Глава 7. Регулировки в радиоприемных устройствах

7.1 Общие сведения

В процессе изготовления и эксплуатации радиоприемника необходимо регулировать ряд его показателей: частоту настройки, коэффициент усиления, полосу пропускания. В зависимости от вида регулируемого параметра различают: регулировку усиления, которая может осуществляться в трактах радиочастоты и промежуточной частоты, а также в последетекторной части приемника; регулировку частоты настройки, обеспечивающую прием сигналов в широком диапазоне частот; регулировку полосы пропускания,

которая может производиться в трактах радиочастоты и промежуточной частоты, а также в последетекторной части приемника. Возможны регулировки и ряда других параметров.

Регулировка бывает ручной и автоматической. Первая служит для установки исходных показателей РПрУ, вторая поддерживает выбранные показатели на требуемом уровне. Некоторые виды регулировок можно отнести к смешанным. В современных РПрУ для регулировок, управления и контроля широко используют микропроцессоры. В ряде приемников предусматривается дистанционное управление.

7.2 Регулировка усиления

Резонансный коэффициент усиления К₀ одноконтурного усилителя радиосигналов определяется выражением (6.12). Регулировка К₀ может осуществляться изменением любой величины, входящей в это выражение.

При синтезе устройств регулировки требуются существенная зависимость К₀ от напряжения регулировки Е_РЕГ, малый ток регулировки, малая зависимость других параметров усилителя от изменения Е₀. Рассматриваемые ниже способы изменения усиления применимы для ручных, и автоматических регулировок.

7.2.1 Регулировка усиления изменением крутизны осуществляется изменением режима усилительного элемента (УЭ), поэтому называется режимной. Для изменения крутизны |Y₂₁₀| необходимо менять напряжение смещения на управляющем электроде УЭ: напряжение U_БЭ0 в БТ или U_ЗИ0 в ПТ. Изменение U_БЭ0 вызывает существенное изменение крутизны в рабочей точке. При изменении напряжения смещения в ПТ меняется практически только крутизна, а в БТ еще и такие параметры, как G_ВХ и G_ВЫХ.

Регулирующее напряжение Е_РЕГ подается в цепь эмиттера либо в цепь базы транзистора. Схема регулировки первого вида показана на рис. 9.1, а), напряжение смещения на транзисторе U_БЭ0 = U₀ – Е_РЕГ. По мере увеличения Е_РЕГ напряжение U_БЭ0 уменьшается, что влечет за собой уменьшение тока I_K0 и крутизны, в результате чего коэффициент усиления К₀ снижается. Цепь регулировки должна обеспечить ток, примерно равный I_Э0. Если регулируются N каскадов, то ток регулировки I_РЕГ  N I_РЕГ, поэтому цепь регулировки должна вырабатывать сравнительно большой ток I_РЕГ – недостаток схемы на рис. 9.1, а). От этого недостатка свободны цепи регулировки второго типа, в которых напряжение Е_РЕГ вводится в цепь базы – рис. 9.1, б). Согласно рис. 9.1, б) U_БЭ0 = U₀ – Е_РЕГ, поэтому принцип регулировки в обоих случаях одинаков. Достоинство регулировки по схеме рис. 9.1, б) состоит в том, что ток I_РЕГ, равный току делителя I_Д = (5... 10)I_Б0, во много раз меньше тока I_РЕГ при регулировке по схеме рис. 9.1, а). Включение в цепь эмиттера резистора приводит к уменьшению эффективности регулировки, так как он обеспечивает стабилизацию режима не только при изменении температуры, но и при изменении Е_РЕГ. При включении этого резистора для обеспечения той же глубины регулировки не-

обходимо подавать большее значение напряжения Е_РЕГ. Аналогично осуществляется режимная регулировка в усилителе на ПТ.

7.2.2 Регулировка усиления резонансного усилителя изменением эквивалентного сопротивления контура может осуществляться различными способами. На рис. 9.2 показана схема регулировки с подключенным параллельно контуру диодом VD. При Е_РЕГ > U_K диод закрыт и контур практически им не шунтируется; при этом R_Э и К₀ наибольшие. При Е_РЕГ < U_K диод открывается и его входное сопротивление шунтирует контур. В этом случае R_Э, а следовательно, и К₀ уменьшаются. Основной недостаток такого способа регулировки состоит в том, что при изменении R_Э меняется не только К₀, но и эквивалентное затухание контура, а это вызывает изменение полосы пропускания усилителя. Тем не менее при сильном сигнале допустимо некоторое ухудшение избирательности.

7.2.3 Регулировка усиления резонансного усилителя изменением коэффициентов включения контура осуществляется с помощью регулируемых делителей напряжения (тока). Напряжение с контура подается на некоторый делитель Z₁Z₂, изменяя одно из сопротивлений которого можно менять коэффициент включения n – рис. 6.6. Аналогична и схема для изменения m. В качестве сопротивлений Z₁ и Z₂ можно использовать катушки с переменной индуктивностью либо конденсаторы с переменной емкостью, однако этот способ регулировки практически не используется, так как при изменении сопротивлений делителя неизбежна расстройка контура.

7.2.4 Аттенюаторная регулировка – между усилительными каскадами включают аттенюатор с переменным коэффициентом передачи. Используются регулируемые делители, емкостные делители на варикапах, мостовые схемы. На рис. 9.3, а) показана схема регулируемого аттенюатора на диодах VD₁ … VD₃ . При Е_РЕГ > U_K. При |Е_РЕГ| < |U₀| диоды VD₁, VD₂ открыты, а диод VD₃ закрыт; при этом коэффициент передачи максимален. По мере увеличения Е_РЕГ динамические сопротивления диодов VD₁ и VD₂ увеличиваются, а динамическое сопротивление диода VD₃ уменьшается и, следовательно, уменьшается коэффициент передачи аттенюатора. На рис. 9.3, б) представлена схема делителя, в которой в качестве управляемого сопротивления применен полевой транзистор (ПТ) – под действием Е_РЕГ меняется сопротивление канала транзистора.

Аттенюаторы на p-i-n -диодах отличаются большим диапазоном изменения сопротивления и малой емкостью. В схеме аттенюатора на рис. 9.3, в) режим p-i-n -диодов VD₁, VD₂, VD₃ управляется изменением смещения Е_РЕГ на базе транзистора VТ₁ с помощью потенциометра R_РЕГ. При нулевом напряжении регулировки Е_РЕГ диоды VD₁ и VD₂ закрыты, а VD₃ открыт и затухание аттенюатора минимально. При максимальном напряжении регулировки диоды VD₁ и VD₂ открыты, а VD₃ закрыт и затухание аттенюатора максимально.

7.2.5 Регулируемая ООС – на рис. 9.4 обратная связь формируется в цепи эмиттера транзистора. В усилительных каскадах параллельно R_Э обычно включают конденсатор C_Э большой емкости для устранения ООС.

В схеме на рис. 9.4 глубина ООС регулируется изменением емкости конденсатора C_РЕГ; блокировочный конденсатор C_БЛ служит для разделения по постоянному току цепей регулировки и питания транзистора. В качестве C_РЕГ обычно используется варикап VD. С увеличением Е_РЕГ барьерная емкость диода VD уменьшается, напряжение ООС увеличивается, коэффициент усиления К₀ уменьшается.

7.2.6 Регулировка усиления в последетекторных трактах. Способы регулировки коэффициента усиления каскадов последетекторной части приемника в основном те же, что и способы регулировки коэффициента усиления резонансных усилителей. Чаще в усилителях применяют плавную потенциометрическую регулировку усиления; в широкополосных усилителях такую регулировку используют обычно в низкоомных цепях. Наряду с потенциометрической часто осуществляют (особенно в широкополосных каскадах и ОУ) регулировку усиления с помощью регулируемой ООС. В некоторых случаях находит применение и режимная регулировка. Для элект-ронной регулировки усиления используют специализированные ИМС.