Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 95
Текст из файла (страница 95)
12.11). а соооогр ророооогноло Ряс. 12.11, Радиосигналы а полосе пропускаяия усилителя высокой частоты Для приема такого сигнала выгодно применять уеилитель, обладающий свойства. ми избирательности, т. е. способный разместить спектр радиосигнала в пределах своей полосы пропуснания и подавить помехи на частотах, лежащих вне этой полосы. Свойства избирательности достигаются тем, что в каскаде усиления по высокой частоте нагрузочным элементом выходной цепи служит диапазонный резонансный контур. Как правило, контур настраивается конденсатором переменной емкости и лишь сравнительно редко перес»райка осуществляется изменением вндуктивности или одновременным изменением нндуктивнасти и 'емкости.
Каскады резонансного усиления высоной частоты выполняются в ламповых приемниках обычно на пентодах, и только в диапазоне УКВ встречается применение специальных триодов. Пентоды выгодны своим большим внутренним сопротивлением, малым значением емкости анод — управляющая сетна (ам. гл.8) н другими свойствами.
Схема р е з о.наасного наснада на пентоде (вместе с входом следующего каснада) изображена на риш 12.!2,а. Детали, входящие в схему каскада, имеют следующее назначение. Напряжение смещения подается на управляющую сетку с резистора г(«(сотни ом), шунтмруемого конденсатором С, (около 0,1 мкФ). Следует отметить, что обеспечить ,в резонансном усилителе работу лампы иа линейном участке характеристыки без тока управляющей сетки проще, чам в оконечном каснаде усиления низкой частоты, так как здесь амплитуды усилнваемых колебаний сравнительно малы.
Питание эмранирующей сетки осуществлено через «гасящий» резистор )с«з (около сотен килоом), блоккруемый по высокой частоте конденсатором С«з (примерно 0,01 — 0,1 ыкФ), В анодную цепь лампы включен «параллельный» контур ~(см, гл. 2), обааэованный катушкой нндунтввносты Ь (иногда с сердечником мз магнитодиэлектрика) и конденсатором переменной емкости (один из конденсаторов в составе «блана» нонденсаторов из общей оси). Параметры (. и С определяются диапазоном частот приемника. Обычно диапазон охватывается несколькиыи поддиапазонами (переход с одного поддиапазона на другой осуществляется включением различных катушек С).
Для того чтобы устранить влияняе емкости между рукой оператора и пластинами конденсатора на настройку контура, ротор нонденсатора обязательно 307 б) Рис. !2!!2. Резонансный усилительный каскад с полным включением контура в цепь авода: а — электрическая схема; б — эквивэлентная схема присоединяют к металлическому корпусу приемника. Но прм случайном замыкании отаторных пластин на роторные произойдет короткое замыкание «плюса» анодного источника питания на «минус» через катушку Е. Во избежание этого в контур внлючают большой (десятки тысяч пикофарвд) последовательный .защитный конденсатор С,. Чтобы исключить ОС последующих каскадов с предыдущими через внутреннее сопротивление источника питания, в каскадах ставятся известные нам фильтры развязка в составе конденсатора Сэ (десятки тысяч пикофврад) и резистора /гэ (килоомы).
Емкости С, и Са столь велики в сравнении с емкостью контура С, что их последовательное включение на частоту контура влияет ~незначительно. Обычно к катушке Е параллельно подключается подстроечный конденсатор С», сменяемый вместе с катушкой. Результврующая емкость нонтура, ~которая определяет резонансную частоту, равна Ссф С, Ссф+ СС + Сф С + +С«+С«„ где С«* — межвитковая емкость катушки вместе с выходмой емкостью данной лампы, входной емкостью следующего каскада и емкостью между соединительными проводами. Напряжение высокой частоты, возникающее на контуре при действии ра- 308 диооигнала, подается на сетку следующей лампы через разделительный конденсатор С», имеющий емкость порядка сотен пикофарад и хорошую изоляцщо между обкладками.
Для подачи отрицательного смешенвя на управляющую сетку следующей лампы она соединяется с катодным сопротивлением через сеточный Резистор /1«(сотни нилоом). Таков примерный состав резонансного усилительного каскада на пентоде с полным (прямым) включением колебательного контура в анодную цепь. Исследуем этот каскад, т. е. определим его усиление, полосу пропускания и неравномерность его показателей в диапазоне перестройки. С этой целью изобразим (рис. 12.2,б) его эквивалентную схему. Здесь С««м — результирующая емкость, указанная выше; 0;= =1/Ры — выходная проводимость пентода; 6,= 1/Я«р — активная параллельная проводимость контура («проводимость потерь»); Š— индуктивность контура; О«= 1//с« — проводимость сего~ной утечки; 5(/ ~ — генератор тока сигнала в цепи анода; (/, — усиленное напряжение. Малым сопротивлением конденсатора Ср на радиочастотах пренебрегаем, считая его для переменного тока коротким замыканием.
При настройне контура на частоту сигнала проводимости индуктивной и емкостной ветвей взаимно компенсируются (резонанс токов, см. гл. 2), и тог- да генератор тока питает суммарную активную проводимость, создавая на ней выходное напряжение 56„, Ои„ и„,= Ог+ Он+ Оо Оовщ Коэффициент' усиления напряжения каскада прл резонансе Ко = Уща/Ощз = Ю/Ообщ (12.9] Пусть, например, 5=10 мСм; 6аваяв як 6,=0,25 мСм (т. е.
4 кОм). Тогда Ко=5/Ооощ=10/0,25=40 раз. При отходе от ~резонанса появляется реактивная ветвь проводимости (либо емкостлая, либо индуктивная), общая проводимость растет и,коэффициент усиления падает. Именно такая завися. мость и была показана на рис. !2.11; ее назовем резонансной характеристикой каскада. Чем определяется оптимальный коэффициент усиления Ко? При данной лампе решающую роль играет добротность контура <К обратная резонансной проводимости (Я =1/О,р). Повышать усиление можно выбором контура с высокой добротностью. Однако на этом пути имеются ограничения.
Вопервых, получить добротность замкнутого контура О, в приемнике свыше !00 практически трудно. Во вторых, ври малой проводимости 6„ будет сказываться шунтлрующее действие проводимостей Оз и 6„ которое ограничит рост усиления. В-третьих, при высокой добротности кон. тура на ДВ может оказаться слишком узкой полоса пропускания, о чем мы скажем далее. Наконец, благодаря наличию ОС через емкость анод †сет работа каскада может быть неустойчквой, т. е.
может возникнуть самовозбуждение. Анализ этого вопроса показываст, что устойчивое усиление резонансного каскада опраничено значением Ко пред 0,5У о/ыСа.оа Так, если крутизна 5=5.10-' См; ы=2п/=5 1О' и для пентода Са.о= =0,01 лФ=1 1Ос ы Ф, то Ка пред= =50 рае. Практически усиление каскада исчисляется на волнах радиовещательных диапазонов единицами и десятками, реже — сотнями. Переходим к вопросу об избирательности каскада. В первую очередь определим его полосу пропуская~ив, для чего найдем эквивалентную добротность каскада в целом: 1 1 (га— Ообщр (Он+61+Ос)Р Когда проводимости 6; и О, малы в сравнении с резонансной параллельной проводимостью контура, тогда Яавк Яа.
Полоса проиускания П=/./Е,=/,О„р. (12.10) Все скааанное подтверждает достоинства пентода для усиления радиосигнала. Если взять каскад с добротностью Да=80, то на частоте /а=70 кГц (т. е. при длине волны 1=3750 и) полоса пропускания П=/а/Яа= 1000 Гц. Такая полоса сонершенно непригодна для радиотелефонного ириема. И действительно, на волнах свыше 2000 и радиотелефонная передача вовсе не применяется. Если же при той же добротности контура частота /о=800 нГц (т.
е. 1=375 м), то полоса П= 1О 000 Гц, что вполне нормально для радиовещательного приема. Наконец, если перейтн в диапазон КВ и взять частоту сигнала /а=8 МГц (т. е. Х-37,5 и), то полоса пропускаиия П= = 100 000 Гц, что явно избыточно для радиотелефонии н приносит ущерб избирательности приемника. Значит, иа ДВ дриходится иногда умышленно расширять полосу. пропускания по сравнению с достижимым значением. На КВ полоса пропускания всегда получается более широкой, чем зто необходимо по соображениям избирательности радиотелефонного приема. Именно такие свойства резонансных систем и резонансных усилителей и приводят к целесообразности супергетеродинного метода приема, т. е.
приема с преобразованием частоты любого сигнала в промежуточную частоту, которая позволяет обеспечить требуемую ширину полосы при нормальной добротности контуров усилителей. Обычно для радио- телефонии промежуточная частота составляет 455 кГц (т. е. Хжб45 м).
Для приема художественного вешания с ЧМ и для телевизионного приема спектры сигналов значительно шире, а потому и выбор промежуточной частоты производится,в других диапазонах. Оценивая неравномерности усиления в диапазоне цри перестройке контура конденсатором переменной емкости, вернемся к формуле (12.9) и положим приближенно Ооощ Оа=1/Оар; тогда можно написать Ко 56н ыо !" (12.11) При перестройках можно считать изменяющейся лишь частоту ыа. Следовательно, усиление растет в диапазоне пропорционально частоте. При переходе на иоддиэпазон более ко- 309 ротких волн 7.
переключается на меньшую катушку, а тем самым снижается и средний уровень усиления. Эти свойства отражены на рис. 12.!3, где пред- лаа и Рис 12.! 3. Неравномерность усиления в полдналазонвх ставлена зависимость резонансного коэффициента усиленна от частоты настройки приемника для двух поддиалазо. нов. Конечно, приемник оценивается по усилению в наихудшей точке, а потому существенная неравномерность внутри поддиапазоиа и при смене поддиапазонов вредна. Неравномерность усиления можно компенсировать обратной неравномерностью коэффициента передачи входного устройства (см. рнс.
12.7). Однако выравнивать общее усиление нескольких каскадов (Кчвщ=Ка~Км...) можно,применяя разные схемы каскадов. Одновременно многокаскадная схема повышает селективность. На рис. 12.14 дана для примера схема двухкаскадного резонансного уоилнтеля, пригодного для СВ. В отличие от схемы на,рис. 12.12 здесь мы видим индуктивные связи между колебательными контурами и аиодными цепями ламп. При этом конденсаторы Сэ и резисторы )7, не нужны. Настройка контуров обоих каскадов сопряжена посадкой роторов их конденсаторов перемен- ной емкости на общую ось (поназано штриховой линией). Для уточнения настройки включены параллельные подстроечные конденсаторы С .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
