Усилители радиосигналов (УРС) Назначение и основные характеристики усилителей радиосигналов кратко

2.1.Общие сведения

Усилители радиосигналов ( урс ) осуществляют усиление высокочастотных колебаний в заданной полосе частот. Усилители радиосигналов входит в состав усилительно-преобразовательного тракта устройств приема и обработки сигналов (УПиОС). В состав УРС входят: усилительный прибор (УП); час- тотно-избирательная цепь на выходе УП, предназначенная для выделения области частот, где содержится основная часть спектра полезного сигнала uc(t); согласующие цепи.

Усилителями радиосигналов принято считать устройства служащие для получения заданного усиления сигналов в диапазоне радиочастот в каскадах предшествующих детектору.

Рис.5.1. Структурная схема супергетеродинного РПрУ

При необходимости получения большого коэффициента усиления применяют многокаскадные усилители. Если частотно-избирательные свойства обеспечены входными цепями усилительно-преобразовательного тракта УПиОС, то для усиления могут быть использованы апериодические усилители с резистивной нагрузкой.

Резонансные УРС делятся на две группы; усилители с постоянной настройкой; усилители с переменной настройкой.

Усилители радиосигналов выполняют 2 основные функции:

1) усиление модулированных колебаний (радиосигналов) до преобразователя частоты, т.е. на частоте несущего колебания и после преобразователя, т.е. на промежуточной частоте;

2) обеспечение частотной селективности, для чего эти усилители содержат резонансные цепи: колебательные цепи, фильтры и т.д.

В зависимости от того на какой частоте происходит усиление, различают:

- УРЧ (частота усиливаемого сигнала меняется);

- УПЧ (частота настройки постоянна).

Качественные показатели урч

1. Резонансный коэффициент усиления по напряжению - К_о = U_вых / U_вх или по мощности – К_ро = Р_вых / Р_вх. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Резонансным коэффициентом усиления принято называть отношение амплитуды напряжения сигнала несущей частоты на выходе к амплитуде напряжения сигнала несущей частоты на входе при настройке нагрузочных колебательных контуров на несущую частоту сигнала. При применении в нагрузке полосовых фильтров резонансный коэффициент усиления определяется на средней частоте полосы пропускания.

Общий коэффициент усиления многокаскадного УРС – К_общ = К₁К₂К₃ . . . К_i

2. Избирательность усилителя определяется его резонансной кривой, т.е. степенью ослабления сигналов помех при расстройке несущей частоты сигнала помехи относительно резонансной частоты усилителя. Для обеспечения избирательности, как правило, используются частотно-избирательные системы: одиночные или связанные контуры, а также полосовые фильтры. Усилитель, в котором нагрузкой служит один колебательный контур, настроенный в резонанс на несущую частоту усиливаемого сигнала, принято называть резонансным. В зависимости от числа контуров в каскаде усилители бывают одноконтурными и многоконтурными.

+Эффективная (реальная) избирательность учитывает нелинейность характеристик усилительных приборов и оценивается избирательностью при заданном коэффициенте нелинейных искажений.

3. Коэффициент шума определяет шумовые свойства усилителя и возможность усиления слабых сигналов.

4. Амплитудно-частотные искажения полностью определяются формой резонансной кривой УРЧ и УПЧ.

5. Фазо-частотные искажения являются следствием нелинейности фазовой характеристики усилителя, которая в случае сложной резонансной системы может быть весьма значительной.

6. Нелинейные искажения усилителя определяются нелинейностью рабочего участка его амплитудной характеристики.

7. Динамический диапазон – оценивается по амплитудной характеристике.

Амплитудно-частотные искажения полностью определяются формой резонансной кривой УРС. В УРС большинства супергетеродинных РПрУ полоса пропускания оказывается много больше, чем полоса пропускания всего приемника, и частотные искажения сигнала оказываются незначительными. Это объясняется тем, что промежуточная частота выбирается значительно меньшей частоты приемного сигнала.

Фазо-частотные искажения являются следствием нелинейности фазовой характеристики УРС. В пределах полосы пропускания фазовая характеристика УРС с любым числом каскадов близка к прямой линии. Поэтому для сигналов, спектр частот которых находится в пределах полосы пропускания таких усилителей, фазо-частотные искажения незначительны и ними практически пренебрегают.

Нелинейные искажения усилителя определяются нелинейностью рабочего участка его амплитудной характеристики. Они тем меньше, чем меньше амплитуда сигнала и прямолинейней амплитудная характеристика. Амплитуды полезных сигналов на входе УРС обычно не превышают 0,01 В. Поэтому существенные нелинейные искажения могут возникнуть лишь при наличие на входе УРС полезных и мешающих сигналов от других станций с э.д.с., большей указанной величины.

Устойчивость работы усилителя определяется отсутствием склонности к самовозбуждению, которое возможно как за счет внутрикаскадных, так и за счет межкаскадных паразитных обратных связей.

Основные характеристики усилителей радиосигналов.

К основным электрическим характеристикам усилителей радиосигналов относятся следующие:

1) Резонансный коэффициент усиления напряжения

2) Резонансный коэффициент усиления по мощности

где - активная составляющая проводимости нагрузки;

- активная составляющая входной проводимости.

3) Избирательность, показывающая относительное уменьшение усиления при заданной расстройке.

4) Коэффициент шума, определяющий шумовые свойства усилителя.

5) Коэффициент шума, определяющий шумовые свойства усилителя.

6) Искажения сигнала в усилителе. В усилителе радиосигналов искажения могут быть: нелинейные, вызываемые нелинейностью характеристик активного элемента, и линейные - амплитудно-частотные и фазочастотные.

7) Устойчивость работы усилителя - определяется его способностью сохранить в процессе эксплуатации основные характеристики, а также отсутствием склонности к самовозбуждению.