Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986), страница 9

Связь между контурами — впутриемкостная через конденсатор Сею и внешнеемкостная через С„а. Двухконтурная цепь позволяет получить более близку10 к прямоугольной частотную характеристику, т. е. повысить селективность. Основными характеристиками входных цепей явлвотся: коэффициент передачи, т. е. отношение напряжения сигнала иа входе следую1цего каскада (ус, к ЭДС в антенне Ею а в случае магнитной (ферритовой) антенны — к напряженности поля сигнала; полоса пропускапия — ширина области частот с допустимой неравномерностью коэффициента передачи; селективность, характеризующая уменьшение коэффициента передачи при заданной расстройке К по сравнению с его значе- нием прн резонансе К„т.

е. о=Ко/К Входная цепь вместе с УРЧ обеспе- "~с~ чнвает селективиость приемника цо 1$ побочным каналам приема и общую с с предваритсльну1о фильтрацию помех; перекрытие заданного диапазона с Увх частот. Если приемник не рассчитан сег на дискретную настройку, то должна обеспечиваться настройка на любую Рнс. 2.4 частоту заданного диапазона, причем коэффициент передачи, полоса пропускания и селективность не должны существенно изменяться; постоянство параметров входной цепи при изменении параметров антенны и входного сопротивления первого каскада приемника.

Это важно при ненастроенных антеннах, которые вносят во входную цепь потери, что приводит к расширению полосы пропускання, ухудшению селектнвности и изменению настройки входной цепи. 2.2. ЭКВИВАЛЕНТЫ ПРИЕМНЫХ АНТЕНН Приемную антенну можно представить в виде эквивалентного генератора ЭДС Ен или тока !и (рис. 2.5). Полное сопротивление генератора ЭДС в общем случае содержит активную и реактивную составляющие, т. е. Ял=гл+)х„(см. например, рис. !.3), ЭДС генератора Ел=в,йи, где е, — напряженность электрической составляющей поля сигнала в месте приема; ܄— действующая высота или длина антенны.

Параметры генератора тока определяются выражением Тл =Ел!Хл= Ел Ул (2, !) где Ул 1/лл — — 6л+! Вл — комплексная проводимость антенны, 6„=г„((г„(е, В„= — „1~г„Р. (2.2) Сопротивление нанастроенной антенны Лн зависит от частоты сложным образом, так как антенна представляет собой цепь е распределенными параметрами. Если размеры антенны невелики по сравнению с длиной волны, то эквивалент ее может быть цредставлен 'в виде последовательной цепи из нпдуктивности Ьл, емкости Сл и сопротивления Ен (рис.

2.б,а). В диапазонах СЧ и НЧ гоЬл~1~соСл, поэтому индуктивностью можно пренебречь. ди ~С. 4 Ул аг Рис. 2.5 Рис. 2,6 38 Тогда эквивалент антенны будет содержать только Сн и Ел (рис. 2.6,6). В диапазоне ВЧ (декаметровые волны) сопротивление не- настроенных антенн момсет иметь как емкостный, так и индуктивный характер. В диапазоне метровых (ОВЧ) н более коротких волн обычно используют антенны, настроенные на среднюю частоту диапазона, на которой антенна обладает сопротивлением Ел. Если оно равно волновому сопротивлению фидера р„, то антенна присоединяется к фидеру непосредственно, в других же случаях — через согласующее устройство.

При этом антенна вместе с фидером эк. вивалентна генератору ЭДС Ен с сопротивлением рл или генератору тока 1н=Ен(рл с проводимостью 6л=!(рл. В микроволновых' диапазонах вместо ЭДС или тока можно рассматривать номинальную мощность сигнала в антенне, так как прн наличии трансформирующих элементов напряжение и ток изменяются, а мощность остается постоянной. Номинальная мощность пропорциональна действующей площади антенны Ен: в ~ ием ~и т1А.

120 л где т1н — КПД антенны при согласованной нагрузке. 2.3. СПОСОБЫ ПЕРЕКРЫТИЯ ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ Плавно настраивать контуры в заданном диапазоне частот можно, изменяя индуктивность или емкость либо одновременно и то, н другое. Рассмотрим первый случай при постоянной емкости.

Выразим параметры контура через его емкость: р= !горе Сир "и = ггр= горе Сн Здесь р — характеристическое сопротивление; р(, — затухание. Вследствие поверхностного эффекта в проводах катушки и диэлектрических потерь г растет приблизительно пропорционально частоте. При этом затухание с(, пропорционально квадрату частоты, а полоса пропускания Пе,р !ес(„ и резонансная проводимость контура 6е=с(и/р=ореСнс(н пропорциональны кубу частоты. Следовательно, при настройке контура переменной нндуктивностью его параметры резко изменяются по диапазону, что нежелательно. Прн настройке конденсатором переменной емкости параметры контура можно выразить через индуктивность: р=ые !.нр с(и=гlр=г!оре Ен По'прежнему считая г пропорциональным частоте, видим, что затухание, а следовательно, и добротность контура (рз,= !!с(„) не за- '"'"' О' .

н р р ю р ' М МетРовые и более коротиие волны. 39 ное сопротивление контура тсо= 1(схо=ыох.„бх пропорциональны частоте. Следовательно, настройка емкостью сопровождается менее резкими изменениями свойств контура, поэтому в относительно широком диапазоне частот контуры обычно настраивают изменением емкости.

Настройка индуктивностью, например перемешением магнитного сердечника катушки, используется в узких диапазонах, а также в случаях, когда настройка конденсатором переменной емкости нежелательна по конструктивным соображениям, например, в автомобильных приемниках, работаюших в условиях сильной вибрации.

При настройке емкостью коэффициент перекрытия диапазона 1в1п С~п1п Как правило, й,(3. Диапазон разбивают па поддиапазоны. Переход с одного поддиапазона па другой осуществляют переключением катушек. Если плавная настройка ведется изменением индуктивности, то от одного поддиапазона к другому переходят переключением конденсаторов. Если диапазон разбит на одинаковые поддиапазоны (с постоянным частотным интервалом, рис. 2.7), у них одинакова и разность граничных частот: 11 ,„ — 11 1„=Ь)„а=сопя(.

Коэффициент . перекрытия поддиапазонов 11ва* 11 ! +о1 н 1+ д1~н пав 11 в1п 11 в1п 11 пнп уменьшается при переходе к верхним поддиапазонам (см. также ' $1.3). Для этого в контуры включают добавочные конденсаторы С, и С, (рис. 2.8), уменьшающие влияние емкости С„на частоту настройки. Достоинством такого разбиения на поддиапазоны является одинаковая плотность настройки (число станций на деление шкалы) во всех поддиапазонах, При разбиении на поддиапазоны с одинаковым коэффициентом перекрытия требуется меньшее число поддиапазонов, чем в предыдушсм случае.

При этом ширина каждого поддиаиазона А 1пд = 6 вах — )1 в!о = йпп 6 вы — )1 в1а= (йпн — 1) ); вгп растет с увеличением частоты )1 1., следовательно, увеличивается, и плотность настройки. 2.4. ЭЛЕКТРОННАЯ НАСТРОИКА В течение полувека основным ' органом плавной настройки резонансных цепей оставался конденсатор переменной емкости с механическим перемещением подвижных пластин (ротора) относительно неподвижных (статора); он широко применяется и сейчас, но в большей части приемников его заменил варактор — полупроводниковый диод, емкость которого регулируется изменением приложенного постоянного напряжения.

Главные преимушества варакторов — простота автоматического и дистанционного управления настройкой, малые размеры, механическая надежность. Два варианта включения варакторов в колебательный контур с ручной настройкой показаны иа рис. 2.9. В обоих случаях регулируюшее напряжение поступает от стабилизированного источника через делитель напряжения со скользяшим контактом.

Поскольку такие делители недостаточно надежны из-за износа контактов и малой механической прочности, применяют электронные источники регулируюшего напряжения, например счетчик импульсов, подводимых от импульсного генератора. Резистор )с нужен для уменьшения шунтирующего действия на резонансный контур цепи управления настройкой. Зависимость емкости варактора от напряжения проявляется не только в отногпепни управляюшего постоянного напряженая, но и в отношении радиочастотных переменных напряжений, поэтому включение не может приводить к нелинейным преобразованиям помех и сигналов (см.

9 1.!О), ухудшаюшим селективность. Ослабить нелинсйные эффекты можно тем же общепринятым способом, который позволяет, например, уменьшить нелинейные искажения в усилителях: применением балансных («двухтактных») цепей. В данном случае эта цель достигается встречным включением двух варакторов по схеме на рис. 2.9,б. Переключение поддиапазоиов в прошлом осушествлялось с помощью переключателей со скользящими контактами, например, по схеме на рис.

2.10,а. Однако такие переключатели из-за их не. надежности всегда были одной из главных причин выхода приемников из строя. Недостаток,рассмотренного способа состоит также в сложности автоматического и дистанционного управления переключением. Частичное преодоление этой трудности обеспечивает замена переключателя рядом злектромап1итных реле, "зжзое нз которых прн подаче тока н его обмотку замыкает цепь одной нз на- Л 5'„ ' п1п Рис, 2.9 Рис. 2.8 Рис. 2.7 40 4! Рис. 2ИО тУшек, оысгродействуюп»ие реле, наиболее подкопав»ие для з й ц, о.- няются с мани»агюрными герметическими конгактамн (оин называются сгерконами»).

Теснине контактные пластинки из»рерромагиитного материала при подаче управляюп»его тока !г,р о обмотку притягиваются друг к другу и замыкают цепь (рис. 2доб). З стеклянном корпусе контакта — взкуум; этим обеспечивается надежность, стабильность и долговечность реле. Просты и надежны электронные ключи, в качестве которых служат коммутационные диоды. Схема их включения применительно к рассматриваемому случаю дана на рис. 2.10,в. Но сопротивление диода входит в резонансный контур и увеличивает его затухание.

Следует иметь в виду также, что при сильных помехах нелинейность электронных ключей может неблагоприятно влиять на селектиэность приемника. Из изложенного видно, что переключение поддиапазонов более сложная задача, чем электронная настройка. В этом одна из причин, по которым конструкторы радиоаппаратуры стараются обойтись вообще без переключения поддиапазонов.