Входная цепь приемника на диапазонах ДВ, СВ и KB, как правило, состоит из одного-двух резонансных контуров, настраиваемых на частоту принимаемого сигнала и элементов связи антенны с этими контурами.
Входная цепь приемника при индуктивной связи с антенной должна настраиваться на диапазон частот от 3 до 1 5 Мгц. Установите коэффициент связи возможно более приближенным к допустимому или равным ему, если это возможно.
Входная цепь приемника имеет контур, идентичный с контуром УВЧ, поэтому можно считать, что такая же характеристика будет у входной цепи.
Входная цепь приемника состоит из одного-двух резонансных контуров, настраиваемых на частоту принимаемого сигнала и элементов связи антенны с этими контурами. Связь входного контура с антенной осуществляется с помощью катушки или конденсатора. В первом случае связь называется индуктивной, во втором - емкостной.
Входная цепь приемника обычно содержит два-три резонансных контура, настраиваемых на частоту принимаемого сигнала. Эти контуры должны обеспечить защиту от помех со стороны зеркальных станций и мощных сигналов, создаваемых передатчиками, входящими в состав при-емно-передающей станции. Усилители высокой частоты обычно не применяются, и за входной цепью следует непосредственно смеситель.
Входная цепь приемника выполнена по схеме индуктивной связи входного контура с антенной Антенные катушки Lt, Lk, Lt, Ц и Lt2 имеют собственную резонансную частоту ниже нижней частоты принимаемого диапазона, что позволяет получить равномерный коэффициент передачи по диапазону.
Входная цепь приемника выполнена по схеме индуктивной связи входного контура с антенной. Антенные катушки L, Lt, L, La и Lit имеют собственную резонансную частоту ниже нижней частоты принимаемого диапазона, что позволяет получить равномерный коэффициент передачи по диапазону. Ан ченные катушки и катушки входных контуров неработающих диапазонов замыкаются накоротко.
Входная цепь приемника выполнена по схеме индуктивной связи входного контура с антенной. Антенные катушки L, L4, Lt, Ls и L12 имеют собственную резонансную частоту ниже нижней частоты принимаемого диапазона, что позволяет получить равномерный коэффициент передачи по диапазону. Антенные катушки и катушки входных контуров неработающих диапазонов замыкаются накоротко.
Входная цепь приемника может служить примером практического применения последовательного контура.
Входная цепь приемника на диапазонах ДВ, СВ и KB, как правило, состоит из одного-двух резонансных контуров, настраиваемых на частоту принимаемого сигнала, и элементов связи антенны с этими контурами.
Принципиальная схема двухдиапазэнного радиовещательного приемника прямого усиления с регенеративным каскадом. Входная цепь приемника собрана по схеме индуктивно-емкостной связи с антенной.
Входная цепь приемников СВЧ, являясь первым элементом, в основном определяет его шумовые свойства, поэтому одно из основных требований, предъявляемых к ней, - обеспечение максимального превышения уровня полезного сигнала над уровнем шумов, Напряжение шума, развиваемое во входном контуре, определяется его резонансным сопротивлением. При связи, близкой к оптимальной, при которой обеспечивается режим согласования антенной цепи со входным контуром, напряжение полезного сигнала становится максимальным, а напряжение шумов остается почти неизменным. Для достижения оптимальной связи вносимое в контур из антенны активное сопротивление должно быть равно собственному сопротивлению контура, нагруженного входным сопротивлением усилительного прибора.
Схемы входных цепей. Входными цепями приемника называются цепи, связывающие приемную антенну с первой усилительной ступенью. Назначение входных цепей заключается в том, чтобы передать напряжение сигнала с антенны на сетку первой лампы и ослабить напряжение помех.

Входными цепями приемника называются цепи, связывающие приемную антенну с первой усилительной ступенью. Назначение входных цепей заключается в том, чтобы передать напряжение сигнала с антенны на сетку первой лампы и ослабить напряжение помех. Существуют различные схемы входных цепей. Схема, изображенная на рис. 176, а, называется схемой емкостной связи с антенной. Приемную антенну обычно не настраивают на частоту принимаемого сигнала.
Входными цепями приемника называют цепи, связывающие приемную антенну с первой усилительной ступенью. Назначение входных цепей заключается в том, чтобы из множества сигналов различных частот, воздействующих на приемную антенну, выделить полезный сигнал и передать его на усилитель высокой частоты.
Особенностью входной цепи приемников является то что на ферритовоы стержне магнитной антенны размещена только катушка входного контура диапазона СВ, которая выполнена в виде двух отдельных катушек LI и Z.
Во входной цепи приемника выделяется полезный сигнал и предварительно ослабляются сигналы других станций. Усилитель высокой частоты УВЧ усиливает поступающие из входной цепи сигналы и осуществляет дальнейшее ослабление сигналов мешающих станций.
Задачей входных цепей приемников метровых и дециметровых волн как их первых элементов является не только усиление принятого из антенны сигнала, но и обеспечение наибольшего превышения уровня полезного сигнала над уровнем шумов. Это достигается последовательным согласованием антенны с фидером и фидера с входом приемника.
Спроектировав затем входную цепь приемника таким образом, чтобы его входное сопротивление также было чисто активным и близким к 150 Ом, можно обеспечить режим согласования во всем тракте передачи сигнала, наведенного в антенне, на вход автомобильного приемника.
Схема усилителя типа заземленный катод - заземленная сетка. Во входных цепях высокочувствительных приемников желательно применение триодов, отличающихся значительно меньшим, чем пентоды, уровнем шумов. Однако из-за большой емкости сетка - анод триоды могут работать в обычных цепях с заземленным катодом только при нейтрализации этой емкости. Если принять во внимание, что нейтрализация устойчива только при малых усилениях первого каскада, то возникает новое затруднение - выполнение второго каскада усилителя с низким уровнем шумов.
Во входных цепях приемника метрового диапазона используются колебательные контуры с трансформаторной или автотрансформаторной связью. Согласование в этих схемах достигается подбором степени связи, от которой зависит также величина напряжения полезного сигнала и отношения сигнал / шум.
Во входных цепях приемника метрового диапазона используются колебательные контуры с трансформаторной или автотрансформаторной связью. Согласование в этих схемах достигается подбором степени связи, от которой зависит величина напряжения полезного сигнала и отношение сигнал / шум.
Установив, что входная цепь приемника исправна, следует уменьшить выходное напряжение ГСС до 0 1 - 0 2 п и подключить ЛВ между сеточным гнездом лампы второго каскада и шасси.
Настройка гетеродина и входной цепи приемника без специальной измерительной аппаратуры является наиболее трудоемкой операцией и требует особого внимания.
Антенна связана со входной цепью приемника и вносит в нее активное и реактивное сопротивления.
Обычно флюктуации во входных цепях приемника состоят из отдельных импульсов, но эти импульсы возникают один за другим настолько часто, что нестационарные явления в приемнике от отдельных импульсов накладываются друг на друга. При большом количестве взаимно накладывающихся переходных процессов к их сумме можно применить центральную предельную теорему теории вероятностей. Эта теорема говорит о том, что закон распределения суммы независимых случайных величин, имеющих одинаковые функции распределения, стремится по мере увеличения числа слагаемых к нормальному независимо от того, каков закон распределения слагаемых. Именно таким случаем является сложение огромного числа тепловых флюктуации и вызванных ими нестационарных процессов.

В каких случаях - применяют индуктивно-емкостную связь антенны с входной цепью приемника.
См периодически подаются исследуемый сигнал iic, смешанный с шумом входных цепей приемника, и шум (сигнал) опорного генератора шума ОГ. В синхронном детекторе СД шум опорного генератора вычитается, чем достигается ослабление влияния собственных шумов приемника на результат измерения.

Как следует из § 1.4, ВЦ называются цепи приемника, связы­вающие 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 интенсив­ных по уровню помех.

Обычно ВЦ представляет собой пассивный четырехполюсник, содержащий один или несколько резонаторов, в частности колеба­тельных контуров, настроенных на частоту принимаемого сигнала. Наибольшее распространение получили одноконтурные ВЦ, осо­бенно в приемниках с переменной настройкой. Двух- и многокон­турные ВЦ применяются лишь при высоких требованиях к изби­рательности.

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 транс­форматорной связью между контуром L к C к и антенной. В схеме рис. 5.2 использована емкостная связь входного контура с антен­ной, 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 C св1 и внешнеемкостная через C св2 . Двухконтурная ВЦ позволяет получить более близкую к прямоугольной АЧХ, т. е. повысить избирательность.

Основными электрическими характеристиками ВЦ являются:

Коэффициент передачи напряжения, который определяется как отношение напряжения сигнала на входе первого АЭ прием­ника (U вх) к ЭДС в антенне E А, а в случае магнитной (ферритовой), антенны - к напряженности поля сигнала.

Полоса пропускания - ширина области частот с допустимой неравномерностью коэффициента передачи.

Избирательность, характеризующая уменьшение коэффи­циента передачи напряжения при заданной расстройке K (f ) по сравнению с резонансным значением K 0 и определяемая (1.2).

Входная цепь вместе с УРЧ обеспечивает заданную избиратель­ность приемника по зеркальному каналу и по каналу промежуточ­ной частоты, а также общую предварительную фильтрацию помех.

Перекрытие заданного диапазона частот. Входная цепь должна обеспечивать возможность настройки на любую частоту заданного диапазона приемника, и при этом показатели (коэффи­циент передачи, полоса пропускания, избирательность и т. п.) не должны заметно изменяться. Диапазон рабочих частот харак­теризуется (см. § 1.3) коэффициентом перекрытия диапазона k д. Постоянство параметров ВЦ при изменении параметров ан­тенны и АЭ. 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 на­ стройки ВЦ.

Входные цепи радиоприемников

Глава 3. Входные цепи

радиоприемников

Назначение входных цепей

Входными цепями (ВЦ) радиоприемника называют цепи, связывающие

антенно-фидерную систему с первым усилительным или преобразовательным

каскадом приемника.

Основными назначениями ВЦ являются:

передача принятого сигнала от антенны к входу этих каскадов;

предварительная фильтрация внешних помех.

Обычно ВЦ представляют собой пассивный четырехполюсник, содержащий колебательные контуры. Наибольшее распространение получили одноконтурные ВЦ. Многоконтурные входные цепи применяются только при высоких требованиях к избирательности входной цепи.

Типовые схемы входных цепей На рис. 4.1 – 4.4 приведены некоторые часто встречающиеся схемы одноконтурных входных цепей. Схемы отличаются способами связи входного контура с антенной. На рис. 4.1 приведены схемы с трансформаторной связью между контуром LKCK и антенной.

Рис. 4.1. Схемы с трансформаторной связью одноконтурной входной цепи с антенной: а – с биполярным транзистором; б – с полевым транзистором Входные цепи радиоприемников В схемах на рис. 4.2 использована емкостная связь входного контура с антенной, а в схемах на рис. 4.3 входной контур связан с антенным фидером через автотрансформатор.

Подключение входного контура к активному элементу может быть полным или частичным в зависимости от входного сопротивления последнего Имеющий малое входное сопротивление биполярный транзистор обычно подключается частично, у полевого возможно полное включение.

Рис. 4.2. Схемы с емкостной связью одноконтурной входной цепи с антенной Рис. 4.3. Схемы с трансформаторной связью одноконтурной входной цепи с фидером На рис. 4.4 приведена одна из наиболее распространенных схем двухконтурной ВЦ.

Здесь связь первого контура с антенной - трансформаторная.

Связь между контурами - внутриемкостная через конденсатор Ссв1 и внешнеемкостная через Рис. 4.4. Схема двухконтурной входной цепи Ссв2.

Входные цепи радиоприемников Двухконтурная ВЦ позволяет получить более близкую к прямоугольной амплитудно-частотную характеристику, следовательно, повысить избирательность.

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.

Эквиваленты приемных антенн Эквивалентную схему приемной антенны можно представить в виде генератора с ЭДС EA (или с током IА) и внутренним сопротивлением ZA.

Внутреннее сопротивление генератора ЭДС в общем случае содержит активную и реактивную составляющие, т.е. ZA = RA + jXA. Если антенна обеспечивает прием сигнала в диапазоне частот, то такая антенна содержит реактивную составляющую сопротивления и в теории радиоприема называется ненастроенной. При работе приемника на фиксированной частоте применяют настроенные антенны. Внутреннее сопротивление настроенной антенны чисто активно.

Внутреннее сопротивление ненастроенных антенн сложным образом зависит от частоты. Однако если размеры антенны невелики по сравнению с длиной волны, то для диапазонов длинных, средних и коротких волн (ДВ, СВ, КВ) можно подобрать относительно простые эквиваленты антенн. Так, для диапазонов ДВ и СВ эквивалентные сопротивления антенны можно в первом приближении представить в виде емкости CA, а величина EA может быть найдена из выражения где E – модуль напряженности электрической составляющей поля сигнала в месте приема; lA – действующая высота антенны.

Эквивалентная схема входной цепи Эквивалентная схема одноконтурной входной цепи представлена на рис. 4.5. Здесь антенно-фидерная цепь представлена генератором тока IА с проводимостями GA и BA, которые в общем случае включают в себя параметры элементов связи антенны с контуром. Вход первого активного элемента приемника вместе с цепями смещения представлен проводимостями Gвх и Bвх.

На схеме показано автотрансформаторное подключение контура к антенной цепи и к входу активного элемента с коэффициентами трансформации m и n.

Эквивалентную схему можно преобразовать к виду, показанному на рис. 4.6, если произвести пересчет входных и выходных параметров к колебательному контуру.

Рис. 4.6. Преобразованная эквивалентная схема входной цепи Здесь пересчитанные параметры GА= m2GА; BА = m2BА; Gвх= n2 G вх;

Bвх = n2 B вх.

Как видно из эквивалентных схем, общая емкость контура включает в себя пересчитанные к колебательному контуру емкости антенны и активного элемента, а общая активная проводимость контура включает в себя пересчитанные проводимости антенны и активного элемента. Следовательно, параметры антенны и входной проводимости активного элемента влияют на частоту настройки и добротность (избирательность) контура входной цепи.

Входные цепи при работе с ненастроенными антеннами Входная цепь с емкостной связью с антенной Схема ВЦ и эквивалента антенны в диапазонах длинных и средних волн изображена на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Эквивалент антенны и ВЦ с емкостной связью Входная цепь состоит из емкости связи Cсв и контура, настраиваемого на частоту принимаемого сигнала конденсатором переменной емкости C.

Величина емкости Cсв выбирается небольшой и составляет единицы пикофарад. Это делается потому, что приемники СВ, ДВ диапазонов работают, как правило, с нештатными антеннами, величина параметров которых может изменяться в больших пределах. Для того чтобы антенна слабо влияла на ВЦ, ее связь с контуром входной цепи выполняют слабой.

Модуль резонансного коэффициента передачи ВЦ где КЭ – эквивалентное затухание контура;

L – индуктивность контура.

Квадратичная зависимость K 0 от частоты настройки ВЦ объясняется тем, что каждая из величин, определяющая напряжение на выходе входной цепи (ток I А и эквивалентное сопротивление контура), пропорциональна величине f0.

Изменение резонансного коэффициента передачи входной цепи с емкостной связью с антенной по диапазону показано на рис. 4.8.

Рис 4.8. Изменение модуля резонансного коэффициента передачи входной цепи с емкостной связью с антенной при перестройке; ДРЧ ВхУ – диапазон рабочих частот входного устройства Избирательные свойства ВЦ при больших расстройках определяются контуром этой цепи (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Изменение полосы пропускания в диапазоне частот При перестройке контура в диапазоне частот от f0min до f0max, если затухание контура ВЦ неизменно в диапазоне рабочих частот, амплитудночастотная характеристика контура расширяется, что приводит к ухудшению избирательных свойств ВЦ.

Входная цепь с индуктивной связью с антенной Элементы CA и L1 образуют антенную цепь.

Рис. 4.10. Эквивалент антенны и ВЦ с индуктивной связью Магнитная связь M между контуром входной цепи и антенной цепью выбирается слабой, поэтому вносимыми сопротивлениями из одной цепи в другую в первом приближении можно пренебречь.

Модуль коэффициента передачи ВЦ Различают два вида ВЦ с индуктивной связью. Если fA f0 max, входная цепь называется входной цепью с укороченной антенной, если fA f0 min – входной цепью с удлиненной антенной. Здесь f0 min и f0 max – соответственно максимальная и минимальная рабочие частоты диапазона перестройки ВЦ.

Случай, когда fA находится посередине диапазона перестройки ВЦ, на практике обычно не встречается. Это объясняется существенной неравномерностью коэффициента передачи ВЦ в диапазоне рабочих частот, когда резонансная частота антенной цепи оказывается в его пределах.

Рассмотрим два предельных случая: fA f0 max. и fA f0 min.

В первом случае, при сильном укорочении антенны, величина K пропорциональна 0. Это объясняется тем, что ток I А при сильном укорочении пропорционален величине 0 и вносимая в контур ВЦ ЭДС EВН оказывается пропорциональна квадрату частоты.

Во втором случае, т. е. при сильном удлинении антенны, ток в антенной цепи обратно пропорционален частоте входного сигнала. Поэтому вносимая в контур ВЦ ЭДС оказывается независимой от частоты сигнала. Следовательно, напряжение на выходе ВЦ и коэффициент передачи постоянны в диапазоне частот перестройки ВЦ при условии постоянства затухания контура, что в большинстве случаев является достоинством.

Рис 4.11. Изменение модуля резонансного коэффициента передачи входной цепи с индуктивной связью с антенной при перестройке; слева – при укороченной антенне, справа – при удлиненной Недостатком ВЦ с индуктивной связью при сильном удлинении антенны является малая величина резонансного коэффициента передачи. По этой причине такая связь редко используется на практике.

Избирательные свойства входной цепи с индуктивной связью с антенной определяются избирательными свойствами нагруженного контура этой цепи.

При больших расстройках следует также учитывать влияние антенного контура.

Входная цепь с индуктивно-емкостной связью с антенной Схема входной цепи и эквивалента антенны изображена на рис.. В рассматриваемой ВЦ используется два вида связи с антенной:

емкостная и индуктивная. Схема линейна, поэтому коэффициенты передачи суммируются. При индуктивной связи используется «удлиненная» антенна с малым «удлинением». За счет емкостной связи коэффициент передачи входной цепи увеличивается с ростом частоты настройки, за счет индуктивной уменьшается.

Рис. 4.12. Входная цепь и эквивалент антенны при индуктивно-емкостной связи Совместная электрическая и магнитная связь приводит к тому, что модуль резонансного коэффициента передачи слабо зависит от частоты настройки входной цепи, а по величине оказывается значительно большим, чем в случае индуктивной связи при сильном «укорочении» антенны. Такого вида ВЦ находят широкое практическое применение.

Настройка входной цепи Для получения заданного коэффициента перекрытия на всех поддиапазонах в контурах используют добавочные конденсаторы C1 и С2 (рис.

4.13), которые уменьшают влияние емкости Ск на частоту настройки контура и, следовательно, уменьшают коэффициент перекрытия.

Рис. 4.13. Получение заданного коэффициента перекрытия диапазона В связи с микроминиатюризацией аппаратуры для настройки контуров вместо громоздких механических блоков конденсаторов переменной емкости (КПЕ) в настоящее время обычно применяют варикапы. Главное преимущество варикапов - малые размеры, механическая надежность, простота автоматического и дистанционного управлений настройкой.

Схемы включения варикапов в колебательный контур приведены на рис.

4.14. Регулирующее напряжение на диоды подается потенциометром от стабилизированного источника. Резистор нужен для уменьшения шунтирующего действия на резонансный контур цепи управления настройкой.

Недостатком варикапов в сравнении с КПЕ является нелинейность при больших уровнях сигналов и помех. Ослабить нелинейные эффекты можно известным приемом - применением балансных (двухтактных) схем. В данном случае такой схемой является встречно-последовательное включение двух варикапов (рисунок справа).

Для настройки контуров с помощью варикапов целесообразно применять не механические регуляторы напряжения со скользящими контактами, а электронные источники регулирующего напряжения – синтезаторы напряжения. Они содержат генератор импульсов и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), являющийся источником ступенчатого настроечного напряжения колебательного контура. Управляющее устройство для настройки может содержать микропроцессор (МП), запоминающее и программное устройства, а также органы ручного управления.

Переключение поддиапазонов может осуществляться как переключателями со скользящими контактами, так и электронными ключами, в качестве которых служат коммутационные диоды. Переключатели со скользящими контактами имеют низкую надежность и затрудняют автоматическое и дистанционное управление переключением. Электронные ключи на коммутационных диодах просты и надежны, позволяют осуществлять автоматическое и дистанционное управление полностью на электронных узлах. Их недостаток – нелинейность диодных ключей при сильных помехах, которая приводит к ухудшению многосигнальной избирательности.

Переключение поддиапазонов – более сложная задача, чем электронная настройка. Поэтому разработчики радиоаппаратуры стараются не применять переключение поддиапазонов во входных цепях. Такая возможность появляется при инфрадинном построении приемника, когда первая промежуточная частота выбрана выше максимальной частоты диапазона приемника и зеркальный канал расположен далеко за пределами диапазона принимаемых частот. В качестве входной цепи в таких приемниках обычно применяют неперестраиваемые фильтры низких частот.

Входные цепи при настроенной антенне Настроенные антенны применяются, как правило, при приеме на метровых и более коротких волнах, а также при профессиональном приеме на декаметровых волнах, например на магистральных линиях связи. В этих случаях обычно предъявляются высокие требования к чувствительности приемника, которая ограничена его собственными шумами, поэтому важно обеспечить наилучшую передачу сигнала от антенны к входу УРЧ.

Коэффициент передачи имеет максимальное значение при согласовании антенны с фидером, а фидера с входом приемника. При этом в фидере имеет место режим бегущей волны, что необходимо также для устранения искажений сигнала, вызванных отражениями при большой длине фидера.

Согласование фидера с входом приемника и получение заданного результирующего затухания достигаются выбором коэффициентов трансформации. Резонансный коэффициент передачи при согласовании определяется выражением Здесь параметр D определяет допустимое увеличение затухания контура входной цепи за счет его нагрузки активной проводимостью антенны и входной проводимостью активного элемента: D = d экв /d к. При высокой добротности контура входной цепи допустимый коэффициент расширения полосы пропускания D становится большим. В этом случае предельный коэффициент передачи входной цепи определяется только сопротивлением антенны и входной проводимостью активного элемента.

Настроенные антенны обычно имеют достаточно широкую полосу пропускания, поэтому можно не учитывать изменения их сопротивления при расстройках. Тогда резонансная кривая входной цепи будет зависеть в основном от характеристики эквивалентного контура.

Кроме режима согласования применяется режим оптимального рассогласования, обеспечивающий минимальный коэффициент шума приемника и, следовательно, его наивысшую чувствительность. Обычно расчет входной цепи ведут в режиме согласования, а оптимального рассогласования добиваются при настройке приемника путем небольшого увеличения связи контура с антенной.

Входные цепи приемников СВЧ Как и на умеренно высоких частотах, входные цепи СВЧ диапазона имеют характер резонансных систем или фильтров, однако специфика микроволнового диапазона делает их схемную, а главное конструктивную реализацию совершенно другой, поскольку на частотах выше 300...500 МГц они выполняются на элементах с распределенными параметрами.

По способу реализации резонаторы СВЧ делят на плоскостные и объемные. Плоскостные резонаторы выполняются на основе линий передачи различных типов: несимметричной и симметричной микрополосковой (МПЛ), щелевой, копланарной и др. В дециметровом диапазоне применяют отрезки коаксиальных линий Конструктивно резонатор может быть короткозамкнутым или разомкнутым на конце. При электрической длине меньше четверти длины волны короткозамкнутый отрезок эквивалентен индуктивности, а разомкнутый – емкости. Линии, длина которых кратна четверти длины волны, становятся резонансными и эквивалентными соответственно параллельному или последовательному контуру. Короткозамкнутые резонаторы на микрополосковых линиях имеют малые размеры, малые потери на излучение и сравнительно высокую добротность (Q = 200...300), но из-за наличия короткозамыкателя сложнее технологически. Простые в изготовлении разомкнутые на конце резонаторы вследствие потерь на излучение имеют более низкую добротность (Q « 100).

В СВЧ тракт резонаторы включаются по схеме двух- или четырехполюсника. На их основе могут образовываться составные резонаторы. Кроме прямоугольных, применяют плоские резонаторы также круглой, эллиптической и кольцевой формы. Перестройка частоты плоских резонаторов может быть механической – изменением размеров, а также электрической обычно с помощью включенного в резонатор варикапа.

Применяемые в РПрУ СВЧ более высокодобротные объемные резонаторы делятся на твердотельные и полые. Твердотельные резонаторы представляют собой небольшие объемы диэлектрика или феррита, в которых имеет место объемный резонанс электромагнитного поля. Диэлектрические резонаторы представляют собой диски, цилиндры, бруски, кольца и т.п., форма, размеры и диэлектрическая проницаемость которых выбраны так, чтобы в них на заданной частоте выполнялись условия электромагнитного резонанса вследствие явления полного внутреннего отражения электромагнитной волны.

Такие резонаторы весьма компактны. Собственная добротность диэлектрических резонаторов на сантиметровых волнах достигает нескольких тысяч и может быть еще увеличена путем охлаждения.

В СВЧ тракт диэлектрические резонаторы включаются двумя способами.

При первом способе резонатор включается между двумя несвязанными линиями передачи, например, расположенными ортогонально или разделенными участком волновода. На резонансной частоте диэлектрический резонатор возбуждается, и линии оказываются связанными его полем. При втором способе диэлектрический резонатор находится вне основного тракта и связан с ним электромагнитными полями. На резонансной частоте диэлектрический резонатор возбуждается, его переизлученное поле компенсирует поле падающей волны и в тракте возникает стоячая волна.

Вдали от резонанса диэлектрический резонатор не возбужден, и вся мощность в тракте поступает в нагрузку. Подстройка частоты диэлектрического резонатора достигается внесением в его электрическое поле металлических или диэлектрических тел.

Наиболее типичный ферритовый резонатор представляет собой тщательно отшлифованную сферу диаметром 0,3...1 мм из монокристалла железоиттриевого граната (ЖИГ), помешенную в центре двух ортогонально расположенных петель связи, плоскость которых совпадает с направлением постоянного подмагничивающего поля. Каждая из петель соединена одним концом с подводящей (отводящей) линией, а другой ее конец заземлен по СВЧ с помощью четвертьволнового отрезка. При определенном сочетании внешних магнитного и СВЧ полей в такой сфере из-за физических свойств феррита возникает ферромагнитный резонанс, и если из-за ортогональности расположения петель связи связь между входом и выходом ферритового резонатора отсутствует, то при резонансе через сферу ЖИГ энергия СВЧ передается от входа к выходу.

Одним из главных достоинств ферритовых резонаторов является возможность получения больших значений добротности (Q = 104) вплоть до миллиметровых волн, причем это единственный тип резонаторов СВЧ, резонансная частота которых не зависит от размеров, а определяется только напряженностью постоянного подмагничивающего поля. Другое важное достоинство ФР - возможность весьма широкодиапазонной перестройки резонансной частоты изменением напряженности магнитного поля.

Недостатком ФР является сильная зависимость резонансной частоты от температуры.

Полые объемные резонаторы в радиоприемной технике в настоящее время используются крайне редко из-за плохих массогабаритных показателей и низкой конструктивной и технологической совместимости с другими узлами и блоками РПрУ, выполненными по интегральной технологии. К их достоинствам относится возможность реализации очень высоких добротностей, а также надежная экранировка от воздействия внешних электромагнитных полей. Регулярные объемные резонаторы представляют собой отрезки волноводных или коаксиальных линий передачи, замкнутых на концах. Существуют также радиальные, спиральные резонаторы, кольцевые резонаторы бегущей волны и др. Соединения отрезков линий передачи, в том числе различных типов и в сочетании с элементами с сосредоточенными параметрами, образуют резонаторы сложной формы.

Наиболее распространенными узлами ВЦ приемников СВЧ являются разнообразные фильтры, различающиеся по виду электрических характеристик (полосовые, режекторные, верхних частот).

Наиболее широко в РПрУ СВЧ применяются полосовые и режекторные фильтры на микрополосковых линиях. Простейшие полосовые фильтры на микрополосковых линиях представляют собой последовательно связанные через торцевые емкости полуволновые разомкнутые резонаторы (рис. 4.15).

Ширина полосы пропускания этих ПФ определяется шириной зазоров между резонаторами: чем меньше зазор, тем сильнее связь и шире полоса П.

Рис. 4. 15. Конструкции входных цепей на микрополосковых линиях На рис. 4.16 и 4.17 приведены варианты подключения резонаторов на коаксиальных линиях и объемных резонаторов.

Для устранения влияния изменений комплексного выходного сопротивления антенно-фидерного тракта на характеристики первого каскада радиоприемного устройства между выходом тракта и входом каскада включают невзаимные ферритовые устройства – вентили или циркуляторы.

Рис.4.16. Входные устройства приемников дециметрового диапазона на коаксиальных резонаторах со связью с антенной при помощи петли (а), зонда (б), непосредственного контакта (в) Рис. 4.17. Входные устройства приемников сантиметрового диапазона на объемных резонаторах со связью с антенной при помощи: диафрагмы (а), петли (б), зонда (в) При работе приемника и передатчика с общей антенной используются антенные переключатели, выключатели на p-i-n диодах или газовых разрядниках и ограничители. В ряде случаев применяются управляемые аттенюаторы.

Основные выводы Входная цепь должна наиболее полно передавать энергию сигнала из антенны в первый каскад приемника и осуществлять предварительную фильтрацию сигнала от помех.

Входная цепь содержит фильтр и цепи связи фильтра с антенной и усилительным элементом последующего каскада.

Коэффициент передачи по напряжению входной цепи можно определить как произведение коэффициентов передачи цепи связи фильтра с антенной, эквивалентного фильтра и цепи связи фильтра с усилительным элементом последующего каскада.

АЧХ, ФЧХ и селективность входной цепи определяются в основном АЧХ, ФЧХ и селективностью резонансного контура и зависят от его эквивалентного затухания.

Эквивалентное затухание контура входной цепи определяется его конструктивным затуханием и вносимыми затуханиями со стороны антенной цепи и со стороны последующего каскада.

Максимальный коэффициент передачи входной цепи обеспечивается при оптимальной связи антенной цепи и входа последующего каскада с контуром, при которой вносимое в контур затухание из антенной цепи равно вносимому затуханию от последующего каскада. Для получения К0max контур должен иметь малые потери.

Изменение резонансного коэффициента передачи входной цепи по диапазону в основном определяется изменением коэффициента передачи цепи связи ее фильтра с антенной.

При емкостной связи с антенной и при емкостной перестройке контура входной цепи коэффициент передачи резко изменяется по диапазону, поэтому этот вид связи применяют в недорогих приемниках, при малом коэффициенте перекрытия диапазона и т. д.

Сравнительно небольшое изменение К0 в рабочем диапазоне частот можно получить при трансформаторной связи с «удлиненной» антенной.

Во входной цепи можно осуществить согласование по мощности сигнала, соответствующее максимальному коэффициенту передачи, и согласование по шумам, при котором коэффициент шума приемника минимален.

Если шумы УРЧ велики по сравнению с шумами входной цепи, то минимум коэффициента шума входной цепи совместно с УРЧ получается практически при оптимальной связи.

Улучшение коэффициента шума по сравнению с его значением при оптимальной связи пропорционально доле шумов усилительного элемента в общих шумах схемы. Если шумы УРЧ малы, то минимум коэффициента шума получается при связи, более сильной, чем необходимо для согласования по мощности сигнала.

На частотах низке 100 МГц контур входной цепи выполняется на сосредоточенных LC-элементах. В диапазонах длин волн короче 1 м качестве колебательного контура входной цепи используют цепи с распределенными параметрами. В диапазоне дециметровых длин волн наиболее широко используются отрезки коаксиальных или полосковых линий.

Применение полосковых линий позволяет выполнить узлы и резонансные цепи приемника в едином технологическом цикле по интегральной технологии. В диапазоне сантиметровых и более коротких длин волн наряду с полосковыми линиями в качестве избирательных систем входных цепей применяют объемные резонаторы.

Контрольные вопросы 1. Укажите назначение и перечислите основные характеристики ВЦ.

2. Почему настройка контура ВЦ с помощью переменной емкости предпочтительнее настройки переменной индуктивностью?

3. Нарисуйте схемы ВЦ с разными видами связи контура с антенной и объясните назначение элементов.

4. Составьте эквивалентные схемы ВЦ с различными видами связи контура с антенной.

5. Какими параметрами определяется коэффициент передачи ВЦ?

Условия получения максимального коэффициента передачи ВЦ?

6. Условия согласования антенны со входом приемника?

7. Из каких соображений выбирается связь входного контура с настроенной антенной? Схемы связи?

8. Из каких соображений выбирается связь входного контура с ненастроенной антенной? Почему? Схемы связи?

9. От чего зависит избирательность ВЦ?

10. От чего зависит ширина полосы пропускания ВЦ?

11. Как выбирается связь входного контура с активным элементом?

12. Перечислите основные типы объемных резонаторов и фильтров СВЧ.

используемых в качестве ВЦ РПрУ. Опишите их достоинства и недостатки.

13. Какими соображениями руководствуются при выборе типа АЧХ (максимально плоская, равноволновая, эллиптическая) входных фильтров СВЧ РПрУ?

Задачи для самоконтроля 1. Преселектор приемника перестраивается переменным конденсатором с емкостью 16 пФ … 318 пФ.

Индуктивность контура 0,273 мГн, емкость монтажа 20 пФ.

Рассчитайте крайние частоты диапазона перестройки приемника.

2. В одноконтурном селективном усилителе емкость контура увеличена, а индуктивность контура уменьшена в одинаковое количество раз.

Как изменятся (уменьшатся, или увеличатся) резонансное усиление и полоса пропускания, если добротность контура и параметры схемы не изменились?

3. Почему в диапазонных РПрУ один из конденсаторов контура делают подстроечным? Почему необходимо предусматривать некоторое изменение индуктивности контурной катушки?

4. Рассчитайте эквивалентную добротность контура входной цепи для вещательного РПрУ, исходя из требуемой полосы пропускания, которая в диапазоне СВ должна быть не менее 9 кГц, а частотная избирательность на крайних частотах полосы пропускания (540 – кГц) не превышает 3 дБ.

Список литературы 1. Колосовский Е. А. Устройства приема и обработки сигналов. Учебное пособие для вузов. – М: Горячая линия-Телеком, 2007. - 456 с.: ил.

2. Радиоприемные устройства: Учебник для вузов / Н. Н. Фомин, Н. Н.

Буга, О. В. Головин и др.; Под редакцией Н. Н. Фомина. - 3-е издание, стереотип. - М. : Горячая линия - Телеком, 2007. - 520 с.: ил.

3. 1. Микроэлектронные устройства СВЧ / Г.И. Веселое, Е.Н. Егоров, Ю.Н.

Алехин и др.; Под ред. Г.И. Веселова. - М: Высшая школа, 1988. - 4. 2. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи / Л.С. Гассанов, А.А.

Липатов, В.В. Марков, II.А. Могильченко. - М.: Радио и связь, 1988. - 5. 3. Микроэлектронные устройства СВЧ / Н.Т. Бова, Ю.Г. Ефремов, В.В.

Конин и др. К.Техника, 1984. 184с.

6. 4. Плакснеико В.С. Устройства приема и обработки сигналов. Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ 1999. 108 с.

Похожие работы:

«УДК 004.75 ЭФФЕКТИВНЫЙ ЗАПУСК ГИБРИДНЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЗАДАЧ В ГРИДЕ1 А.П. Крюков, М.М. Степанова, Н.В. Приходько, Л.В. Шамардин, А.П. Демичев В работе рассматривается способ эффективного запуска в гриде гибридных задач, совместно использующих технологии MPI и OpenMP. Для гибкого управления параметрами запуска параллельных задач на суперкомпьютерных (СК) ресурсах была расширена спецификация языка описания задач. Поддержка новых атрибутов реализована для всех ключевых компонентов инфраструктуры....»

«Еженедельный бюллетень информационного мониторинга ситуации по гриппу за период 05.09.2010-11.09.2010 Выпуск № 24 Содержание Стр. Раздел I. Информация о ситуации по вирусам гриппа человека 2 1. Информация сайта штаб-квартиры ВОЗ 2 2. Информация сайта ЕРБ ВОЗ 2 3. Информация сайта регионального бюро ВОЗ для стран Юго-Восточной Азии 2 4. Информация сайта Европейского центра по контролю и профилактике заболеваний (ECDC) 3 5. Информация сайта CDC 6. Информация сайта Минздравсоцразвития РФ 7....»

«ОГЛАВЛЕНИЕ БЛАГОДАРНОСТИ СТРУКТУРА КНИГИ ОТ АВТОРА 1. УПРАВЛЕНЧЕСКИЙ УЧЕТ. НАЗНАЧЕНИЕ. ОТЛИЧИЯ ОТ ДРУГИХ ВИДОВ УЧЕТА 1.1. Назначение учета. Пользователи учетной информации 1.1.1. Назначение учета 1.1.2. Пользователи учетной информации 1.2. Бухгалтерский и управленческий учет. Основные акценты 1.3. Налоговый учет 1.4. Характеристики информации управленческого учета Терминология Задачи 2. ЗАТРАТЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ В УПРАВЛЕНЧЕСКОМ УЧЕТЕ 2.1. Понятия затраты и расходы. Момент признания затрат и...»

«Учебные материалы CLEAR Бюджетирование ориентированное на результаты Пособие Отредактированный проект руководства по состоянию на июль 2011 гг. Переведено с английского оригинала с разрешения Секретариата CLEAR. CLEAR (Центры обучения в области оценки и результатов) это глобальная инициатива, направленная на укрепление потенциала развивающихся стран в области мониторинга и оценки (M&E) и управления ориентированного на результаты (PM), чтобы сделать упор на принятии решений на основе результатов...»

«Центральная комиссия Республики Беларусь ПРОЕКТ по выборам и проведению республиканских референдумов Центральная комиссия Республики Беларусь по выборам и проведению республиканских референдумов УТВЕРЖДЕНО Постановление Центральной комиссии Республики Беларусь по выборам и проведению республиканских референдумов 00.00.2012 № ПРАКТИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ОКРУЖНЫХ ИЗБИРАТЕЛЬНЫХ КОМИССИЙ ПО ПОДГОТОВКЕ И ПРОВЕДЕНИЮ ВЫБОРОВ ДЕПУТАТОВ ПАЛАТЫ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ НАЦИОНАЛЬНОГО СОБРАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ...»

«Республика Молдова ПРАВИТЕЛЬСТВО ПОСТАНОВЛЕНИЕ Nr. 1047 от 08.11.1999 о преобразовании автоматизированной информационно-поисковой системы Автомобиль в Государственный регистр транспорта и введении тестирования автомобилей и прицепов к ним Опубликован: 12.11.1999 в Monitorul Oficial Nr. 126-127 статья № : 1113 ИЗМЕНЕНО ПП14 от 18.01.08, МО13/19.01.08 ст.75 ПП1269 от 21.11.07, МО184-187/30.11.07 ст.1320 ПП407 от 18.04.06, МО70-72/05.05.06 ст.462 ПП30 от 10.01.06, MO13-15/24.01.06 ст....»

«Annotation Эта книга откроет вам секреты изготовления различных изделий из кожи, которые вы с легкостью и без лишних затрат сможете сделать своими руками. Вы познакомитесь с различными видами кожи и способами ухода за ней. Благодаря простым и доступным рекомендациям автора, иллюстрированным рисункам, чертежам и наглядным схемам вы быстро освоите основные приемы работы с кожей. Станете настоящим профессионалом в изготовлении декоративных изделий, модных украшений и оригинальных деталей одежды....»

«6 ПРАВИТЕЛЬСТВО СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ ПРИКАЗ 19"0[) N!! г. Екатеринбург о внесении изменений в лесохозяйственный регламент Верх-Исетского лесничества, утвержденный приказом Министерства природных ресурсов Свердловекой области от 31.12.2008.М! 1768 В соответствии с подпунктом 1 пункта 1 статьи 83, пунктом 2 статьи 87 Лесного кодекса Российской Федерации, пунктом 9 приказа Федерального агентства лесного хозяйства Российской Федерации от 04.04.2012...»

«ЭНТОМОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОЗРЕНИЕ, ХС, 3, 2011 ПОТЕРИ НАУКИ УДК 92 С. А. Белокобыльекий, д. Р. Каспарян, А. С. Лелей, © А. П. Расницын и В. А. Рихтер ПАМЯТИ В. И. ТОБИАСА (1929-2011) А. ВЕIЛКОВУLSКIJ, D. R. KASPARYAN, А. S. LELEJ, июля г., не дожив всего дня до своего 82-летия, ушел из жизни 2 2011 главный научный сотрудник Зоологического института РАН, доктор биоло­ гических наук, профессор, академик РАЕН, президент Русского...»

«Дом, который построим мы Урок толерантности для детей 9 – 11 лет Цель мероприятия: воспитание толерантности (терпимости) через общечеловеческие ценности. Мы живём в общем доме, все мы разные, но планета у нас одна. И как раз потому, что нас так много, и что мы живём все рядом – необходимо жить в мире и согласии, в дружбе и уважении, протягивать друг другу руку помощи. Именно поэтому мы не можем делать всё, что вздумается. Плохо, когда люди воюют, ссорятся, не умеют мирно договариваться. Нужно...»

«Ирина Логвина, Людмила Рождественская Формирование навыков функционального чтения Книга для учителя (II – III ступень обучения) Курс для учителей русского языка как родного 2012 Koostajad: Irina Logvina, Ljudmila Rodestvenskaja/ Ирина Логвина, Людмила Рождественская Projekti toetatakse Euroopa Sotsiaalfondi meetme „Kooli poolelijtmise vhendamine, haridusele juurdepsu suurendamine ning ppe kvaliteedi parandamine“ alameetme „Phikooli ja gmnaasiumi riiklikele ppekavadele vastav ldharidus“ raames....»

«Мастер-класс 74 Амбисоник – трехмерная система пространственного звука 82 Гитара для начинающих. Техника игры - основные приемы 12 Книга Звукозапись: Акустика помещений 109 Книга Живой звук - второе издание Шоу-базис 86 Сказки для взрослых 92 Элементарная частица шоубизнеса. Feedback Выставки IV SIB- 1 Музыка. Театр. Кино 35 CSTB III ShowTex Новости 4 Новости 14 События Музыкальный салон 16 MindPrint. Устройство для домашней звукозаписи TRIO 18 Behringer. Новинки 2005 года. 20 X-Treme. 10 лет...»

«Негосударственное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа № 38 открытого акционерного общества Российские железные дороги Утверждаю Рассмотрено на заседании методического совета. Директор НОУ СОШ №38 Заместитель директора по УР _Сухоруков В.В. Шелковников И.В. Рабочая программа по окружающему миру для 1 класса на 2013 – 2014 учебный год Составлена учителем начальных классов Ананьевой Юлией Александровной ОКРУЖАЮЩИЙ МИР 1 КЛАСС Пояснительная записка 1. Роль и место...»

«Библиотека Альдебаран: http://lib.aldebaran.ru Олег Панков Очки-убийцы Аннотация Если у вас, дорогой читатель, появились проблемы со зрением, советуем вам не откладывать, а начинать регулярно заниматься по предложенной в этой книге методике восстановления зрения и общего оздоровления ор ганизма. Вы, безусловно, почувствуете положительные результаты уже через 30 дней занятий. Однако мы вам настоятельно рекомендуем не прекращать занятий, а продолжать заниматься профилактически. В этом случае вы...»

«ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ Курс Семестр.. 7-8 Лекции.. 34 Лабораторные занятия.. 52 Всего аудиторных занятий.. 86 Самостоятельная работа.. 74 Всего по дисциплине.. 160 Зачет.. 7 сем. Экзамен.. 8 сем. ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ Курс Семестр.. Лекции.. Лабораторные занятия.. Зачет.. Всего аудиторных занятий.. Самостоятельная работа.. Всего по дисциплине.. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ Целью учебной дисциплины Товароведение, биологическая безопасность и экспертиза...»

«Дэвид Уайз ЛОВУШКА ДЛЯ ТИГРА Секретная шпионская война Америки против Китая Оригинал: David Wise. Tiger Trap: America’s Secret Spy War with China, Hоughton Mifflin Harcourt, Boston – New York, USA, 2011 Книгу на английском языке в полном виде с примечаниями и фотографиями, в формате pdf, можно скачать в Библиотеке на сайте Игоря Ландера, http://lander.odessa.ua/lib.php Сокращенный перевод с английского Виталия Крюкова, Киев, Украина, 2011 (исключены примечания с указаниями источников...»

«Владимир Набоков Пнин Владимир Владимирович Набоков Пнин (опубл. 1957) - четвертый англоязычный роман Владимира Набокова, жизнеописание профессора Тимофея Павловича Пнина - изгнанника, оказавшегося в Америке и преподающего русский язык в небольшом частном университете. Незадачливый, чудаковатый, трогательно нелепый - своеобразный Дон-Кихот университетского городка, - он продолжает любить свою вероломную жену Лизу Глава первая 1 Пожилой пассажир, сидевший у окна по северной стороне неумолимо...»

«1 С.М. Рытов – a Mensch и ученый Alexander Kaplan (Александр Каплан) Johns Hopkins University, Baltimore, MD, 21218, USA [email protected] Мело, мело по всей земле Во все пределы. Свеча горела на столе, Свеча горела. Время идет, и люди уходят. Свет одних отброшен на тысячелетия, даже само время считают от некоторых, а других помнят только в их семье. если помнят вообще. Есть люди, однако, чей негромкий голос не собирал толпу, чей свет не жег, как прожектор, кто не паковал свои идеи, как...»

«Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || [email protected] Сканирование и форматирование: Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || [email protected] || [email protected] || http://yanko.lib.ru || Icq# 75088656 || Библиотека: http://yanko.lib.ru/gum.html || update 28.09.05 ЭМИЛЬ МАНЬ ПОВСЕДНЕВНАЯ ЖИЗНЬ В ЭПОХУ ЛЮДОВИКА XIII EMILE MAGNE LA VIE QUOTIDIENNE AU TEMPS DE LOUIS XIII D"aprs des documents indits Librairie Hachette Paris ЭМИЛЬ МАНЬ ПОВСЕДНЕВНАЯ Янко Слава (Библиотека Fort/Da) ||...»

«Аналитический бюллетень. Великобритания 50 45 40 35 30 25 Август 2012 г. 20 15 10 5 0 1 авг 3 авг 5 авг 7 авг 9 авг 11 авг 13 авг 15 авг 17 авг 19 авг 21 авг 23 авг 25 авг 27 авг 29 авг 31 авг Консерв аторы Лейбористы Либерал-демократы Диаграмма составлена на основе данных 29 опросов общественного мнения, проведенных 7 различными службами в Великобритании с 1 по 31 августа 2012 г. Основные события: 6 августа - Дэвид Камерон и Ник Клегг сообщили об остановке реформ Палаты лордов и границ...»

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева

Кафедра радиотехники

Курсовая работа

Проектирование связного радиоприёмника

ЗАДАНИЕ № 50 НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

1.1 Спроектировать связной радиоприемник.

1.2 Смоделировать один из узлов на ЭВМ.

1.3 Разработать конструкцию печатной платы.

1.4 Оформить пояснительную записку и графическую часть КП.

2. Исходные данные

2.1 Диапазон частот, МГц....................................................................10-15

2.2 Частотная точность..........................................................................

2.3 Чувствительность, мкВ........................................................................20

2.4 Избирательность по соседнему каналу, дБ................................…..75

2.5 Избирательность по дополнительным каналам, дБ........................48

2.6 Коэффициент перекрестной модуляции, %.......................................1,9

2.7 Диапазон помехи при расстройке, дБ/кГц...................................84/50

2.8 Неравномерность в полосе, дБ............................................................8,6

2.9 Вид модуляции...................................................................................А3Е

2.10 Частоты модуляции нижняя/верхняя, кГц................................0,1/3,5

2.11 Эффективность АРУ, дБ…………................................................50/10

2.12 Выходная мощность УНЧ, Вт...........................................................1,2

2.13 Допустимые нелинейные искажения, %.............................................6

2.14 Тип РПУ.................................................................................................C

2.15 Напряжение питания, В...................................................................220

3. Перечень и объем графических документов

3.1 Связной радиоприемник. Схема электрическая принципиальная...............................................................................................1л.А2

3.2 Связной радиоприемник. Схема электрическая принципиальная...............................................................................................1л.А3

Введение

1. Анализ задания. Выбор и разработка структурной схемы

1.8 Предварительный расчёт УПЧ.

2. Электрический расчёт РПрУ

2.3 Расчёт гетеродина

2.6 Усилитель низкой частоты

Заключение

Список использованных источников

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Целью разработки данного курсового проекта является закрепление знаний, полученных в курсе ”Устройства приёма и обработки сигналов”, овладение методами синтеза и расчёта принципиальной схемы радиоприёмного устройства, усвоение принципа работы и зависимости основных характеристик прибора от параметров элементов схемы, ознакомление с особенностями конструкции связных радиоприёмных устройств.

Развитие микроэлектроники накладывает особенности на процесс проектирования. Разработанные на сегодняшний момент типовые модули на базе интегральных микросхем (ИМС) существенно упрощают расчёт и проработку отдельных каскадов радиоприёмного устройства, а также их согласование. Поэтому основная задача проектирования - разработать структурную схему, а затем, ознакомившись с элементной базой, выбрать ИМС, наиболее соответствующую требованиям, предъявляемым к разрабатываемому устройству.

радиоприемник избирательность детектор усилитель

1. АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

1.1 Выбор типа структурной схемы

Высокие качественные показатели современных связных РПрУ, входящих в системы радиосвязи и радионаблюдения обуславливают выбор супергетеродинной схемы построения приемника. На степень усложнения схемы супергетеродина влияют в первую очередь требования односигнальной избирательности по дополнительным каналам приёма, частотной точности (стабильности частоты настройки), в сочетании с высокой многосигнальной избирательностью и чувствительностью.

Рассмотрение требований по чувствительности и избирательности дает материал для решения вопроса о структуре тракта прохождения сигналов, способе разбивки на поддиапазоны, числе преобразований частоты, номиналах промежуточных частот и т.д.

Приёмник прямого усиления не может обеспечить высокой чувствительности и хорошей избирательности в диапазоне коротких волн, что требуется по заданию, т.к. по мере роста несущей частоты устойчивое усиление транзисторных каскадов уменьшается. Поэтому в данном случае более целесообразным будет применение супергетеродинной схемы, в которой могут быть устранены недостатки схемы приёмника прямого усиления. Сравнительно простыми техническими средствами промежуточную частоту приёмника можно сделать постоянной для принимаемых сигналов в достаточно широком диапазоне частот. Благодаря этому в каскадах УПЧ оказывается возможным применять сложные избирательные системы, обеспечивающие гораздо лучшую избирательность, чем одиночные контура. Кроме того, подбирая (снижая) промежуточную частоту, можно достаточно хорошо согласовать полосу пропускания УПЧ с шириной спектра принимаемого сигнала.

Данное РПрУ может быть реализовано на основе многофункциональной ИМС К174ХА2 /2/, предназначенной для работы в составе радиовещательных приёмников третьей и второй групп сложности. ИМС содержит апериодический усилитель радиочастоты А1 с системой АРУ А2, смеситель UZ1, усилитель промежуточной частоты А4 с системой АРУ А5, гетеродин G1 и стабилизатор А3.

1.2 Определение полосы пропускания

Полоса пропускания связного РПрУ должна обеспечивать малые искажения спектра принимаемого сигнала при заданном виде модуляции (А3Е). Она определяется формулой (1), где фигурируют реальная ширина спектра сигнала и запас, зависящий от частотной точности радиолинии.

где - реальная ширина спектра модулированных радиосигналов, для АМ определяющаяся выражением (2):

где - верхняя частота спектра модулирующего сигнала);

Расхождение между частотой принимаемой станции и частотой настройки приемника.

Для связных РПрУ II класса, к такому классу относится разрабатываемый приемник, допускается прием с ручным поиском, но без подстройки, тогда величина будет определяться по формуле (3).

где - нестабильность передатчика;

Нестабильность приемника.

В предварительном расчете можно положить:

где - частотная точность ();

Верхняя частота принимаемого сигнала ();

Таким образом, П= 7 кГц

1.3 Выбор промежуточной частоты и количества преобразований частоты

Выбор номинального значения промежуточной частоты связан с удовлетворением основных требований односигнальной избирательности: подавления дополнительных каналов приема и достижения высокой селективности по соседнему каналу при заданной полосе пропускания РПрУ. С увеличением номинала промежуточной частоты уменьшается количество избирательных систем в преселекторе при требуемой избирательности по зеркальному каналу. С другой стороны, высокое значение f пр затрудняет получение узких полос пропускания УПЧ с хорошей прямоугольностью.

Для достижения заданной избирательности по зеркальному каналу з при наиболее часто встречающемся преселекторе (одноконтурная ВЦ, резонансный одноконтурный УРЧ) и нижней настройке гетеродина величина f пр должна удовлетворять условию:

где f с макс - максимальная частота диапазона РПрУ;

Q эрч - эквивалентная добротность тракта радиочастоты;

n рч - число контуров в преселекторе.

Величина Q эрч берется, исходя из опыта разработок РПрУ, по таблицам, приведенным в /3/.

Для диапазона рабочих частот f=6..30МГц согласно /3/ Q эрч =120

Тогда в соответствии с (1.2) получим:

При n=1 при n=2 , (*)

Для обеспечения требуемой полосы пропускания УПЧ промежуточная частота должна удовлетворять условию

где Q эпч - эквивалентная добротность LC избирательных систем тракта промежуточной частоты;

(n пч) - функция, зависящая от типа УПЧ и n пч - числа каскадов, настроенных на f пр

Согласно /3/ выбираем Q эпч =250, (n пч)=1 тогда: , (**)

Таким образом, значение промежуточной частоты должно лежать в пределах интервала:

Необходимо учесть следующие факторы:

1. Величина f пр должна быть вне диапазона рабочих частот РПрУ и отстоять от его границ как можно дальше. Это необходимо для достижения заданной избирательности по каналу прямого прохождения f пр.

2. С уменьшением значения f пр:

облегчается выбор транзисторов и ИС с высоким устойчивым усилением; меньше зависимость усиления и полосы пропускания от разброса и изменения параметров электронных приборов; меньше коэффициент шума УПЧ.

3. Для лучшей фильтрация в детекторе необходимо, чтобы f пр (5…10) F макс.

4. Номинальное значение f пр следует выбирать в диапазоне, где не работают мощные радиовещательные станции. Исходя из этого, определены нормализованные значения f пр: 110-115, 125-130, 210-215, 460-465, 490-510, 720-750, 910-930, 1500-1600, 2200, 3000 кГц /3/

Учитывая все вышеизложенное можно принять: .

1.4 Распределение избирательности по трактам

Диапазон рабочих частот устройства: - это средняя часть КВ диапазона. Здесь выполняется условие. Следовательно, основная неравномерность частотной характеристики приходится на тракты промежуточной и низкой частоты.

Полоса пропускания НЧ тракта определится как:

1.5 Расчёт избирательности с учётом выбранного n рч

Для n рч =2 , одноконтурной ВЦ и одноконтурного УРЧ необходимо выполнение неравенств:

з з.вц з.урч, пч пч.вц пч.урч, (1.4)

з.вц = ; (1.5)

Q э.вц = , (1.6)

где a - коэффициент рассогласования ВЦ: а = 0,5 для ненастроенной антенны.

где f 0 - наиболее опасная частота диапазона приемника,

f пр - промежуточная частота.

f 0 = 15 МГц, f пр = 500кГц.

Аналогично

з.урч = , (1.8)

з.вц з.урч = 138,6дБ > з = 48дБ

1.6 Обеспечение требуемой чувствительности РПрУ

Требования к чувствительности определены в задании как величина напряжения минимального сигнала в антенне. В самом общем случае эта величина должна удовлетворять уравнению:

где вх - соотношение сигнал/шум на входе РПрУ;

U п - напряжение внешних помех;

U ш - напряжение собственных шумов, приведенное ко входу РпрУ.

Соотношение сигнал/шум на входе приемника:

где К=3 для телефонных сигналов,

m а = 0.3 - глубина амплитудной модуляции,

вых = 10 - соотношение сигнал/шум на выходе приемника.

Исходя из заданной чувствительности можно по формуле (1.10) рассчитать допустимый коэффициент шума приемника, обеспечивающий требуемое соотношение С/Ш на выходе:

где k = 1,3810-23 Дж/К - постоянная Больцмана;

Т 0 = 290 К - нормальная температура;

Ra = 10 Ом - активная составляющая сопротивления антенны.

Для ориентировочного расчета при использовании преселектора без УРЧ N 4N тр, где N тр - коэффициент шума транзистора, выбранный равным 4. Т.о. реальный коэффициент шума:.

Следовательно необходимо применение УРЧ.

Для ориентировочного расчета при использовании преселектора с УРЧ N N тр.

1.7 Требования многосигнальной избирательности

По техническому заданию уровень помехи составляет 84дБ при ее расстройке от частоты настройки радиоприемника на 50кГц. При этих условиях необходимо обеспечить уровень перекрестной модуляции не выше 1.9%. Эти параметры необходимо разделить на активные элементы, стоящие до основного фильтра (на УРЧ и на смеситель).

Коэффициент перекрестных искажений на УРЧ:

Теперь можно определить допустимое напряжение помехи на входе УРЧ:

где: - нелинейный параметр усилительного элемента - Для ИМС К174ХА2 отношение = 5,133.

Фактическое напряжение помехи на входе активного элемента:

где: - напряжение помехи в антенне,

Коэффициент передачи входной цепи (для одноконтурной ВЦ),

Ослабление помехи во входной цепи.

где для ненастроенной антенны.

где F - заданная расстройка помехи.

Подставив найденные значения в (1.13) получим: .

Условие не выполняется, т.е. необходимо использовать активный элемент с большим отношением.

Для обеспечения многосигнальной избирательности необходимо использовать на входе ИМС дополнительный усилительный каскад на полевом транзисторе. В качестве активного элемента данного каскада используется полевой транзистор КП303А для которого известно соотношение S/S"" = 300 /4/. Тогда получим: . Т.о. условие выполнено.

В пункте 1.6 было определено что требуемая чувствительность РПрУ обеспечивается при использовании в качестве первого активного элемента биполярного транзистора. Известно, что полевые транзисторы имеют меньший уровень собственных шумов. Т.е. требуемая чувствительность будет обеспечена при использовании в качестве первого активного элемента полевого транзистора КП303А.

1.8 Предварительный расчёт УПЧ

Предварительный расчет УПЧ сводится к проработке его структуры для выполнения основного требования - избирательности по соседнему каналу. В задании на проектирование избирательность РПрУ задана величиной ослабления соседнего канала: . Поэтому необходимо перейти к заданию избирательности по соседнему каналу с помощью коэффициента прямоугольности. Требуемый коэффициент прямоугольности:

Рассчитаем зависимость от числа избирательных каскадов при заданном значении избирательности по соседнему каналу:

При nпч = 1: Kп = 8,64; при nпч = 2: Kп = 3,66; при nпч = 3: Kп = 2,83.

Для числа каскадов nпч = 3 выполняется условие, т.е. допустимо применение схемы УПЧ с двухконтурными полосовыми фильтрами. Однако применение УПЧ с твердотельными ФСС более предпочтительно. Т.к. во-первых, они позволяют пренебречь нелинейностью каскадов УПЧ; во-вторых, их использование позволяет применить специализированные ИМС высокой степени интеграции; в-третьих, упрощает изготовление и настройку УПЧ, повышает эксплуатационные характеристики.

Наиболее подходящим для данного РПрУ является пьезоэлектрический кварцевый фильтр ФП2П-287.

УПЧ входит в состав микросхемы К157ХА2 . Входное сопротивление этой ИМС приблизительно равно 3 КОм, что позволяет подсоединять фильтр ФП1П-60 непосредственно к входу ИМС без согласующего трансформатора или контура.

1.9 Распределение усиления по трактам

Усиление сигнала в приемнике распределяется по трактам радио-, промежуточной и низкой частот. Общее усилие линейной части РПрУ определяется как

где U вх.д - номинальное входное напряжение детектора, для диодного амплитудного детектора составляет 0.5…1В.

Коэффициент усиления до детекторной части разрабатываемого РпрУ распределяется следующим образом:

где: - коэффициент передачи входной цепи,

Коэффициент передачи резонансного каскада УРЧ,

Коэффициент передачи интегральной микросхемы,

Коэффициент передачи фильтра сосредоточенной селекции.

Подставляя данные в (1.16) получим:

1.10 Выбор элементов настройки

Для третьего класса сложности, к которому относится разрабатываемое РПрУ применяется как дискретная, так и плавная настройка. В задании не определен способ настройки, поэтому, с целью удешевления и упрощения конструкции выберем плавную настройку.

Способы перестройки частоты колебательных систем можно разделить на механический и электрический. Для разрабатываемого РПрУ выберем электрический способ настройки. В качестве элемента перестройки выбирается варикап.

Для заданного коэффициента перекрытия по частоте: , требуется коэффициент перекрытия по емкости, что вполне реально для варикапов. Кроме того, эти элементы выгодно отличаются высокой добротностью, низким уровнем собственных шумов и малой зависимостью их параметров от частоты. Выбираем варикап КВ104Д.

1.11 Предварительный расчет АРУ

АРУ характеризуется динамическим диапазоном регулировки:

Dару = Dвх - Dвых = 50 - 10 = 40дБ,

где Dвх, Dвых - изменение амплитуды сигнала на входе и выходе РПрУ, выраженное в децибелах. ИМС К174ХА2 имеет встроенную систему АРУ /2/, позволяющую регулировать усиление путём подачи постоянного напряжения на входы 3 (охватывает каскады УРЧ) и 9 (охватывает каскады УПЧ), при этом глубина регулирования до 50 дБ по входу 3 и свыше 60 дБ по входу 9. Следовательно можно будет ограничится одной петлей АРУ УПЧ. Расчёт системы АРУ сводится к расчёту фильтра АРУ, который представлен далее.

1.12 Составление полной структурной схемы

В результате предварительного расчёта РПрУ была составлена его структурная схема, представленная на рисунке 1.

Рис. 1 Структурная схема РПрУ

ВЦ - входная цепь;

УРЧ1 - резонансный усилитель радиочастоты;

УРЧ2 - апериодический усилитель радиочастоты;

С - смеситель;

УПЧ - усилитель промежуточной частоты;

Г - перестраиваемый гетеродин;

АД - амплитудный детектор;

УНЧ - усилитель низкой частоты.

2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РПРУ

2.1 Расчёт элементов входной цепи

В нашем РПрУ предлагается использовать телескопическую антенну, представляющую из себя вертикальный несимметричный вибратор. Для работы с ненастроенными несимметричными антеннами применяется входное устройство с емкостной связью. Оно отличается простотой исполнения и возможностью изменения коэффициента связи для использования антенн с большим разбросом параметров.

В диапазоне коротких волн эквивалент антенны представляет собой последовательную RC-цепь. В диапазоне 10…15 МГц данная антенна имеет следующие параметры:

Ra = 10 Ом, Са = 120 пФ.

Перестройка входной цепи осуществляется варикапами КВ104Д, включенными встречно-последовательно для ослабления зависимости емкости от входного сигнала. Суммарная емкость варикапов определяется:

где: - емкости перехода варикапов VD1 и VD2 соответственно.

Параметры варикапа КВ104Д:

общая емкость пФ,

коэффициент перекрытия по емкости,

постоянное обратное напряжение В.

При требуемом коэффициенте перекрытия диапазона

для обеспечения перестройки частоты в таком диапазоне необходима постоянная емкость:

где: - емкость антенной цепи,

Емкость монтажа,

Собственная емкость следующего каскада,

p1, p2 - коэффициенты трансформации со стороны предыдущего и последующего каскадов, причем коэффициент p1=0,005 выбран много меньше единицы для устранения влияния разброса параметров антенн, а p2=0,24 выбран меньше единицы для снижения усиления входной цепи с целью обеспечения малого коэффициента перекрестных искажений.

где С 2 и С 3 - емкости конденсаторов постоянной емкости;

С 4средн - средняя емкость подстроечного конденсатора.

При С2 = 47пФ емкость цепочки С3-С4 составит 6,8пФ.

Минимальная эквивалентная емкость контура:

Максимальная эквивалентная емкость контура:

Индуктивность контура рассчитывается по формуле:

Значение емкости связи, обуславливающее относительную расстройку входного контура не более чем на половину полосы пропускания:

где q c = 1,2 - коэффициент разброса емкостей антенн;

Q э = 80 - эквивалентная добротность контура, ввиду малости выбранных коэффициентов p 1 и p 2 практически совпадающая с собственной добротностью контура.

Емкость связи должна быть такой, чтобы расширение полосы пропускания ВЦ за счет сопротивлений, вносимых из антенны, не превышало 25%, а уменьшение коэффициента передачи напряжения по сравнению с максимальным - не более чем на 20%.

R а = 10 Ом - активное сопротивление антенны;

q R =1,2 - коэффициент разброса сопротивлений антенн.

Выберем минимальное из значений (2.2) и (2.3):

Коэффициент трансформации по входу p 1 равен

Для обеспечения выбранного коэффициента p 2 применен емкостной делитель С3-С4.

Тогда средняя емкость подстроечного конденсатора С4 определится выражением:

Рассчитаем схему подачи смещения на варикапы. Величина сопротивления R1 = 1,5МОм обеспечивает малые перекрестные и комбинационные искажения. Исходя из этого значения R1, емкость фильтра:

Рассчитаем характеристики входного устройства. Резонансный коэффициент передачи напряжения

Избирательность ВЦ по зеркальному каналу:

Полоса пропускания ВЦ:

На нижней частоте диапазона К 0 = 2,24 ; D з = 51,2 дБ; П вц = 99,45 кГц

На верхней частоте диапазона К 0 = 2,9 ; D з = 54,5 дБ; П вц = 168,63 кГц

2.2 Расчёт предварительного УРЧ

В качестве активного элемента используется полевой транзистор КП303А.

Резистор Rз обычно выбирают таким, чтобы его сопротивление не шунтировало входной контур, включенный в цепь затвора /1/. Значение Rз выбирается из условия Rз (10…20)Rо, где Rо - резонансное сопротивление контура. Практически сопротивление Rо бывает в пределах 200…1000 кОм. Пусть Rз = 560 кОм.

Резистор стоит в цепи автоматического смещения транзистора. Сопротивление резистора находится из соотношения

Емкость определяется по формуле

Развязывающий фильтр в цепи питания стока рассчитывается по формуле:

Найдем напряжение помехи на входе усилительного прибора первого каскада УРЧ для наихудшего случая:

где: - напряжение помехи на входе приемника, ТЗ определенно:

Ослабление помехи входным устройством при расстройке 50 кГ

Тогда напряжение помехи:

Согласно пункту 1.7:

Следовательно, полученное значение меньше максимального допустимого, требования многосигнальной избирательности обеспечиваются.

Вычислим коэффициент шума ВУ и первого каскада для наихудшего случая, в предположении, что основным источником шума является транзистор. Для полевых транзисторов:

где: мкСм - резонансная проводимость контура, пересчитанная на вход транзистора,

мкСм - входная проводимость УРЧ,

Проводимость источника, пересчитанная в контур и на вход УРЧ,

шумовое сопротивление транзистора.

Таким образом подставляя значения в (2.11) получим:

Проверим, удовлетворяет ли это значение заданной чувствительности. Для расчета чувствительности, ограниченной шумами, нам потребуются следующие величины:

полоса сигнала: кГц,

постоянная Больцмана: ,

коэффициент шума тракта РЧ: раза,

нормальная шумовая температура: К

Вычислим эффективную шумовую полосу:

Напряжение шумов, приведенных к выходу тракта:

Тогда, в наихудшем случае, напряжение шумов, приведенное ко входу:

Заданием определена чувствительность 12 мкВ. Для обеспечения качественного приема отношение сигнал/шум должно составлять не менее. У нас же в наихудшем случае.Таким образом можно сделать вывод, что требуемая чувствительность обеспечивается.

2.3 Расчёт гетеродина

Гетеродин данного устройства выполнен на дифференциальном каскаде, согласно типовой схеме включения. Для расчета элементов воспользуемся номиналами, указанными на схеме.

Для этой схемы величина индуктивности катушки контура гетеродина: мкГн.

Частота гетеродина меняется в зависимости от частоты входного сигнала (10…15) 0,490 MГц. МГц

Волновое сопротивление:

Коэффициент включения контура гетеродина: . Емкость конденсатора гетеродина:

Для изменения частоты настройки изменим индуктивность и емкость в число раз, равное отношению максимальной проектируемой частоты гетеродина к частоте типовой схемы:

Емкость такого контура:

Индуктивность катушки контура гетеродина:

2.4 Расчёт амплитудного детектора

В качестве АД выбрана однополупериодная диодная схема. Применяется германиевый диод (ГД507), так как такие диоды обладают меньшим тепловым потенциалом.

Сопротивление регулятора громкости примем равным 10 кОм из соображений повышения устойчивости УНЧ.

Тогда, приняв максимальную частоту сигнала к частоте среза ФНЧ детектора, C30=Cд:

Возьмем ближайшее стандартное значение: нФ.

Требования к нелинейным искажениям в АД будут выполнятся, если. В данном случае кОм (входное сопротивление микросхемы УНЧ К174УН7), следовательно это требование выполняется.

Сопротивление R17 рекомендуется брать из условия: . Уменьшение этого сопротивления ведет к уменьшению коэффициента передачи по мощности, а увеличение - к росту нелинейных искажений. Поэтому выбираем R15 ближе к середине указанного интервала, желательно стандартное значение, то есть R17=680 Ом.

2.5 Схема автоматической регулировки усиления

ИМС К174ХА2 позволяет регулировать усиление путём изменения постоянного напряжения на выводах 3 и 9. В качестве детектора АРУ используется амплитудный детектор, рассмотренный в пункте 2.4 данной работы. Частота среза ФНЧ АРУ должна быть меньше минимальной частоты модуляции: fару < 100 Гц

Для минимизации частотных искажений fару = 20 Гц

Примем Rару, равное 20кОм, и рассчитаем Сару:

Сару = 1/ fаруRару = 2,5мкФ.

Заданная эффективность АРУ = 50 дБ. Для ИМС глубина регулировки усиления УПЧ до 60 дБ, т.е. больше чем требуется по заданию. Поэтому нет необходимости охватывать цепью АРУ УРЧ.

2.6 Усилитель низкой частоты

В качестве усилителя низкой частоты предлагается использовать типовую схему включения ИМС К174УН7, позволяющую получить на нагрузке 4 Ом выходную мощность до 4,5Вт. При выходной мощности P вых =0,8 Вт коэффициент гармоник микросхемы составляет менее 1%.

Выбором конденсаторов С17-С18 ограничим полосу усиления верхней частотой 3,5 кГц.

Оконечное устройство представляет собой динамическую головку прямого излучения 2ГД28 с параметрами:

номинальная мощность - 2 Вт,

рабочий диапазон частот - (100…10000) Гц

номинальное сопротивление - 4,5 Ом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте была разработана принципиальная схема связного приемника сигналов с амплитудной модуляцией в коротковолновом диапазоне (10…15) МГц. Устройство рассчитано на работу с ненастроенной антенной сопротивлением 10 Ом. Оконечное устройство представляет собой динамическую головку прямого излучения 2ГД28 с сопротивлением 4,5 Ом и номинальной мощностью 2 Вт.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Горшелев В.Д. Основы проектирования радиоприемников. Л., Энергия, 1977.

2. Бобров Н.В. Расчет радиоприемников. - М.: Радио и связь,1981.

3. Новаченко И. В. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник. М.: Радио и связь,1989. - 384с.

4.Нефедов А.В. Зарубежные интегральные микросхемы для промышленной электронной аппаратуры: Справочник. М.: Энергоатомиздат,1989. - 288с.

5. Полупроводниковые диоды и транзисторы: Справочник. М.: Радио и связь,1989. - 584с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 2 График АЧХ ВЦ соответствующий настройки на нижнюю границу диапазона

Рис. 3 График АЧХ ВЦ соответствующий настройки на верхнюю границу диапазона.

Рис. 4 График АЧХ УРЧ при настройке на нижнюю частоту диапазона

Рис. 5 График АЧХ УРЧ при настройке на верхнюю частоту диапазона

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Выбор структурной схемы приемника. Составление его принципиальной электрической схемы, расчет входной цепи, усилителя радиочастоты, преобразователя частоты, детектора. Выбор схемы автоматической регулировки усиления и числа регулируемых каскадов.

курсовая работа , добавлен 21.10.2013


Выбор и обоснование структурной схемы радиовещательного приемника. Расчёт структурной схемы всего приёмника. Электрический расчёт каскадов приёмника: входной цепи, блока УКВ, детектора, блока УПЧ. Определение общего коэффициента усиления приёмника.

курсовая работа , добавлен 19.03.2011


Определение числа поддиапазонов, выбор схемы входной цепи и детектора. Распределение частотных и нелинейных искажений по каскадам устройства связи (приемника). Расчёт структурной схемы усилителя звуковой частот и автоматической регулировки усиления.

курсовая работа , добавлен 20.09.2013


Выбор и обоснование структурной схемы радиоприемника. Предварительный расчет полосы пропускания. Выбор средств обеспечения избирательности приемника. Расчет входной цепи приемника. Распределение усиления по линейному тракту приемника. Выбор схемы УНЧ.

курсовая работа , добавлен 24.04.2009


Основные варианты построения электрической структурной схемы радиоприёмника. Выбор и обоснование принципиальных схем, каскадов, блоков радиоприёмника и коммутации диапазонов. Электрический расчёт входных цепей, элементов сопряжения и гетеродинов.

курсовая работа , добавлен 27.08.2012


Разработка структурной схемы линейного тракта приемника. Выбор антенны, транзистора радиотракта, промежуточных частот. Расчёт допустимого коэффициента шума приёмника, усилителя радиочастоты, входной цепи, гетеродина. Применение и подключение микросхем.

курсовая работа , добавлен 27.11.2013


Проектирование радиотелефонного приемника: выбор структурной супергетеродинной схемы с двойным преобразованием частоты, расчет полосы пропускания общего радиотракта и второго усилителя. Разработка электрической принципиальной схемы УКВ-радиоприемника.

курсовая работа , добавлен 27.05.2013


Расчет Y-параметров транзистора. Определение допустимого и фактического коэффициента шума приемника. Вычисление избирательности по побочным каналам. Выбор и обоснование средств обеспечения усиления сигнала. Проектирование приемника на микросхеме.

курсовая работа , добавлен 01.05.2011


Проектирование радиоприемника, обоснование выбора гетеродинной схемы с разделенными каналами изображения и звука. Выбор и обоснование структурной схемы приемника, расчет его электрической схемы, цепи контроля и питания, элементов усилителя радиочастоты.

курсовая работа , добавлен 07.07.2009


Проектирование приемника сотовой связи. Выбор и обоснование структурной схемы приемника. Расчет частотного, энергетического плана приемника и выбор селективных элементов. Определение требуемого Кш приемника. Конструктивная разработка узла входной цепи.

Страница 1 из 3

Цель работы: экспериментальное исследование основных свойств вход­ных цепей, работающих от настроенных и ненастроенных антенн.

ВВЕДЕНИЕ

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 ан­тенны в последующие цепи приемника. Основные функции входной цепи:

а) предварительная фильтрация принимаемого полезного сигнала измно­жества сигналов, поступающих из антенны;

б) передача энергии полезного сигнала ко входу первого каскада с наименьшими потерями и искажениями.

В общем случае входнаяцепь представляет собойпассивныйчетырех­полюсник, включающий один колебательной контур или систему колебательных контуров, а такжеэлементысвязиэтогоконтурас антенной исовходомследующегокаскада.

1.1. Основные характеристики входной цепи

Резонансный коэффициент передачи - отношение напряжения сигнала на выходе входной цепи U вых к величине ЭДС Е А , наводимой в антенне электро­магнитным полем принимаемого сигнала:

Приэтом несущая частота сигнала f c должна быть равна частоте настрой­ки входной цепи f 0 . При проектировании входной цепи стремятся обеспечить минимальное изменение К 0 в диапазоне рабочих частот.

Диапазон рабочих частот (f min - f max) - диапазончастот, в пределахкоторого входная цепь может бытьнастроенав резонанс с частотой принимаемого сигнала. Перестройка входной цепиосуществляетсяизменениемемкости или индуктивности контура.

Частотная избирательность входной цепи - это способность отделить по­лезный сигнал и ослабить сигналы мешающих станций; она определяется ам­плитудно-частотной характеристикой входной цепи К(f).

В супергетеродинных приемниках основной задачей входной цепи явля­ется обеспечение избирательности по побочным каналам приема, самыми опасными из которых являются зеркальный (симметричный) канал и канал прямого прохождения (рис 1). Зеркальный канал f з отличается от основного канала f c на двепромежуточные частоты:

Обычно входная цепь является линейной цепью, и ее избирательность можно определить по резонансной характеристике (рис. 2), при этом величина избирательности

При U вх = const

или в децибелах, также при U вх = const.

Однако при больших расстройках или высокой избирательности входной цепи измеряемые значения U вых становятся малыми и могут быть равными или меньшими уровня шума. В этом случае измерения становятся невозможнымиилинедостоверными.

В нелинейных же цепях при существенном уменьшении уровня сигнала изменяется их коэффициент передачи, что приводит к погрешности измерения частотной избирательности. Поэтому измерение избирательности всего прием­ника (имеющего в своем составе нелинейный элемент – детектор, коэффициент передачи которого зависит от уровня сигнала) осуществляется по транспониро­ванной (перевернутой) характеристике, которая называется характеристикой избирательности (рис. 3). При этом

При U вых = const.

Измерять избирательность диапазонной входной цепи следует в тех точ­ках 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, наи­более близких к промежуточной частоте: при f пр = 465 кГц это будет верхняя частота диапазона ДВ – f max и нижняя частота диапазона СВ – f min .

1.2. Классификация входных цепей

Входные цепи могут быть с фиксированной настройкой контура или диа­пазонные (перестраиваемые). По числу используемых контуров могут быть од­но-, 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 состав­ляющая 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 L К С К , который настраивается на частоту принимаемого сигнала. Катушка связи L св и емкость антенны С А образуют последовательный колебательный контур (антенный контур), частота настройки которого неизменнаи отличается от частоты настройки основного контура f 0 . Если f A меньше минимальной частоты диапазона принимаемых частот f 0 min (длина волны λ А > λ 0 min), то входная цепь назы­вается входной цепью с "удлиненной антенной" (рис. 6, а). Если f A больше максимальной частоты диапазона f 0 max (длина волны λ А < λ 0 max), то входная цепь называется входной цепью с "укороченной антенной" (рис. 6, б).

Резонансный коэффициент передачи входной цепи

Где Е А – ЭДС в антенне.

Ток в антенной цепи I а наводит в катушке основного контура ЭДС, ве­личина которой определяется известным соотношением

где – взаимоиндуктивность между L св и L К.

К св - коэффициент связи между катушками L св и L К.

На частоте настройки основного контура напряжение в Q э раз больше наводимой ЭДС:

где Q э - эквивалентная добротность основного контура (считаем Q э частотнонезависимой).

Таким образом, зависимость резонансного коэффициента передачи К 0 от частоты определяется произведением I А (f) и Z св (f) (рис. 6).

В случае удлиненной антенны с увеличением частоты I А уменьшается, а Z св растет, в результате чего резонансный коэффициент усиления К 0 слабо зависит от частоты (рис. 6, а).

В случае укороченной антенны с увеличением частоты увеличиваются I А и Z св, в результате чего резонансный коэффициент усиления К 0 резко зависит от частоты (увеличивается приблизительно по квадратичному закону) (рис. 6, б).

Величины вносимых из антенны в основной контур активной и реактив­ной составляющих зависят от степени связи между контурами K св.

1.3.2. Входная цепь с внешне- и внутриемкостной связью

Внешнеемкостная связь с антенной (рис. 7, а) предназначена для ослабле­ния влияния параметров антенны на контур входной цепи. Эта связь делается слабой (С св « С А), чтобы емкость антенны не расстраивала контур входной це­пи, а активное сопротивление антенны r A не расширяло бы его полосу пропус­кания и не ухудшало избирательность.

Резонансный коэффициент передачи входной цепи:

С а - емкость антенны;

С св - емкость конденсаторасвязи;

При настройке входной цепи конденсатором переменной емкости резо­нансный коэффициент передачи пропорционален квадрату частоты, если доб­ротность контура Q э неизменна при его перестройке (рис. 7, б):

так как резонансная частота связана с С э формулой Томпсона .

При настройке входной цепи индуктивностью резонансный коэффициент пере­дачи постоянен, если добротность неизменна.

Внутриемкостная связь с антенной (рис. 8, а) предназначена для ослаб­ления влияния параметров антенны на контур входной цепи. Эта связь делается слабой, для чего емкость конденсатора связи выбирается много больше емкости антенны: С св » С А. 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

Резонансный коэффициент передачи не зависит от величин L К и С К кон­тура (С К « С св) и при перестройке контура в диапазоне частот К 0 изменяется лишь за счет непостоянства Q э (рис.8, б).

Похожие статьи