Разработка радиоприемного усройства для информационно-измерительной системы автомобиля

В отличие от ИС параллельного действия схема мультиплицирован­ной системы (рисунок 1.4) включает только одну общую меру для всех кана­лов.

В этих системах измерительная величина сравнивается с линейно из­меняющейся величиной. При фиксированных моментах начала развертки и равенствах и хи может быть определен интервал времени tx, пропорцио­нальный значению хь. В многоканальной системе возникают трудности в разделении сигналов от элементов сравнения. В этом случае прибегают к специальным мерам.

а – аналоговая мера; б – цифровая мера

Рисунок 1.3 - Структурная схема многоканальной измерительной схемы.

Можно указать следующие основные способы построения телеизме­рительной системы:

ПП—первичные преобразователи; ООН — блок обработки и отображения информации; КП — контрольные пункты; ПКС — преобразователи кодов и сигналов; КС — канал связи

Рисунок 1.4 - Структурная схема телеизмерительной системы

- по виду модуляции: интенсивные (тока, напряжения), времяимпулъсные (ВИМ и ШИМ), частотные (ЧИМ и ЧМ), кодоимпулъсные (двоич­ные и недвоичные), цифровые и адаптивные;

- по виду телеизмеряемого параметра: аналоговые и цифровые;

- по числу каналов связи: одноканальные и многоканальные;

- по характеристике каналов связи: проводные и радиоканальные;

- по виду телеизмерения: непрерывные; по вызову; по выбору.

При этом могут производиться телеизмерения текущих, статисти­ческих и интегральных значений параметров. Каналы бывают совмещен­ные, симплексные и дуплексные. Установлены следующие классы точно­сти устройств телеизмерений: 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0.

Сравнительная оценка систем телеизмерений ведется:

- по реально достижимой минимальной погрешности;

- помехоустойчивости;

- надежности системы;

- возможности работы с различными каналами связи;

- стоимости;

Наиболее помехоустойчивые — это системы кодоимпульсных телеизмерений.

Для передачи информационных массивов информационно-измерительных систем необходимо иметь радиоканал передачи и приема информации

1.1.2 Анализ схем построения радиоприемных трактов

1.1.2.1 Структурные схемы радиоприемных устройств, их анализ

Простейший радиоприемник может быть представлен структурной схемой изображенной на рисунке 1.5. Данная схема представляет собой структурную схему радиоприемника прямого усиления. Приемник прямого усиления характеризуется тем, что выделение и усиление, принимаемого сигнала осуществляется непосредственно на частоте сигнала.

1 – Входная цепь; 2 – усилитель радиочастоты; 3 – детектор; 4 – усилитель звуковой частоты; СЭП – система электропитания.

Рисунок 1.5 – Структурная схема приемника прямого усиления

Определим назначение основных каскадов радиоприемника и требования, предъявляемые к ним. Радиочастотный сигнал от ан­тенны через соединительный фидер поступает во входную цепь 1. Входная цепь (ВЦ) содержит резонатор, настраиваемый на частоту принимаемого сигнала. Она предназначена для обеспечения высо­кой частотной избирательности принимаемого сигнала и ослабле­ния действия помех различного происхождения, действующих на выходе приемной антенны. Кроме того, входная цепь выполняет роль согласующего устройства, которое обеспечивает поступление максимального по уровню сигнала, от антенны к усилителю радио­частоты 2 ,

Усилитель радиочастоты (УРЧ) предназначен также для реше­ния задачи частотной избирательности принимаемого сигнала. Кро­ме того, в УРЧ сигнал должен быть усилен до значения, обеспечи­вающего нормальную работу следующего блока радиоприемника - де­тектора 3, а также обеспечивает избирательность по зеркальному каналу. Детектор предназначен для осуществления процесса детектирования (демодуляции), заключающегося в преобразовании сигналов радиочастоты с цель» воспроизведения управляющих коле­баний, которыми модулирован сигнал, излучаемый радиопередающим устройством. Различают детекторы амплитудные, частотные и фазо­вые. Уровень сигнала (по мощности или по напряжению), снимаемо­го с детектора, является недостаточным для обеспечения нормаль­ной работы оконечного устройства. Поэтому обычно после детекто­ра колебания подаются на усилитель звуковой (УЗЧ) частоты 4, который усиливает выходное напряжение с детектора до уровня, необходимого для нормального функционирования оконечного устрой­ства.- При этом в качестве оконечного устройства может быть ис­пользован громкоговоритель, телефон, электроннолучевая трубка и т.д. Система питания (СЭП) предназначена для подачи питающих напряжений на активные элементы каскадов радиоприемника.

В приемнике прямого усиления иногда такие каскады, как УРЧ и УЗЧ, могут отсутствовать. Такой радиоприемник обычно называют детекторным. Приемники прямого усиления были очень широко рас­пространены до 30-х годов текущего столетия. Однако из-за прису­щих им серьезных недостатков они находят ныне очень ограничен­ное применение.

К этим недостаткам относятся:

- малая селективность, то есть малое ослабление сигналов соседних радиостанций по сравнению с сигналом станции, на которую настроен приёмник. Поэтому этот тип приёмников удобно использовать только для мощных радиостанций, работающих в длинноволновом или средневолновом диапазоне (из-за особенностей распространения волн в ионосфере длинноволновые и средневолновые сигналы не могут распространятся слишком далеко, поэтому приёмник принимает только ограниченное число местных станций). Из-за этого недостатка приёмники прямого усиления не производятся промышленностью и в основном используются только в радиолюбительской практике;

- невозможность обеспечить требуемую частотную избиратель­ность, так как по мере повышения частоты принимаемых сигналов полоса пропускания приемника будет возрастать, а избирательность уменьшаться;

- невозможность обеспечить высокую чувствительность радиоприемника, что связано с трудностями достижения больших значений коэффициента усиления его каскадов.

Отмеченные недостатки могут быть практически устранены в так называемом супергетеродинном радиоприемнике. Структурная схема супергетеродинного приемника показана на рисунке 1.6

Из сопоставления структурных схем супергетеродинного приемника и приемника прямого усиления следует, что супергетеродинный приемник отличается от приемника прямого усиления наличием трех дополнительных каскадов: преобразователя частоты 3, 7 и усилителя промежуточной частоты.

1 – входная цепь; 2 – усилитель радиочастоты; 3 – смеситель; 4 – усилитель промежуточной частоты; 5 – детектор; 6 – усилитель звуковой частоты; 7 – гетеродин; СЭП – система электропитания

Рисунок 1.6 – Структурная электрическая схема супергетеродинного приемника

Преобразователь частоты преобразует несущую частоту принимаемого сигнала в другую, более низ­кую промежуточную частоту. Он состоит из двух основных устройств: смесителя 3 и гетеродина 7 . Смеситель представляет собой не­линейный элемент (биполярный транзистор, полевой транзистор, полупроводниковый или параметрический диод). Выбор типа смеси­теля определяется конкретными требованиями к радиоприемнику. Гетеродин представляет собой маломощный генератор, работающий на частоте . Как правило, это автогенератор, выполненный на транзисторах, туннельных диодах, клистронах.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49