Цифровая обработка сигналов

ческие и логические операции. Программа работы МПВУ опреде­ ляется алгоритмом цифровой обработки сигнала. Алгоритм преду­ сматривает цифровую фильтрацию, цифровое детектирование и другие вспомогательные операции цифровой обработки, например цифровую автоподстройку частоты.

Для каждого вида принимаемых сигналов разрабатывается своя программа обработки. Все программы записываются в про­ граммируемые постоянные запоминающие устройства ППЗУ Каж­ дой программе соответствует свой начальный адрес ППЗУ, уста­ новка которого производится по команде с ПУ После завершения программы результат обработки в виде выходной комбинации цифр, представляющей собой результат вычислений, поступает на ЦАП. На выходе цифро-аналогового преобразователя образуется аналоговый сигнал, который подается на обычное выходное устройство.

Применение в радиоприемной технике цифровой обработки сигнала на базе микропроцессоров позволяет повысить точность обработки и обеспечить удобство сопряжения приемника с ЭВМ, если в этом есть необходимость.

Основные характеристики радиоприемных устройств

Радиоприемные устройства являются достаточно сложной элек­ тронной аппаратурой, и поэтому для всесторонней оценки их свойств используется целый ряд показателей. Основными (в смысле универсальности) можно считать такие показатели как диапазон рабочих частот, чувствительность, избирательность, помехоустойчи­ вость и надежность.

Д и а п а з о н р а б о ч и х ч а с т о т РПрУ определяется ди­ апазоном возможных частот его настройки. Другими словами, это область частот настройки от /т/Л до fmaXy в пределах которой РПрУ может плавно или скачкообразно перестраиваться с одной частоты на другую.

Ч у в с т в и т е л ь н о с т ь РПрУ является мерой его способ­ ности обеспечивать прием слабых радиосигналов. Количественно она оценивается тем минимальным значением электродвижущей силы (ЭДС) сигнала на входе РПрУ, при котором еще обеспе­ чивается нормальная работа выходного устройства и имеет место требуемое отношение сигнал-шум на выходе ТРЧ при отсутствии внешних помех. Следовательно, чем меньше ЭДС требуется на входе РПрУ для обеспечения нормальной выходной мощности, тем чувствительнее РПрУ

Свойство РПрУ, позволяющее отличать полезный радиосигнал от радиопомехи по определенным признакам, свойственным радио­ сигналу, называется и з б и р а т е л ь н о с т ь ю . Иначе, это способ­ ность РПрУ выделять нужный радиосигнал из спектра электро­ магнитных колебаний в месте приема, снижая мешающие радио­

счет использования антенны, обеспечивающей прием нужных радио­ сигналов с одного направления и ослабление радиосигналов с

РПрУ выделять из всех радиочастотных сигналов и радиопомех, действующих на его входе, радиочастотный сигнал, соответству­ ющий частоте настройки радиоприемника.

На РПрУ кроме полезного сигнала, как известно, действуют помехи. П о м е х о у с т о й ч и в о с т ь ю РПрУ называется способ­ ность его противодействовать мешающему действию помех. Коли­ чественно помехоустойчивость оценивается тем максимальным зна­ чением уровня помехи в антенне, при котором еще обеспечивается прием радиосигналов. Различают помехоустойчивость потенциаль­ ную, которую можно достичь при идеальном построении РПрУ, и реальную, т. е. ту, которую имеет реальный приемник. Фунда­ ментальная теория потенциальной помехоустойчивости была разра­ ботана в 1946 г. В. А. Котельниковым.

Под н а д е ж н о с т ь ю РПрУ понимают его способность выпол­ нять заданные функции в определенных условиях и в определенном интервале времени. Количественно надежность оценивается по ве­ личине среднего времени его безотказной работы (среднему значе­ нию наработки на отказ).

Классификация радиоприемных устройств

Радиоприемные устройства можно классифицировать по различ­ ным признакам. Например, по схемным решениям РПрУ могут быть прямого усиления и супергетеродинными.

По назначению можно выделить РПрУ: радиовещательные, телевизионные (телевизоры), профессиональные (работающие на линиях служебной радиосвязи), специального назначения. В свою очередь, радиовещательные РПрУ делятся на монофонические и стереофонические, т. е. обеспечивающие прием монофонических и стереофонических программ звукового вещания. К профессиональ­ ным относятся РПрУ: магистральные декаметрового диапазона волн, радиорелейных линий связи, а также спутниковой радио­ связи. Среди РПрУ специального назначения следует назвать, на­

в диапазонах метровых, декаметровых, гектометровых и километро­ вых волн. Более сложными являются РПрУ, обеспечивающие прием стереофонических программ звукового вещания. Они могут вести прием программ и как обычные монофонические устройства. Сте­ реофоническое вещание ведется в метровом диапазоне волн.

Магистральные РПрУ декаметрового диапазона волн позволяют вести прием телеграфных, факсимильных и телефонных сигналов. В декаметровом диапазоне, как известно, имеют место замирания сигналов, что существенно осложняет их прием. В техническом отношении магистральные РПрУ намного сложнее радиовещатель­ ных.

Радиорелейные РПрУ предназначены для приема десятков или сотен телефонных сигналов или одной телевизионной программы со звуковым сопровождением. Большинство радиорелейных РПрУ работает в сантиметровом диапазоне волн (5 10 см).

Прием широкополосных сигналов осуществляют в РПрУ спутни­ ковой радиосвязи. Радиоприемные устройства земных станций должны иметь очень малый уровень собственных шумов и обладать очень высокой чувствительностью. Для уменьшения уровня собст­

венных шумов используются специальные малошумящие усилители радиочастоты.

Характерной особенностью телевизионных РПрУ является то, что они воспроизводят одновременно два сообщения: телевизион­ ное изображение и звуковое сопровождение. Изображение воспро­ изводится кинескопом, а выходным устройством приемника звуко­ вого сопровождения служит обычный электродинамический громко­ говоритель.

Различные РПрУ имеют как общие для всех признаки, так и отличительные особенности. Развернутые структурные схемы разных РПрУ отличаются друг от друга, хотя обобщенная струк­ турная схема этих РПрУ будет практически одной и той же. Еще большие отличия в принципиальных схемах и конструктивном оформлении РПрУ Особенности схемных решений различных РПрУ рассматриваются при изучении дисциплины «Радиоприемные устройства».

Развитие радиоприемной техники будет идти по пути улучшения параметров и усовершенствования схемотехнических решений на основе современной элементной базы, в частности интегральных схем (главным образом больших и сверхбольших), в том числе микропроцессорных. По-прежнему сохранится тенденция освоения новых диапазонов.

11.4. АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА Классификация антенн

Радиопередача принципиально невозможна без использования электромагнитных волн и, следовательно, таких устройств, которые обеспечивали бы их излучение и прием. Эти функции выполняют антенны, входящие в состав радиопередающих и радиоприемных устройств любого назначения. Таким образом, передающую антенну можно определить как устройство, предназначенное для излучения элктромагнитных волн, а приемную — как устройство, служащее для приема электромагнитных волн с целью использования пере­ носимой ими информации.

Все многообразие существующих антенн можно классифициро­ вать по различным признакам, но любая классификация имеет определенные недостатки. Например, по характеру использования антенны можно разделить на приемные и передающие. Однако на многих радиостанциях одна и та же антенна одновременно служит как для передачи, так и для приема, поэтому такая классификация отнюдь не универсальна. Можно классифицировать антенны по диапазонам волн. Но и такая классификация имеет недостаток — одни и те же антенны часто используются для работы радиосистем в разных диапазонах.

Возможна классификация антенн по характеру излучающих (принимающих) элементов. Антенны, состоящие из проводов не-