Обзор структурных схем приемников радиостанций

Приемники радиосигналов, несомненно, играют решающую роль в любой системе связи. Они выполняют задачи по приему входящего передаваемого сигнала и последующему восстановлению информации, содержащейся в этих сигналах. Учитывая огромное количество информации, которая сегодня передается по беспроводной сети, стоит иметь четкое представление об этом важном узле. В этой статье представлен общий обзор современных архитектур приемников и радиостанций.

Роль приемника

Входной сигнал на приемник поступает от приемной антенны. Эти принятые сигналы, которые обычно очень слабые, могут быть описаны как модулированные несущие РЧ-сигналы. Модуляция несет фактическую информацию, которая может быть аудио, видео или данными. Приемник должен выполнить ряд действий с принятым сигналом, чтобы в конечном итоге информацию можно было расшифровать и обработать (или прослушать).

От приемников требуется эффективная работа, несмотря на наличие шума и других мешающих сигналов. Следовательно, избирательность (селективность) и чувствительность являются важными характеристиками каждого из них. Селективность описывает способность приемника идентифицировать и выбирать полезный сигнал, несмотря на присутствие других нежелательных сигналов. Приемник с хорошей избирательностью будет обрабатывать полезные сигналы, в то же время заметно подавляя нежелательные паразитные сигналы и помехи.

Приемники с прямым преобразованием

 

Рис.1

Приемники с прямым преобразованием (Рис.1) преобразуют входной РЧ-сигнал в выходной сигнал основной полосы частот за один этап. Как правило, они считаются недорогими решениями, поскольку требуют небольшого количества компонентов. Кроме того, они хорошо подходят для реализации на интегральных схемах (ИС).

Супергетеродинные приемники

Классические супергетеродинные приемники (Рис. 2) преобразуют входной РЧ-сигнал в низкочастотный сигнал промежуточной частоты (ПЧ). Затем сигнал ПЧ демодулируется для выделения и обработки нужной информации.

 

Рис.2

Однако, часто используются и супергетеродинные приемники с двойным преобразованием (Рис. 3), которые имеют два каскада преобразования частоты, что означает, что их конфигурация состоит из двух смесителей, а также двух гетеродинов (генераторов). Первый смеситель преобразует РЧ-сигнал в более низкую частоту, которую можно назвать частотой первой ПЧ. Затем второй смеситель снова преобразует этот сигнал в еще более низкую частоту, называемую частотой второй ПЧ.

 

Рис.3

Преимущество супергетеродинных приемников с двойным преобразованием заключается в более высокой частоте первой ПЧ, что позволяет им добиться хорошего подавления помех. Кроме того, такие приемники также могут достигать отличной избирательности благодаря более низкой частоте второй ПЧ — более высокую избирательность обычно легче получить на более низких частотах. Таким образом, супергетеродинные приемники с двойным преобразованием могут одновременно обеспечивать превосходное подавление помех и селективность.

Компания САЙКОМ предлагает от производителей ICOM, KIRISUN и SIRUS следующие модели радиостанций, построенных на схеме супергетеродинных приёмников:

ICOM	KIRISUN	SIRUS
IC-F16 и IC-F26	DP580 UHF и VHF	Sirus F110 UHF и VHF
IC-F1000 и IC-F2000	DP585 UHF и VHF	Sirus M36
IC-F1100D и IC-F2100D	DP810Ex	Sirus M37
IC-F3003 и IC-F4003	DP990 UHF и VHF
IC-F3036S и IC-F4036T	TM840 UHF и VHF
IC-F5013H / IC-F5013 / IC-F6013H	DM588 UHF и VHF

Прямое ВЧ-квантование (SDR)

Повышение производительности аналого-цифровых преобразователей (АЦП) за последние несколько лет позволили им напрямую оцифровывать сигналы на радиочастотах. Работая на высоких частотах, они могут поддерживать низкий уровень шума и хорошую линейность преобразования.

 

Рис.4

Эти усовершенствованные АЦП позволили использовать приемник с прямым ВЧ-квантованием (рис. 4) . Они могут напрямую оцифровавать сигналы на ВЧ-частотах, тем самым устраняя необходимость преобразования входного ВЧ-сигнала в более низкую частоту.

Приемник с прямым ВЧ-квантованием в основном состоит из малошумящего усилителя ВЧ (МШ УВЧ), необходимых фильтров и АЦП. 

В этой микросхеме применена характерная для SDR схема усилителя ВЧ сигналов с последующей их обработкой DSP. Фактически, это полноценный SDR трансивер с DSP, умееющим обрабатывать и формировать сигнал с частотной модуляцией (FM). Одна микросхема заменяет множество дискретных элементов.

"Трансивер на чипе" позволяет производить рации, работающие в диапазонах 136-174 МГц, 400-470 МГц, микросхема работает от напряжения 3.3 Вольта и потребляет ток всего 55 мА.

Заключение

Супергетеродинный приемник — это традиционная реализация, используемая во многих приложениях. Однако приемники прямого преобразования также хорошо подходят в определенных ситуациях. И, наконец, метод прямой радиочастотной выборки SDR, самая последняя реализация приемника, — это технология, которая бурно развивается. 

Тем не менее, по параметрам приема классическая супергетеродинная схема работает заметно лучше, обеспечивая хороший динамический диапазон для портативных радиостанций и высокую избирательность по побочным каналам приема. Супергетеродинный приемник благодаря более тщательной настройке и проектированию синтезатора (чтобы приемник сам не стал источником помех) обеспечивает хорошую стабильность частоты.

Производители Kirisun, Icom, Sirus выпускают модели радиостанций основанные на супергетеродинной схеме.

Компания Сайком готова подобрать для вас оптимальную модель радиостанции по критериям цена-качество.