Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986) (1095355), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Трансформаторная связь (рис. 2.20) применяется как при симметричном, так и при несимметричном фидере. В первом случае такая связь позволяет сделать вход приемника симметричным, что необходимо для устранения антенного эффекта неэкранированного фндера. Для этого применяют злектростатическийэкран между катушкой связи и контурной катушкой (рис. 2.20,а), а также специальную конструкцию фидера. При наличии экрана связь между катушками обеспечивается только взаимоиидуктивностью М. Токи, наводимые электромагнитным полем непосредственно в проводах фидера, при этом замыкаются в катушке связи и взаимно компенсируются.
Без электростатического экрана емкость между катушками связи и контура (рис. 2.20,б) может нарушить компенсацию этих токов, т. е. проявится антенный эффект. Эта цепь отличается от предыдущей способом связи контура с филером. Коэффициент трансформации и= М(Х,„= Ц'Е„(Е„, (2.55)' где А=М()Г~,~.„., — коэффициент связи. Чтобы найти коэффициент связи й„необходимый для согласования, решим (2.57) относительно й и подставим т, из (2.25): Из (2.29) и бо+ и бв*= — =, (2.57) Р соо 1.в из (2.2) получим б 'л Рл л 2 Рл+ (соо 1-св) (2.58) Ряс. 2.21 56 С учетом (2.57) и (2.58) вырахсение (2.56) примет вид й.=~ Д1// — "+ (2,59) У сво 1 св Р1С Конструктивно выполнимый /о, не превышает 0,5 ... 0,6, поэтому надо так выбрать /.„, чтобы согласование достигалось при воз- можно меньшем значении /о,.
Для определения условия минимума /Ос решим уравнение с)й,/с(/.„=О. В результате получим ьсв = РЛ/соо (2.60) После подстановки /.„из (2.60) в (2.59)' найдем минимальный согласующий коэффициент связи: йс ~. = ~'22 = ) 'бо. (2.611 Обычно согласования добиваются на средней частоте поддиа- пазона. По краям поддиапазона связь мало отличается от опти- мальной и коэффициент передачи близок к максимальному. Цепь с емкостным делителем (рис. 2.21) используется при не- симметричном фидере. Контур образован индуктивностью /., и емкостью С = С, Сох/(С, + Сох) + Сс, где Со х = С,+С,„; Са — межвитковая емкость катушки В этой цепи, где С, и Со соединены последовательно, резуль- тирующая емкость, меньше, чем в контурах, где емкости включены параллельно и суммируются.
Коэффициенты включения С Сох С С т= —— (1, и= — ж ' (1, С, С,+Со, ' Со, С1+Со, при этом т+а=1, поэтому если т выбрано из условия согласо. ваиня, то и=1 — т„„л Достоинством цепи является возможность использования на более высоких частотах благодаря уменьшению емкости конту- ра С. 2,8. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ВХОДНЫХ ЦЕПЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ДИАПАЗОНОВ ВОЛН Колебательные контуры с сосредоточенными параметрами применяются на метровых н более длинных волнах и отчасти на дециметровых волнах. При данных /.
и С контур имеет резонанс- ную частоту /о — — 1/2п)1 /,С. При изменении /. и С на ЛЬ и ЛС Г=/. (1+ — + — + — — ~ — ' ы. лс лс лс ~-ф ( ) 2.62 О о 1. С 1. С 1 При малых относительных изменениях Л///. и ЛС/С, разлагая (2.62) в степенной ряд и ограничиваясь учетом величин первого порядка малости, получаем / =/ (1 — —" — ") 25 (2.63) Отклонение резонансной частоты от начального значения Л/=/о — /'о, поэтому из (2.63) можно оценить нестабильность на- стройки (2.64) /о 21 2С В дециметровом диапазоне волн применяют коаксиальные и полосковые резонаторы, представляющие собой отрезки линий. Достоинством таких резонаторов является высокая добротность, стабильность, жесткость конструкции. Обычно потери, вносимые в резонансную линию, намного пре- восходят ее собственные потери, поэтому можно считать ее иде- альной, без потерь.
Как известно из теории электрических цепей,. входная проводимость короткозамкнутой линии без потерь У„- — с1я 2п —, ! 1 Рл л где 1 — длина линии; Х вЂ” длина волны; и, — волновое сопротив- тивление. Короткозамкнутая линия длиной 1=)/4 подобна парал- лелы1ому колебательному контуру. Если свободный конец линии подключается к цепи, имеющей входную проводимость у,„=б,„+ +)соС,„, то для получения резонанса на заданной частоте необ- ходимо выполнение условия 1 — с(92п — =сооС, .
Рл Отсюда необходимая длина резонансной линии 1„= — агс1ц 1 Рл соо Свл Резонансную линию в относительно узкой полосе частот (в полосе пропускания и прилегающих полосах частот) можно за- 57 менить эквивалентным колебательным контуром. Для этого потребуем равенства производных (Ф).=., =( — ".к).=., (2.65) где 1'к= 6„+! ыС.,— — с!д —, Р.=б.,+! ыС вЂ” — ' — прово- 2л(к димость контура, эквивалентного линии. Из (2,65) емкость эквивалентного контура С= ' (С„+ 2л' 2 ~ ' Лззззрлпн'(2л(к/Лз!) Затухание, вносимое н линию со стороны последующей цепи ври полном включении, д= бз./изС Связь линии с антенным фидером может быть автотрансформаторной (рис.
2.22,а), трансформаторной (рис. 2.22,6) или емкостной (рис. 2.22,в). Подобным образом выполняются входные цепи с полосковыми линиями (рис. 2.22,г). Настройку резонансных линий можно проводить изменением емкости или действующей длины 1„. Для отрезков линии справедлины характеристики, полученные в 2 2.4 и 2.6. В сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн входная цепь обычно состоит из нолноводного тракта,отдельныеучастк кто и о- рого представляют собои объемные резонаторы. Они образуются замкнутой металлической оболочкой, во внутренней полости которой возбуждается поле с помощью отверстия в стенке (рис.
2,23,а), петли (рис. 2.23,6) или штыря (рис. 2.23,в). Достоинства объемных резонаторов — высокая добротность, стабильность, удобные размеры, почти идеальная экранировка. Объемный резонатор может служить трансформирующим элементом.
В этом случае, как и для широко используемых н СВЧ о резков полосковых линий, справедливы эквивалентная с а вхо н д ой цепи на рис. 2.!! и количественные соотношения, приве- я схема денные в 2 2.4 и 2.6. ф зя Рис. 2.22 Рнс. 2.22 Глава 3 УСИЛИТЕЛИ РАДИОСИГНАЛОВ 3.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ РАДИОСИГНАЛОВ Усиление модулированных несущих колебаний — радиосигналов н приемнике осуществляется до преобразования частоты, т.
е, на радиочастоте, и после преобразонателя — на промежуточной частоте. Входные каскады должны иметь малый коэффициент шума, большое нходное сопротивление, высокую линейность усиления, поэтому их часто выполняют на полевых транзисторах. На СВЧ применяют усилители на поленых и биполярных транзисторах, на туннельпых диодах, параметрические и квантовые. И н усилителях радиочастоты (УРЧ), и в усилителях промежуточной частоты (УПЧ) вместе с усилением обеспечивается частотная селектинность. Для этого усилители содержат резонансные цепи; колебательные контуры, фильтры из связанных контуров и др. Усилители, АЧХ которых благодаря фильтрам близка к прямоугольной, называют полосовыми.
Усилители радиочастоты с переменной настройкой чаще всего выполняют одиоконтурными. К числу основных параметров и свойств усилителей относятся резонансный коэффициент усиления; селективность; коэффициент шума, искажения сигнала и устойчивость, т. е. способность усилителя сохранять в процессе эксплуатации основные свойства и характеристики.
3.2. СХЕМЫ РЕЗОНАНСНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ НА НЕВЗАИМНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ В усилителях радиосигналов применяют в основном два варианта включения усилительного прибора: с общим эмиттером и с общей базой в каскадах на биполярных транзисторах; с общим истоком и с общим затвором н каскадах на полевых транзисторах; с общим катодом и общей сеткой в ламповых каскадах. Усилители с общим эмиттером (истоком, катодом) в диапазонах метроных и более длинных волн позволяют получить наибольшее усиление мощности.
Усилители с общей базой (затвором, сеткой) отличаются большей устойчивостью против самовозбуждеиия, поэтому часто используются в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Принципы построения и анализа резонансных усилителей идентичны для различных типов усилительных приборов и вариантов их включения. На рис. 3.1 приведена схема усилителя на полевом транзисторе с общим истоком. В цепь стока включен колебательный контур Е„, С„. Контур настраивается конденсатором С„. В усилителе применено последовательное питание стока через фильтр Яз, Сз и кату- 59 Рис. ЗЛ Е„ Рис. 3.3 60 Рис.
3,2 шку индуктивности. Поскольку Сс в 50 ... 100 раз превышает максимальную емкость С„,то резонансная частота определяется Е„ и С,. На этой частоте коэффициент усиления максимален. Уменьшение его на частотах, отличающихся от резонансной, определяет селективные свойства усилителя. Напряжение смещения на затворе определяется падением напряжения от тока истока на !сь Емкость Сс устраняет отрицательную обратную связь по переменному току. Конденсатор С~— разделительный. Резистор Я, служит для передачи напряжения смещения на затвор. На рис.
3.1 показано автотрансформаторное подключение контура к истоку транзистора, используемое для повышения устойчивости усилителя. В каскадах на биполярных транзисторах частичное (трансформаторное или автотрансформаторное) подключение контура к усилительным приборам используется не только для повышения устойчивости, ио н для уменьшения шунтирования контура сравнительно малыми входными и выходными сопротивлениями транзисторов, В качестве примера на рис. 3.2 приведена схема усилителя с двойной автотрансформаторной связью контура т'.„ С, с транзисторами через отводы с коэффициентами включения гп и и. Напряжение питания на коллектор подано через фильтр А4, С, и часть витков катушки 1 ь Режим по постоянному току и температурную стабнлизаци1о обеспечивают с помощью резисторов )сь )см Из. Емкость С, устраняет отрицательную обратную связь по переменному току.
Разделительный конденсатор С~ предотвращает попадание питающего напряжения коллектора в цепь базы. В усилителе по схеме на рис. 3.3 контур трансформаторно связан с коллектором транзистора данного каскада и автотрансформаторно со входом следующего. Усилители промежуточной частоты обеспечивают основное усиление и селектнвпость по соседнему каналу. Их важная особенность — то, что обычно они настраиваются на фиксированную частоту. Коэффициент усиления УПЧ, как правило, значителен— порядка 1О' ... 10'.
3 3 ОБЩИЙ АНАЛИЗ РЕЗОНАНСНОГО УСИЛИТЕЛЯ В режиме малых сигналов усилительный прибор (транзистор, интегральный модуль, лампу) можно представить активным линейным четырехполюспиком типа показанного на рис. 3.4. В системе у-параметров уравнения четырехполюсника имеют вид ~„=У'„(),+У„и„~,=У„и,+У и,. (3.1) Распространенная модель усилительного прибора показана па рис. 3.5. Для дальнейшего анализа следует учесть зависимость параметров от частоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
