Тема Входные цепи приёмных устройств. Особенности входных цепей различных частотных диапазонов
 Скачать 445.8 Kb.
|
|
Тема 2.2. Входные цепи приёмных устройств. Особенности входных цепей различных частотных диапазонов. Назначение входной цепи, классификация и основные характеристики. Структура входной цепи (ВЦ). ВЦ с сосредоточенными и распределенными элементами. Методика электрического расчета ВЦ. Назначение, структурная схема и качественные показатели входных цепей Как известно, входная цепь является первым элементом РПУ и она расположена между антенной, находящейся за пределами РПУ, и первым каскадом РПУ. Это положение определяет её назначение. Входная цепь выполняет следующие функции: 1. Обеспечивает избирательность принимаемого сигнала и подавление других сигналов. Очевидно, что это можно выполнить только с помощью резонансного контура, который является основной частью входной цепи. 2. Обеспечивает согласование РПУ с антенной, для обеспечения передачи максимума мощности сигнала, наводимого в антенне, во входную цепь. 3. Обеспечивает согласование входной цепи с первым каскадом РПУ для обеспечения передачи максимума максимума мощности сигнала из входной цепи в первый каскад РПУ. На рис.7 представлена структурная схема входной цепи.  Рис.7 Структурная схема входной цепи. Качественные показатели входной цепи. 12. Коэффициенты передачи входной цепи: Коэффициент передачи по напряжению:  .Коэффициент передачи по мощности:  .где UВц, PВц - напряжение и мощность сигнала на выходе входной цепи; UА, PА - напряжение и мощность сигнала на входе входной цепи. Коэффициент избирательности ВЦ - это отношение коэффициента передачи на резонансной частоте к коэффициенту передачи при заданной расстройке:   Коэффициент неравномерности в полосе пропускания - это отношение коэффициента передачи на резонансной частоте  к коэффициенту передачи на границе полосы пропускания  : .  Коэффициент перекрытия диапазона принимаемых частот – отношение максимальной частоты резонансного контура ВЦ к минимальной частоте резонансного контура ВЦ:  .При настройке приёмника изменяется величина ёмкости конденсатора резонансного контура ВЦ. При минимальной ёмкости конденсатора будет максимальная частота контура и при максимальной ёмкости конденсатора будет минимальная резонансная частота резонансного контура ВЦ. Классификация входных цепей приемных устройств 1) По диапазону рабочих частот и способу перестройки: - с плавной перестройкой; - с дискретной перестройкой. 2) По виду избирательной системы: - с одним резонансным контуром; - с двумя и более резонансными контурами; - со специальными полосовыми фильтрами. 3) По виду связи избирательной системы с антенной: а) с трансформаторной связью: Схемы входных цепей РПУ Базовым элементом входной цепи является параллельный резонансный контур, который определённым образом связан с антенной. Имеют следующие виды связи ВЦ с антенной: индуктивная, емкостная и индуктивно емкостная. Индуктивная связь подразделяется на трансформаторную и автотрансформаторную связи (рис.8) антенны с входной цепью.   а б Рис. 8 Трансформаторная связь (а) и автотрансформаторная связь (б) антенны с входной цепью. От вида связи антенны с входной цепью зависит вид коэффициента передачи антенны во входную цепь от частоты (рис. 9).  Рис. 9 Зависимость КА от частоты при индуктивной связи антенны с входной цепью. Как видно из графика, с увеличением частоты коэффициент передачи уменьшается. Это связано с тем, что при увеличении частоты возрастает сопротивление катушки связи XLСв = ω LСв , что ведёт к уменьшению тока в ней. Это ведёт к уменьшению магнитного потока между катушкой связи и катушкой контура, а, значит, к уменьшению наводимой Э.Д.С. в катушке контура. На схеме контура ВЦ показаны два конденсатора. Конденсатором со стрелкой осуществляется настройка контура на частоту принимаемого сигнала. Конденсатор со звёздочкой является подстроечным конденсатором и он предназначен для подстройки контура ВЦ. Его ёмкость не значительная и на много меньше ёмкости настроечного конденсатора. Емкостная связь показана на рис. 10.  Рис. 10 Емкостная связь антенны с входной цепью. При емкостной связи с увеличением частоты коэффициент передачи антенны возрастает рис.11.  Рис. 11 Зависимость КА от частоты при емкостной связи антенны с входной цепью. Увеличение коэффициента передачи антенны при емкостной связи объясняется уменьшением сопротивления конденсатора связи при увеличении частоты. По второму закону Кирхгофа: EA = UC,Св + ULk Из этого уравнения видно, что уменьшение сопротивления конденсатора связи ведёт к увеличению тока в индуктивности контура и увеличению напряжения на ней. Индуктивно емкостная связь показана на рис. 12.  Рис. 12. Индуктивно емкостная связь антенны с контуром. В этой схеме работают два механизма передачи сигнала из антенны во входную цепь. На низких частотах проявляет себя индуктивная связь, а на высоких частотах работает емкостная связь. На рис.13 показана зависимость коэффициента передачи антенны при индуктивно емкостной связи.  Рис.13 Зависимость КА от частоты при индуктивно емкостной связи антенны с входной цепью. Сигнал, поступивший из антенны во входную цепь, далее из входной цепи передаётся в нагрузку. В качестве нагрузки является усилитель. Различают несколько способов подключения нагрузки к входной цепи – индуктивный, емкостной и индуктивно-емкостной. Индуктивный способ подключения подразделяется на трансформаторный и на автотрансформаторный. На рис.14 показаны два этих способа подключения нагрузки к входной цепи.   а б Рис.14 Трансформаторный (а) и автотрансформаторный способы подключения нагрузки к входной цепи. Эти способы позволяют осуществлять согласование входной цепи с нагрузкой, т.е. с водным сопротивлением усилителя. Емкостной способ связи входной цепи с нагрузкой показан на рис.15 (а).   а б Рис.15 Емкостной (а) и индуктивно-емкостной (б) способы подключения нагрузки к входной цепи. Основные параметры входных цепей Основными электрическими характеристиками ВЦ являются: 1. Коэффициент передачи напряжения, который определяется отношением напряжения сигнала на входе первого активного элемента приемника (Uвх) к ЭДС сигнала в антенне EА, а в случае магнитной (ферритовой) антенны – к напряженности поля сигнала. 2. Полоса пропускания — ширина области частот с допустимой неравномерностью коэффициента передачи. 3. Избирательность, характеризующая уменьшение коэффициента передачи напряжения при заданной расстройке K(f) по сравнению с резонансным значением К0. Входная цепь вместе с УРЧ обеспечивает заданную избирательность приемника по зеркальному каналу и по каналу промежуточной частоты, а также общую предварительную фильтрацию помех. 4. Перекрытие заданного диапазона частот. Входная цепь должна обеспечивать возможность настройки на любую частоту заданного диапазона приемника, и при этом ее показатели (коэффициент передачи, полоса пропускания, избирательность и т. п.) не должны заметно изменяться. Диапазон рабочих частот характеризуется коэффициентом перекрытия диапазона kд, равным отношению максимальной частоты настройки к минимальной. 5. Постоянство параметров входной цепи при изменении параметров антенны и активного элемента. Это важно при ненастроенных антеннах, которые вносят в ВЦ активное и реактивное сопротивления. Вносимое активное сопротивление увеличивает потери ВЦ, что приводит к расширению полосы пропускания и ухудшению избирательности. Вносимое реактивное сопротивление приводит к изменению настройки ВЦ. Цель работы: экспериментальное исследование основных свойств вход ных цепей, работающих от настроенных и ненастроенных антенн. ВВЕДЕНИЕ Указания содержат описание и методику выполнения лабораторных ра бот по теме "Входные цепи". Все работы выполняются фронтально на специ альных лабораторных макетах, отличающихся типом исследуемой схемы и диапазоном частот. В данной работе исследуются два типа входных цепей. 1. Входные цепи, работающие с ненастроенной антенной: с индуктивной связью с антенной, с внешне- и внутриемкостной связью с антенной. Эти схемы собраны в левой верхней части макета. 2. Входная цепь, работающая с настроенной антенной (схема собрана в правой верхней части сменного блока). 1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Входная цепь предназначена для передачи принимаемого сигнала из ан тенны в последующие цепи приемника. Основные функции входной цепи: а) предварительная фильтрация принимаемого полезного сигнала из мно жества сигналов, поступающих из антенны; б) передача энергии полезного сигнала ко входу первого каскада с наименьшими потерями и искажениями. В общем случае входная цепь представляет собой пассивный четырех полюсник, включающий один колебательной контур или систему колебательных контуров, а также элементы связи этого контура с антенной и со входом следующего каскада. 1.1. Основные характеристики входной цепи Резонансный коэффициент передачи - отношение напряжения сигнала на выходе входной цепи Uвых к величине ЭДСЕА, наводимой в антенне электро магнитным полем принимаемого сигнала: . При этом несущая частота сигнала fc должна быть равна частоте настрой ки входной цепи f0. При проектировании входной цепи стремятся обеспечить минимальное изменение К0 в диапазоне рабочих частот. Диапазон рабочих частот (fmin - fmax) - диапазон частот, в пределах которого входная цепь может быть настроена в резонанс с частотой принимаемого сигнала. Перестройка входной цепи осуществляется изменением емкости или индуктивности контура. Частотная избирательность входной цепи - это способность отделить по лезный сигнал и ослабить сигналы мешающих станций; она определяется ам плитудно-частотной характеристикой входной цепи К(f). В супергетеродинных приемниках основной задачей входной цепи явля ется обеспечение избирательности по побочным каналам приема, самыми опасными из которых являются зеркальный (симметричный) канал и канал прямого прохождения (рис 1). Зеркальный канал fз отличается от основного канала fc на две промежуточные частоты: . Обычно входная цепь является линейной цепью, и ее избирательность можно определить по резонансной характеристике (рис. 2), при этом величина избирательности , при Uвх = const или в децибелах , также при Uвх= const. Однако при больших расстройках или высокой избирательности входной цепи измеряемые значения Uвых становятся малыми и могут быть равными или меньшими уровня шума. В этом случае измерения становятся невозможными или недостоверными. В нелинейных же цепях при существенном уменьшении уровня сигнала изменяется их коэффициент передачи, что приводит к погрешности измерения частотной избирательности. Поэтому измерение избирательности всего прием ника (имеющего в своем составе нелинейный элемент – детектор, коэффициент передачи которого зависит от уровня сигнала) осуществляется по транспониро ванной (перевернутой) характеристике, которая называется характеристикой избирательности (рис. 3). При этом , при Uвых= const. Измерять избирательность диапазонной входной цепи следует в тех точ ках диапазона, где эта избирательность наименьшая. Избирательность по зеркальному каналу измеряют в верхней части диапазона
принимаемых частот, где полоса пропускания самая широкая, поэтому избирательность наиболее низкая. Избирательность по каналу прямого прохождения измеряется на частотах, наи более близких к промежуточной частоте: при fпр = 465 кГц это будет верхняя частота диапазона ДВ – fmaxи нижняя частота диапазона СВ – fmin. 1.2. Классификация входных цепей Входные цепи могут быть с фиксированной настройкой контура или диа пазонные (перестраиваемые). По числу используемых контуров могут быть од но-, двух- и многоконтурные входные цепи. По виду связи с антенной входные цепи делятся на два типа: - входные цепи, работающие с ненастроенными антеннами; - входные цепи, работающие с настроенными антеннами. 1.3. Входные цепи с ненастроенными антеннами Ненастроенными антеннами называют антенны, сопротивления которых имеют активные и реактивные составляющие. Именно такие антенны обычно используются в диапазонах ДВ, СВ. Реактивные сопротивления антенн для этих частот носят емкостный характер (рис. 4). В этом случае связь контура входной цепи с антенной выбирается слабой, чтобы исключить влияние параметров антенн на контур (реактивная состав ляющая антенны изменяет частоту настройки контура, активная - расширяет его полосу и уменьшает избирательность). При слабой связи с антенной коэффициент передачи входной цепи мал, но это допустимо, так как в приемниках ДВ, СВ чувствительность в основном определяется внешними помехами, а уменьшение коэффициента передачи входной цепи можно скомпенсировать в УРЧ и УПЧ. 1.3.1. Входная цепь с индуктивной связью с антенной Схема входной цепи с индуктивной связью с антенной показана на рис. 5. Основным контуром, определяющим параметры входной цепи, является контур LКСК, который настраивается на частоту принимаемого сигнала. Катушка связи Lсв и емкость антенны СА образуют последовательный колебательный контур (антенный контур), частота настройки которого неизменнаи отличается от частоты настройки основного контура f0. Если fA меньше минимальной частоты диапазона принимаемых частот f0 min(длина волны λА > λ0 min), то входная цепь назы вается входной цепью с "удлиненной антенной" (рис. 6, а). Если fA больше максимальной частоты диапазона f0 max (длина волны λА < λ0 max), то входная цепь называется входной цепью с "укороченной антенной" (рис. 6, б). Резонансный коэффициент передачи входной цепи , где ЕА – ЭДС в антенне. Ток в антенной цепи Iа наводит в катушке основного контура ЭДС, ве личина которой определяется известным соотношением , где – взаимоиндуктивность между Lсв иLК. Ксв- коэффициент связи между катушками Lсв иLК. На частоте настройки основного контура напряжение в Qэраз больше наводимой ЭДС: . где Qэ - эквивалентная добротность основного контура (считаем Qэчастотнонезависимой). Таким образом, зависимость резонансного коэффициента передачи К0от частоты определяется произведением IА(f) и Zсв (f) (рис. 6). В случае удлиненной антенны с увеличением частоты IА уменьшается, а Zсв растет, в результате чего резонансный коэффициент усиления К0 слабо зависит от частоты (рис. 6, а). В случае укороченной антенны с увеличением частоты увеличиваются IАи Zсв, в результате чего резонансный коэффициент усиления К0 резко зависит от частоты (увеличивается приблизительно по квадратичному закону) (рис. 6, б). Величины вносимых из антенны в основной контур активной и реактив ной составляющих зависят от степени связи между контурами Kсв. 1.3.2. Входная цепь с внешне- и внутриемкостной связью Внешнеемкостная связь с антенной (рис. 7, а) предназначена для ослабле ния влияния параметров антенны на контур входной цепи. Эта связь делается слабой (Ссв« СА), чтобы емкость антенны не расстраивала контур входной це пи, а активное сопротивление антенны rA не расширяло бы его полосу пропус кания и не ухудшало избирательность. Резонансный коэффициент передачи входной цепи: , (1) где ; Са - емкость антенны; Ссв - емкость конденсатора связи; Сэ - эквивалентная емкость контура (емкость контура с учетом паразит ных емкостей). При настройке входной цепи конденсатором переменной емкости резо нансный коэффициент передачи пропорционален квадрату частоты, если доб ротность контура Qэ неизменна при его перестройке (рис. 7, б): , так как резонансная частота связана с Сэ формулой Томпсона . При настройке входной цепи индуктивностью резонансный коэффициент пере дачи постоянен, если добротность неизменна. Внутриемкостная связь с антенной (рис. 8, а) предназначена для ослаб ления влияния параметров антенны на контур входной цепи. Эта связь делается слабой, для чего емкость конденсатора связи выбирается много больше емкости антенны: Ссв» СА. При слабой связи с антенной ее параметры не влияют на контур входной цепи (не смещают его резонансную частоту и не расширяют его полосу пропускания). Резонансный коэффициент передачи . (2) Резонансный коэффициент передачи не зависит от величин LК и СК кон тура (СК « Ссв) и при перестройке контура в диапазоне частот К0изменяется лишь за счет непостоянства Qэ (рис.8, б). 1.4. Входная цепь с настроенной антенной В метровом и дециметровом диапазонах волн преимущественно исполь зуют настроенные антенны (размеры антенны соизмеримы с длиной волны). Сопротивление антенны в этом случае имеет чисто активный характер. Отсутствие реактивных параметров у антенны исключает необходимость делать связь с антенной слабой, как это имело место во входных цепях, работающих от ненастроенных антенн. Связь с антенной делают оптимальной, что обеспечивает максимальный коэффициент передачи входной цепи. Это вызвано тем, что в указанных диапа зонах уровень внешних шумов пренебрежимо мал и чувствительность прием ника определяется его внутренними шумами. При этом чем больше коэффици ент передачи входной цепи, тем больше отношение сигнал/шум на входе первого активного (шумящего) элемента. При оптимальной связи ухудшается эквивалентная добротность контура Qэ, но это является допустимым, так как требования к избирательности в этих диапазонах менее жестки и легко реали зуются вследствие использования более высоких промежуточных частот. Для получения максимального коэффициента передачи входной цепи не обходимо согласовать антенну с контуром входной цепи, для чего используют трансформаторную связь (рис. 9, а) или неполное включение контура по ин дуктивной или емкостной ветви (рис. 9, б, в) В работе исследуется входная цепь с двойным автотрансформаторным включением, эквивалентная схема которой показана на рис. 10, на котором: - коэффициенты включения; gа - проводимость антенны или подводящего фидера; gк- эквивалентная проводимость колебательного контура; gвх- активная составляющая входной проводимости следующего каскада. Резонансный коэффициент передачи входной цепи . Максимальный коэффициент передачи достигается при согласовании контура входной цепи с антенной или входной проводимостью следующего каскада. Однако обеспечить одновременно оптимальное согласование контура и со стороны антенны, и со стороны входа следующего каскада невозможно. Поэтому если gа >gвх, то обеспечивают оптимальное согласование с антенной, задаваясь значением п и рассчитывая оптимальное значение т по формуле: , (3) при этом . (4) Если жеgвх > gА, то обеспечивают оптимальное согласование со входом следующего каскада, задаваясь значением т и рассчитывая оптимальное зна чение п по формуле: , (5) при котором . (6)
Избирательность входной цепи определяется эквивалентной добротностью Qэ, которая зависит от коэффициентов включения т и п: , где Q0 - добротность ненаружного контура, a = m/moptпри n = constили a = n/noptпри m = const. 2. ЗАДАНИЯ НА ИССЛЕДОВАНИЕ 2.1. Входные цепи с ненастроенной антенной По таблице в соответствии с номером исследуемого макета (указан на сменном блоке) определите исследуемый диапазон рабочих частот и вид связи входной цепи с антенной. В зависимости от вида связи выбрать соответствующую программу исследования (исследуемая схема находится в левой верхней части макета). Таблица
Схема подключения приборов к макету показана на рис. 11. На гнездо макета “Вход” с выхода генератора стандартных сигналов (ГСС) Г4-18A (Г4-42) необходимо подать напряжение 10 мВ (для обеспечения нормальной работы частотомера необходимо установить лимбом плавной регулировки Uвых = 100 мкВ, а множитель поставить в положение «х100», что будет соответствовать Uвых ГСС = ЕА= 10000 мкВ = 10 мВ). По ГОСТ 5651-82 диапазон длинных волн (ДВ) от 148 до 285 кГц, средних волн (СВ) - от 525 до 1607 кГц. Внимание! Здесь и далее следует помнить и учитывать, что милливольтметр В3-39 подключается к макету через делитель 1:10, поэтому для получения истинных значений необходимо измеренные величины умножать на 10. Входная цепь с индуктивной связью с антенной 1. Исследовать влияние частоты настройки антенного контура на величи ну и неравномерность резонансного коэффициента передачи входной цепи К0в заданном диапазоне частот для режима “укорочения” (для двух частот настройки антенного контура fА1 и fА2). Для этого установите переключателем S2 режим "укорочения", а переключателем S1 частоту настройки антенного контура - fА1 (положение 1). 1.1. Установите конденсатор переменной емкости в положение Сmax. Изменяя частоту ГСС, настройте контур входной цепи в резонанс (частота настройки должна примерно соответствовать нижней границе исследуемого диапазона). Измерьте и занесите в таблицу Uвых max и соответствующую ему резонансную частоту. Измерьте полосу пропускания контура входной цепи (П0,7=fв-fн, где fв и fн - граничные частоты полосы пропускания, определяемые по уровню 0,7 от Uвых max , измеренного на резонансной частоте). Повторите данный опыт для Сmin и Сср (частота настройки для Сmin должна примерно соответствовать верхней границе исследуемого диапазона, а величина Сср является промежуточной между Сmax и Сmin). 1.2. Установите переключателем S1 (положение 2) частоту настройки антенного контура - fА2. Повторите п.1.1. По результатам пп. 1.1 и 1.2 постройте для режима "укорочения" графики зависимостей , рассчитайте и постройте зависимости . 2. Измерить избирательность входной цепи по зеркальному каналу и ка налу прямого прохождения в режиме "укорочения" (считать, что для зеркального канала промежуточная частота fпр1 = 110 кГц, а для канала прямого прохождения fпр2 = 465 кГц). Для этого рассчитайте частоты зеркальных каналов для минимальной и максимальной частот исследуемого диапазона (fзк1=f0 min + fпр1, fзк2 =f0 max + fпр1). Установите Uвых ГСС = ЕА0= 1000 мкВ = 1мВ, а конденсатор переменной емкости - в положение Сmax. Изменяя частоту ГСС, настройте контур входной цепи в резонанс. Измерьте и запишите Uвых. Не изменяя настройки входной цепи, перестройте ГСС на частоту fзк1 и, увеличивая Uвых ГСС, добейтесь прежнего значения Uвых. Запишите полученное значение Uвых ГСС =ЕAf. Установите конденсатор переменной емкости в положение Сmin и повторите опыт для fзк2. Перестройте контур входной цепи на частоту, ближайшую к промежуточной (для ДВ-диапазона это f0 max, для СВ-диапазона - f0 min), и повторите опыт для fпр2. Рассчитайте для всех дополнительных каналов приема избирательность S = ЕAf / ЕА0(при Uвых=const), где ЕА0 - напряжение ГСС на резонансной частоте контура, ЕAf - напряжение ГСС при расстройке, соответствующей дополнительному каналу приема. 3. Повторить измерения по п.1 для двух режимов “удлинения” (пе реключатели S1 и S2 поставить в соответствующие положения). Используя полученные результаты, постройте для режима "удлинения" графики зависимостей , рассчитайте и постройте зависимости . 4. Сделайте выводы по полученным результатам. ходная цепь с внешне- и внутриемкостной связью 1. Исследовать влияние параметров антенны на основные характеристики входной цепи. 1.1. Переключатель S1 поставьте в положение 1 (соответствует емкости связи Ссв1). Установите конденсатор переменной емкости в положение Сmax. Изменяя частоту ГСС, настройте контур входной цепи в резонанс (частота настройки должна примерно соответствовать нижней границе исследуемого диапазона). Измерьте и занесите в таблицу напряжение Uвых max и соответствующую ему резонансную частоту. Измерьте полосу пропускания контура входной цепи (П0,7=fв-fн, где fв и fн - граничные частоты полосы пропускания, определяемые по уровню 0,7 от Uвых max , измеренного на резонансной частоте). Повторите данные измерения для емкости связи Ссв2 (переключатель S1 в положении 2) иСсв3 (переключатель S1 в положении 3). 1.2. Повторить п. 1.1 для минимальной емкости конденсатора настройки Сmin и двух средних положений Сср1 и Сср2 (частота настройки для Сmin должна примерно соответствовать верхней границе исследуемого диапазона, а величины Сср являются промежуточными между Сmax и Сmin). 1.3. По результатам измерений п. 1.1 и 1.2: а) для емкостей связи Ссв1, Ссв2, Ссв3 рассчитайте коэффициенты диапазона , где fmax и fmin - максимальная и минимальная резонансные частоты, соответствующие минимальной Сmin и максимальной Сmax емкостям конденсатора настройки. Постройте полученные зависимости КД = j(Ссв). Значения емкостей конденсаторов связи приведены на рис. 7, а и 8, а для внешнеемкостной и внутриемкостной связей соответственно; б) постройте графики зависимостей для трех значений Ссв ; в) постройте графики зависимостей , (где f0 – резонансная частота настройки контура) и для максимальной и минимальной частот диапазона; г) рассчитайте добротности контура входной цепи для минимальной, средней и максимальной частот диапазона и трех значений емкости связи. Постройте полученные зависимости . 2. Измерить избирательность входной цепи по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения для емкости связи Ссв1 (считать, что для зеркального канала промежуточная частота fпр1 = 110 кГц, а для канала прямого прохождения fпр2 = 465 кГц). Для этого рассчитайте частоты зеркальных каналов для минимальной и максимальной частот исследуемого диапазона (fзк1=f0 min + fпр1, fзк2=f0 max + fпр1). Установите Uвых ГСС = ЕА0 = 1000 мкВ = 1 мВ, а конденсатор переменной емкости - в положение Сmax. Изменяя частоту ГСС, настройте контур входной цепи в резонанс. Измерьте и запишите Uвых. Не изменяя настройки входной цепи, перестройте ГСС на частоту fзк1 и, увеличивая Uвых ГСС, добейтесь прежнего значения Uвых. Запишите полученное значение Uвых ГСС =ЕAf. Установите конденсатор переменной емкости в положение Сmin и повторите опыт для fзк2. Перестройте контур входной цепи на частоту, ближайшую к промежуточной (для ДВ-диапазона это f0 max, для СВ-диапазона - f0 min), и повторите опыт для fпр2. Рассчитайте для всех дополнительных каналов приема избирательность S =ЕAf / ЕА0(при Uвых = const), где ЕА0 - напряжение ГСС на резонансной частоте контура, ЕAf - напряжение ГСС при расстройке, соответствующей дополнительному каналу приема. 3. Сделайте выводы по полученным результатам. 2.2. Входная цепь с настроенной антенной Исследуемая схема находится в правой верхней части макета. Коэффициенты включения m и n изменяются переключателем S1. Переключателем S2 может быть включен один из трех режимов: “k”, “m”, “n”. В режиме “k” измеряются параметры ненагруженного контура. От контура отключаются проводимости антенны и нагрузки (рис. 12, а). В режиме “m” к контуру подключаются rА=75 Ом, Rвх=340 Ом (gА > gвх). Коэффициент включения n=1, а коэффициент m изменяется от 0,1 до 1 с помощью переключателя S1 (рис. 12, б). В режиме “n” к контуру подключаются rА=200 Ом, Rвх=80 Ом (gА < gвх). Коэффициент включения m=1, а коэффициент n изменяется от 0,1 до 1 с помощью переключателя S1 (рис. 12, в). Ориентировочное значение частоты настройки контура входной цепи 1,25 МГц. Задание на исследование 1. Определить параметры ненагруженного контура входной цепи. Для этого переключатель S2 поставьте в положение “k”, переключатель S1 – в положение “0,7”. На клеммы "Вход" подайте сигнал от ГСС с амплитудой 100 мВ, к выходу подключите милливольтметр В3-39. Настроив контур в резонанс, измерьте его частоту настройки f0и полосу пропускания П0,7. Рассчитайте добротность контура и его проводимость . Емкость контура принять равной СК= 200 пФ . 2. Исследовать зависимость резонансного коэффициента передачи входной цепи от коэффициента включения m . Переключатель S2 поставьте в положение “m”. Снимите зависимость и постройте ее график. Полагая n = 1, рассчитайте mopt и K0 max по формулам (3) и (4). Результаты расчета сравните с экспериментом. 3. Исследовать зависимость резонансного коэффициента передачи входной цепи от коэффициента включения n. Переключатель S2 поставьте в положение “n”. Снимите зависимость и постройте ее график. Полагая m=1, рассчитайте nopt и K0 max по формулам (5) и (6). Результаты расчета сравните с экспериментом.
При снятии зависимости необходимо помнить, что вносимая в контур емкость делительной головки милливольтметра при изменении коэффициента n тоже меняется. Это приводит к расстройке контура, поэтому его следует настраивать в резонанс после каждого переключения S1. 3. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ 1. Назначение входных цепей. Классификация. Требования, предъявляемые к входным цепям. 2. Схемы входных цепей, работающих с ненастроенными антеннами. 3. Зависимость резонансного коэффициента передачи от частоты для различных схем входных цепей, работающих с ненастроенными антеннами. 4. Из каких соображений выбирается связь контура входной цепи с антенной? 5. Способы настройки контура входной цепи: с помощью конденсатора переменной емкости, переменной индуктивности или варикапа. Преимущества и недостатки каждого способа. 6. Что такое зеркальный канал? В каком диапазоне волн (ДВ, СВ, КВ) сложнее обеспечить в супергетеродинном приемнике высокую избирательность по зеркальному каналу (при одинаковой добротности контуров)? 7. В каком диапазоне волн (ДВ, СВ, КВ) сложнее обеспечить избирательность супергетеродинного приемника по каналу прямого прохождения ( при fпр1 = 465 кГц, fпр2 = 110 кГц)? 8. Способы увеличения избирательности супергетеродинного приемника по побочным каналам приема (зеркальному и прямого прохождения). 9. Особенности входных цепей, работающих от настроенных антенн. 10. Как резонансный коэффициент передачи входной цепи, работающей с настроенной антенной, зависит от коэффициента включения антенны в контур входной цепи? 11. Как от коэффициента включения зависит полоса пропускания входной цепи? 12. Из каких соображений выбираются эквивалентная добротность и полоса пропускания контура входной цепи? 13. Как выполняются контуры входных цепей УКВ и СВЧ диапазонов? 14. Что такое линейные искажения? Чем объясняется их появление во входной цепи? 15. Как изменяется резонансный коэффициент передачи при перестройке входной цепи с индуктивной связью в случае удлиненной антенны? Перестройка контура осуществляется конденсатором переменной емкости. Входные цепи радиоприемников 5.1. Назначение и характеристики входных цепей Как следует из § 1.4, ВЦ называются цепи приемника, связы вающие антенну с первым усилительным или преобразовательным прибором, который в дальнейшем будем называть АЭ. Основным назначением ВЦ являются передача полезного сигнала от антенны ко входу первого АЭ приемника и предварительная фильтрация помех на частотах побочных каналов приема, а также интенсив ных по уровню помех. Обычно ВЦ представляет собой пассивный четырехполюсник, содержащий один или несколько резонаторов, в частности колеба тельных контуров, настроенных на частоту принимаемого сигнала. Наибольшее распространение получили одноконтурные ВЦ, осо бенно в приемниках с переменной настройкой. Двух- и многокон турные ВЦ применяются лишь при высоких требованиях к изби рательности.  На рис. 5.1—5.3 приведены некоторые часто встречающиеся схемы одноконтурных ВЦ. Схемы отличаются способами связи входного контура с антенной. На рис. 5.1 приведена схема с транс форматорной связью между контуром LкCки антенной. В схеме рис. 5.2 использована емкостная связь входного контура с антен ной, а в схеме рис. 5.3 входной контур связан с антенным фидером через автотрансформатор. Подключение входного контура к АЭ может быть полным или частичным в зависимости от входного сопротивления последнего. Имеющий малое входное сопротивление БТ обычно подключается частично, у ПТ возможно полное включение.   На рис. 5.4 приведена одна из наиболее распространенных схем двухконтурной ВЦ. Здесь связь первого контура с антенной — трансформаторная. Связь между контурами — внутриемкостная через конденсатор Cсв1и внешнеемкостная через Cсв2. Двухконтурная ВЦ позволяет получить более близкую к прямоугольной АЧХ, т. е. повысить избирательность. Основными электрическими характеристиками ВЦ являются:
Входная цепь вместе с УРЧ обеспечивает заданную избиратель ность приемника по зеркальному каналу и по каналу промежуточ ной частоты, а также общую предварительную фильтрацию помех.
|