

Чувствительность радиоприемного устройства (*)

Следовательно, чувствительность, ограниченная усилением, с ростом К повышается ( Чувствительность радиоприемного устройства уменьшается).

Когда речь идет об оценке чувствительности, то часто под Чувствительность радиоприемного устройства понимают напряжение на входе детектора , тогда

—

где К – коэффициент усиления ВЧ тракта приемника, расположенного до детектора.

б) Реальная и пороговая чувствительность.

Реальная чувствительность приемника учитывает влияние его собственных шумов и определяется минимальным уровнем сигнала на входе при заданных на выходе уровне сигнала и его превышении над шумом.

Пороговая чувствительность определяется при отношении сигнал/шум на выходе=1.

Для определения реальной чувствительности Чувствительность радиоприемного устройства необходимо определить как влияет “К” на уровень шумов на выходе ( ). Для этого реальный шумящий приемник, подключенный к шумящему эквиваленту антенны, заменим нешумящим приемником с генератором собственных шумов Чувствительность радиоприемного устройства , приведенных к его входу, который вместе с генератором шумов эквивалента антенны образует генератор суммарного шумового напряжения Чувствительность радиоприемного устройства , приведенного к эквиваленту антенны с эффективным напряжением в полосе пропускания приемника

Чувствительность радиоприемного устройства

Pисунок 3.2.

Если Чувствительность радиоприемного устройства , то с учетом (*)

Чувствительность радиоприемного устройства

При заданном Чувствительность радиоприемного устройства в эквиваленте антенны необходимо обеспечить превышение сигнала . Отсюда реальная чувствительность
.(+)

Чувствительность радиоприемного устройства

Pисунок 3.3.

На рисунке нанесены зависимости (*) и (+). Точка О их пересечения соответствует критическому коэффициенту усиления Ккр.

При К<Ккр усиление мало, Чувствительность радиоприемного устройства , а ,и реальная чувствительность ограничена усилением, т.е. совпадает с .

При К>Ккр Чувствительность радиоприемного устройства и, если , то ,что не соответствует определению понятия реальной чувствительности. Чтобы обеспечить равенство , надо увеличит Чувствительность радиоприемного устройства до значения .

Это означает, что реальная чувствительность не зависит от К и определяется собственными шумами приемника. С увеличением К>Ккр Чувствительность радиоприемного устройства растет, как и , а сохраняется постоянным.

Чувствительность приемника зависит от частоты настройки. При этом номинальная реальная чувствительность соответствует наибольшему значению Чувствительность радиоприемного устройства .

Для вещательных приемников в зависимости от класса качества значения номинальной реальной чувствительности в диапазоне НЧ и СЧ лежат в пределах 50 … 300 мкВ; в диапазоне ВЧ – 50 … 200 мкВ; в диапазонах ОВЧ и УВЧ – 3…30 мкВ; для профессиональных слуховых приемников телеграфных сигналов диапазона ВЧ – до 0,1 мкВ; для TV приемников – 200 … 500 мкВ.

См. также

верность воспроизведения сообщений ,
помехоустойчивость , помехоустойчивость технического устройства , помехоустойчивость системы , помехоустойчивость линии ,
Избирательность (селективность)
Стабильность работы

Статью про чувствительность я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развии теории и практики,
ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты.
Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое чувствительность, чувствительность радиоприемного устройства
и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания,
то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории
Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов

Источник

From Wikipedia, the free encyclopedia

The sensitivity of an electronic device, such as a communications system receiver, or detection device, such as a PIN diode, is the minimum magnitude of input signal required to produce a specified output signal having a specified signal-to-noise ratio, or other specified criteria.

In signal processing, sensitivity also relates to bandwidth and noise floor.

Sensitivity is sometimes improperly used as a synonym for responsivity.^{[citation needed]}^[1]

Electroacoustics[edit]

The sensitivity of a microphone is usually expressed as the sound field strength in decibels (dB) relative to 1 V/Pa (Pa = N/m²) or as the transfer factor in millivolts per pascal (mV/Pa) into an open circuit or into a 1 kiloohm load.^{[citation needed]}

The sensitivity of a loudspeaker is usually expressed as dB / 2.83 V_RMS at 1 metre.^{[citation needed]} This is not the same as the electrical efficiency; see Efficiency vs sensitivity.

The sensitivity of a hydrophone is usually expressed as dB re 1 V/μPa.^[2]

Receivers[edit]

Sensitivity in a receiver, such a radio receiver, indicates its capability to extract information from a weak signal, quantified as the lowest signal level that can be useful.^[3] It is mathematically defined as the minimum input signal $S_{i}$ required to produce a specified signal-to-noise S/N ratio at the output port of the receiver and is defined as the mean noise power at the input port of the receiver times the minimum required signal-to-noise ratio at the output of the receiver:

${displaystyle S_{i}=k(T_{a}+T_{rx})B;cdot ;{frac {S_{o}}{N_{o}}}}$

where

$S_{i}$ = sensitivity [W]

$k$ = Boltzmann constant

$T_{a}$ = equivalent noise temperature in [K] of the source (e.g. antenna) at the input of the receiver

$T_{{rx}}$ = equivalent noise temperature in [K] of the receiver referred to the input of the receiver

$B$ = bandwidth [Hz]

${frac {S_{o}}{N_{o}}}$ = Required SNR at output [-]

The same formula can also be expressed in terms of noise factor of the receiver as

${displaystyle S_{i}=N_{i};cdot ;F;cdot ;SNR_{o}=kT_{a}B;cdot ;F;cdot ;SNR_{o}}$

where

$F$ = noise factor

$N_{i}$ = input noise power

${displaystyle SNR_{o}}$ = required SNR at output.

Because receiver sensitivity indicates how faint an input signal can be to be successfully received by the receiver, the lower power level, the better. Lower power for a given S/N ratio means better sensitivity since the receiver’s contribution is smaller. When the power is expressed in dBm the larger the absolute value of the negative number, the better the receive sensitivity. For example, a receiver sensitivity of −98 dBm is better than a receive sensitivity of −95 dBm by 3 dB, or a factor of two. In other words, at a specified data rate, a receiver with a −98 dBm sensitivity can hear signals that are half the power of those heard by a receiver with a −95 dBm receiver sensitivity.^{[citation needed]}

References[edit]

^ Book: Sensors and Transducers Characteristics, Applications, Instrumentation, Interfacing M..J. Usher and D.A. Keating
^ “Underwater Acoustics”. resource.npl.co.uk. Retrieved 2020-12-04.
^ Layne, Dennis. “Receiver Sensitivity and Equivalent Noise Bandwidth”. High Frequency Electronics. Archived from the original on 2020-08-23. Retrieved 2020-08-23.

This article incorporates public domain material from Federal Standard 1037C. General Services Administration. (in support of MIL-STD-188).

External links[edit]

Microphone sensitivity conversion from dB at 1 V/Pa to transfer factor in mV/Pa

Источник

РадиоКот >Обучалка >Аналоговая техника >Жучки, передатчики и приемники: что о них надо знать >

Основные параметры передатчиков и приемников

Основные параметры передатчиков	Основные параметры приемников
Рабочая частота (частотный диапазон), МГц или кГц
Тип модуляции: амплитудная (АМ) / частотная (ЧМ)
Мощность выходного сигнала, Вт	Чувствительность по входу, мкВ
Выходное сопротивление, Ом	Входное сопротивление, Ом
Коэффициент гармоник	Избирательность, дБ
Чувствительность по входу, мВ	Мощность выходного сигнала, Вт
Коэффициент нелинейных искажений (КНИ) НЧ тракта (включая модулятор)	КНИ НЧ тракта, включая демодулятор

Теперь все по порядку.

Рабочая частота (частотный диапазон)

Если передатчик или приемник жестко настроены на определенную частоту – то можно говорить об одной рабочей частоте. Если в процессе работы возможно перестраивать рабочую частоту, то надо назвать диапазон рабочих частот, в пределах которого может осуществляться регулировка.

Измеряется в килогерцах (кГц), мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц).

Раньше для определения частотного диапазона чаще использовали не частоту, а длину волны. Отсюда пошли названия диапазонов ДВ (длинные волны), СВ, (средние волны) КВ (короткие волны), УКВ (ультракороткие волны).

Чтобы пересчитать длину волны в частоту, нужно поделить на нее скорость света (300 000 000 м/с). То есть,

где:
– длина волны (м)

c – скорость света (м/с)

F – частота (Гц)

Теперь вам нетрудно посчитать, что наши деды называли «ультракороткими волнами». Да да, не удивляйтесь, диапазон 65…75 МГц – это уже не просто «короткие» а «ультракороткие». А ведь их длина целых 4 метра! Для сравнения, длина волны мобильника стандарта GSM – 15…30 см (в зависимости от диапазона).

С развитием техники и освоением новых частотных диапазонов, им начали давать невообразимые названия вроде «сверхкороткие», «гиперкороткие» и т.п. Сейчас для обозначения диапазона чаще используют частоту. Это удобнее хотя бы даже тем, что не нужно ничего пересчитывать и помнить скорость света. Хотя, скорость света все равно помнить не помешает 🙂

Мы будем, в основном, работать с вещательными диапазонами УКВ. Их два: УКВ-1 – то что в народе так и называют “УКВ”, и УКВ-2 – то, что принято называть “FM”. Название FM происходит от английского Frequency Modulation – Частотная Модуляция (о модуляции читаем ниже). Вообще-то, если серьезно, то называть частотный диапазон по виду модуляции – технически безграмотно. Однако, в народе это название прочно укоренилось и стало нарицательным. С этим уже ничего не поделаешь.

Тип модуляции

Широко используется два типа модуляции: амплитудная (АМ) и частотная (ЧМ). По-буржуйски это звучит как AM и FM . Собственно, всеми любимый диапазон “ FM ” получил название именно благодаря частотной модуляции, с которой работают все радиостанции данного диапазона. Есть еще фазовая модуляция, сокращенно – ФМ, но уже, нашенскими буквами. Попрошу не путаться с буржуйским FM !

ЧМ, в отличие от АМ, более защищена от импульсных помех. Вообще говоря, на частотах, на которых расположены радиостанции УКВ-диапазона, применение ЧМ более удобно, чем АМ, поэтому она там и применяется. Хотя, телевизионный сигнал все равно передается с амплитудной модуляцией, независимо от частоты. Но это уже совсем другая история.

Частотная модуляция бывает узкополосная и широкополосная. В вещательных радиостанциях используется широкополосная ЧМ – ее девиация составляет 75 кГц.

В связных радиостанциях и прочей не вещательной радиотехнике чаще применяют узкополосную ЧМ, с девиацией порядка 3 кГц. Она более защищена от помех, поскольку допускает более острую настройку приемника на несущую.

Итак, наши диапазоны:

УКВ-1 – 65,0…74,0 МГц, модуляция – частотная

УКВ-2 (“FM”) – 88,0…108,0 МГц, модуляция – частотная

Мощность выходного сигнала

Чем мощнее передатчик – тем дальше он может передать сигнал, тем легче этот сигнал будет принять.

Почти в каждом описании жучка пишется его дальность действия. Обычно – начиная от 50 м и заканчивая тремя километрами… Серьезно воспринимать эту информацию нельзя. Ни за что не польщайтесь дальностью в 1 км в условиях города, или не расстраивайтесь сильно пятидесятью метрами на открытой местности – ведь авторы никогда не дают параметры приемника, с которым тестировался данный жучок. А именно – они не называют чувствительность этого приемника. А ведь от нее многое зависит. Можно тестировать мощный передатчик при помощи приемника с паршивой чувствительностью – и получить в результате маленький радиус действия. Или наоборот, слушать маломощный передатчик через чувствительный приемник – и получить большую дальность. Поэтому, рассматривая схему жучка, в первую очередь обращайте внимание не на громкие слова, а на голые факты. А именно – попытайтесь прикинуть мощность передатчика. Обычно мощность в описании жучка не указывается (авторы ее просто не меряют, считая достаточным померить «дальность»). Поэтому нам остается только «на глаз» определить, на что способен жук.

Для этого нужно смотреть на:

– Напряжение питания. Чем больше – тем больше мощность (при прочих равных условиях)

– Номинал транзистора, стоящего в оконечном каскаде (или генераторе, если антенна подключена прямо к нему). Если стоит какой-нибудь паршивый КТ315 – большой мощности от схемы можно не ждать, не дождетесь. А если попробуете поднять – транзюк, ничего не говоря, просто предательски взорвется… Лучше, если стоит транзистор КТ6хх или КТ9хх, например, КТ608, КТ645, КТ904, КТ920 и т.д.

– Сопротивления транзисторов в коллекторной и эмиттерной цепях оконечного каскада. Чем они меньше – тем больше мощность (ппру).

Для сравнения скажу так: мощности в 1 Вт хватает в городских условиях где-то на километр при условии, что чувствительность приемника – порядка 1мкВ.

Чувствительность приемника

Ну мы уже начали говорить о чувствительности.

Чувствительность зависит процентов на 90 от «шумности» входного каскада приемника. Поэтому, для достижения хороших результатов, необходимо использовать малошумящие транзисторы. Часто используют полевики – они поменьше шумят.

У приемников диапазона УКВ, чувствительность обычно находится в пределах 0,1…10мкВ. Приведенные значения – крайности. Чтоб получить чувствительность 0,1 – надо изрядно попотеть. Так же, как и надо очень сильно не уважать себя, чтоб сделать приемник с чувствительностью 10мкВ. Истина где-то посередине. Порядка 1…3 мкВ – оптимальное значение чувствительности.

Выходное сопротивление передатчика

Это очень важно знать, потому что можно сделать очень прекрасный мощный передатчик и не получить от него и десятой доли номинальной мощности благодаря неправильному согласованию с антенной.

Итак, антенна обладает сопротивлением R , скажем 100 Ом. Чтоб излучить при помощи этой антенны мощность P , допустим – 4 Ватта, нужно приложить к ней напряжение U , которое рассчитывается по закону Ома:

U2 = PR
U2 = 100*4 = 400
U = 20 В

Получили 20 Вольт.
При напряжении 20 Вольт выходной каскад передатчика должен держать мощность 4 Вт, при этом через него будет протекать ток

I = P/U = 0,2А = 200мА

Таким образом, данный передатчик на сопротивлении 100 Ом развивает мощность 4 Вт.
А если вместо антенны на 100 Ом подключить антенну на 200 Ом? (А напряжение то же – 20 В)

Считаем:
P = UI = U(U/R) = 20(20/200) = 2 Вт

В два раза меньше! То есть, физически, выходной каскад готов прокачать 4 Ватта,
но не может, так как ограничен напряжением в 20 Вольт.

Другая ситуация: сопротивление антенны – 50 Ом, то есть – в 2 раза меньше. Что получается? На нее пойдет двойная мощность, через оконечный каскад потечет двойной ток – и транзистор в конечном каскаде многозначительно накроется медным тазом…

Короче говоря, к чему я это все? А к тому, что необходимо знать, какую нагрузку мы вправе подключить к выходу передатчика, а какую – не в праве. То есть, необходимо знать выходное сопротивление передатчика.

Но нам надо знать и сопротивление антенны. А вот тут-то сложнее: его очень сложно измерить. Можно, конечно, рассчитать, но расчет не даст точного значения. Теория всегда немного расходится с практикой. Как же быть?

Очень просто. Существуют специальные схемы, которые позволяют изменять выходное сопротивление. Они называются «схемы согласования». Наиболее распространены два вида: на основе трансформатора и на основе П-фильтра. Схемы согласования обычно ставятся на выходной каскад усилителя, и выглядят примерно так (слева – трансформаторная, справа – на основе П-фильтра):

Схемы согласования сопротивлений

Для настройки выходного сопротивления трансформаторной схемы, необходимо изменять количество витков II обмотки.

Для настройки схемы с П-фильтром, нужно регулировать индуктивность L 1 и емкость C 3.

Настройка производится при включенном передатчике и подключенной штатной антенне. При этом, мощность излученного антенной сигнала измеряется при помощи специального прибора – волномера (это такой приемничек с милливольтметром). В процессе настройки, добиваются максимального значения излучаемой мощности. Крайне не рекомендуется производить настройку мощных передатчиков, находясь в непосредственной близости от антенны. Если, конечно, ваша мама хочет иметь внуков… 🙂

Входное сопротивление приемника

Почти то же самое. Кроме внуков. Принимаемый сигнал слишком слаб, чтобы сколь-нибудь навредить отечественному генофонду.

Согласование сопротивлений производится при помощи входного колебательного контура. Антенна подключается либо к части витков контура, либо через катушку связи, либо через конденсатор. Схемы вот:

Входные схемы приемников

Сигнал с контура также может сниматься или напрямую, как показано на схемах, или через катушку связи, или с части витков. Во-общем, зависит от воли конструктора и конкретных условий.

Коэффициент гармоник

Говорит нам о том, насколько излучаемый передатчиком сигнал «синусоидален». Чем меньше к.г. – тем больше сигнал похож на синус. Хотя, бывает и так, что визуально – вроде бы синус, а гармоник – тьма. Значит, все-таки – не синус. Человеку свойственно ошибаться. Техника более объективна в своей оценке.

Вот так выглядит «чистый» синус (синусоида сгенерирована звуковым генератором программы WaveLab ):

Чистый палэзный и нэдарагой синус

Гармоники возникают, как мы знаем, из-за нелинейных искажений сигнала. Искажения могут возникать по различным причинам. Например, если усилительный транзистор работает на нелинейном участке передаточной характеристики. Иначе говоря, если при равных изменениях тока базы, изменения тока коллектора не равны. Это может быть в двух случаях:

На транзистор подан недостаточный ток смещения. То есть, при отсутствии сигнала он полностью закрыт,
а открываться начинает лишь с возрастанием уровня сигнала. При этом, у выходной синусоиды получаются «спиленными» низы:

Кстати, выходные каскады большинства передатчиков работают в режиме С.
Этот режим не подразумевает наличия смещения базы. То есть, на выходах таких каскадов
всегда будет сигнал с отрезанными низами. Но с этим мирятся ввиду высокого КПД подобных каскадов.
Гармоники вырезаются фильтрами, стоящими после каскада. Кстати, каскады, изображенные на схемах согласования,
работают как раз в режиме C.

Амплитуда входного сигнала слишком велика, и необходимый коллекторный ток не может быть обеспечен.
Например:
В коллекторной цепи транзистора стоит резистор на 100 Ом,
напряжение питания – 25 В.
Соответственно, при полностью открытом транзисторе, коллекторный ток будет равен 25/100 = 0,25 А = 250 мА.
Коэффициент усиления транзистора– 50, то есть, коллекторный ток в 50 раз больше тока базы.
Теперь такая ситуация: на базу подали ток 10 мА. Каков будет ток коллектора?

Что? 500 мА? Ни фига подобного! Мы же только что говорили, что при ПОЛНОСТЬЮ открытом транзисторе, коллекторный ток составляет 250 мА. Значит, больше этого значения, он не сможет быть ни под каким соусом. Если мы будем увеличивать ток базы от нуля до 10 мА, то коллекторный ток будет возрастать только до тех пор, пока не станет равным 250 мА. После этого, он не увеличится, сколько бы мы не увеличивали ток базы. Такой режим транзистора называется « режим насыщения ». В момент достижения коллекторным током отметки 250 мА, базовый ток равен 250/50 – 5 мА. То есть, для корректной работы данного каскада, на его вход нельзя подавать ток больше 5 мА.

То же самое происхедит и с сигналом. Если ток сигнала «зашкаливает» за определенное значение, то транзистор уходит в насыщение. На осциллограмме это проявляется в виде «спиленных» верхушек синусоиды:

Синус со срезанными верхушками

Кроме таких характерных искажений, возникают и другие всевозможные нелинейные искажения сигнала. Со всеми этими искажениями призваны бороться частотные фильтры. Обычно, используются фильтры нижних частот (ФНЧ), поскольку, как говорилось ранее, частоты гармоник обычно выше частоты полезного сигнала. ФНЧ пропускает основную частоту и «вырезает» все частоты, которые выше основной. При этом, сигнал, как по волшебству, превращается в синус чистой красоты.

Избирательность приемника.

Этот параметр показывает, насколько хорошо приемник может отделить сигнал требуемой частоты от сигналов других частот. Измеряется в децибелах (дБ) относительно соседнего частотного канала либо зеркального канала (в гетеродинных приемниках).

Дело в том, что в эфире постоянно летят тысячи всевозможных электромагнитных колебаний: от радиостанций, телевизионных передатчиков, наших любимых «мобильных друзей», и т.д. и т.п. Различаются они лишь по мощности да по частоте. Правда, по мощности им отличаться не обязательно – это не есть критерий выбора. Настройка на любую радиостанцию, будь то телеканал « MTV » или база вашего домашнего радиотелефона, происходит именно по частоте. При этом, на приемнике лежит ответственность: выбрать из тысяч частот – ту одну, единственную и неповторимую, которую мы хотим принять. Если на близких частотах нет никаких признаков разумной жизни – хорошо. А если где-нибудь через пол-мегагерца от нашей радиостанции, находится сигнал другой радиостанции? Это есть не очень хорошо. Вот тут то и понадобится хорошая избирательность приемника.

Избирательность приемника зависит, в-основном, от добротности колебательных контуров. Подробнее, мы будем разбираться с избирательностью при рассмотрении конкретных схем приемников.

Оставшиеся четыре параметра относятся к НЧ тракту приемника и передатчика.

Чувствительность по НЧ входу передатчика

Чем чувствительнее вход передатчика, тем более слабый сигнал можно на него подавать. Этот параметр особенно важен в жучках, где сигнал снимается с микрофона, и имеет очень малую мощность. Если нужно, чувствительность наращивается дополнительными каскадами усиления.

Мощность выходного НЧ-сигнала приемника

Мощность сигнала, которую отдает на выход приемник. Ее необходимо знать, чтобы правильно подобрать усилитель мощности для дальнейшего усиления.

КНИ (Коэффициент нелинейных искажений)

Ну, в-общем, мы уже разобрались, что такое нелинейные искажения и откуда они берутся. Но! Если по ВЧ-тракту достоточно поставить фильтр – и все станет хорошо, то в звуковом тракте «лечить» нелинейные искажения куда труднее. Точнее – просто невозможно. Поэтому, со звуковым или любым другим модулирующим сигналом, необходимо обращаться очень бережно, чтобы в нем возникло как можно меньше нелинейных искажений.

<<–Вспомним пройденное—-Поехали дальше–>>

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Источник

�� , �� . �� , �� , �� . �� , �� . �� , �� , �� , �� , � �� .

��. 1. ��

�� : �� . � �� ! � �� ? �� , �� : �� – �� (�� ), � �� – �� , �� .

�� , �� , �� , �� . � �� . �� .

�� ��.1.

�� , �� , �� . �� . �� . �� (�� ��.1) �� , �� 400 �� � �� 30%.

�� . �� -�� (��) �� , �� 0,1 �� . �� , �� . �� . �� , �� 0,1 �� .

�� . �� . �� 400 �� �� 30%. �� . �� 10 �� (20 ��), �� .

�� , �� . �� , �� 0,1 �� . �� (�� ) �� . �� , �� 10-20% �� . �� . �� .

�� 10 �� , �� . � �� , �� 10 �� . �� (�� ) �� , �� . �� . �� .

��. 2. ��

�� (�� ) �� , �� . �� .

�� , �� , �� 4 ��. � �� ��/�. �� ��.2.

�� , �� . �� . �� , � �� , �� .

�� , �� (��) ��. �� , �� 20-2000 ��, �� . �� , �� , �� ��.1, �� .

�� , �� , �� . �� (�� ). � �� , �� .

�� , �� , �� . �� , �� . � �� , �� . �� 10-20 �� �� . �� (�� 30%, �� 400 ��). �� , ��, ��.

�� . ��, �� 1:5. �� , �� . �� 1:5 (�� ).

�� , �� . �� -�� (�� ). �� . �� .

�� – �� ��.
�� �10 �� �� – �� �� .
�� , �� , – �� �� .
��, �� – �� �� , �� .

� �� , �� , �� , �� , �� . �� .

�� , � �� 10 �� (��, � �� ) � �� , �� , �� 10 ��. �� , �� , �� .

�� 10 �� �� . �� .

�� , �� 1 �� (�� ) �� , �� 1000 ��. �� .

�� . �� , �� , �� . �� , �� . �� , �� .

�� , �� , �� , �� : �� . �� .

�� 

�� , �� , �� . �� ? �� , �� . �� , �� , �� , �� .

�� ��.1. �� , �� “�� ”. �� . �� , �� 400 �� � �� 30%. � �� , �� 0,25 �� . �� , �� , �� . �� , �� .

��. 3. X��a ��

�� , �� . �� , �� , �� , �� . �� , �� .

�� , �� , �� , � �� – �� 400 �� (� ��).

�� 

�� . �� . �� . �� (U��), �� 0,25 �� (�� ). �� 400 �� �� 30%.

�� U��1. �� 2, 3, 4, 10, 20, 100, 500, 1000, 5000 � 10000 ��, �� . �� (��.3).

�� :

(U��1 � U��2) / (U��1 – U��2)

�� U��2 � U��2 – �� , �� , �� . �� . �� .

�. ��. “��” �9/1966 ��

Источник

См. также

Electroacoustics[edit]

Receivers[edit]

References[edit]

External links[edit]

Вам также может понравиться

Как найти книгу про попаданца

Как найди тангенс формула

Как правильно найти хозяина

Добавить комментарий Отменить ответ