1.2 Входная цепь с индуктивноемкостной связью с антенной

Коэффициент передачи по диапазону желательно иметь постоянным. Однако, как показывает анализ предыдущих схем, он изменяется. В тех случаях, когда требуется обеспечить равномер­ность коэффициента передачи по диапазону, применяют индуктив­но-емкостную связь антенны с контуром входной цепи. Принци­пиальная схема входной цепи с индуктивно-емкостной связью при­ведена на рисунке1.2.2,г. В этой схеме энергия из антенны во входной контур передается как за счет магнитной связи из катушки связи в катушку контура, так и через емкость связи С_св.

При правильной фазировке катушек связи L_сви контура L_Kнапряжение сигнала, передаваемого через емкость связи, будет суммироваться с напряжением, передаваемым за счет индуктив­ной связи.

Для более равномерного изменения коэффициента передачи в режиме удлиненной антенны нужно комбинировать емкостную и индуктивную связи. В этом случае при повышении частоты на­стройки входного контура уменьшение коэффициента передачи за счет индуктивной связи (кривая 2, рисунок 2) будет компенсиро­ваться возрастанием его за счет емкостной связи (кривая 1). Ре­зультирующее значение коэффициента передачи по диапазону будет почти постоянным (кривая 3).

Определить коэффициент передачи входной цепи с индуктивно- емкостной связью с антенной можно по формуле

, (1.2.1)

гдеК_вх.ц0— резонансный коэффициент передачи входной цепи с индуктивной связью; L_свиС_св – элементы связи антенны с кон­туром;С_эк — эквивалентная емкость входного контура; M_Т— ко­эффициент взаимоиндукции катушек.

Влияние антенны на контур при индуктивно-емкостной связи оказывается больше, чем при индуктивной и емкостной связях. С возрастанием частоты емкость связи увеличивается, так как соп­ротивление емкости уменьшается. Вносимое затухание при этом возрастает на краях диапазона, что приводит к ухудшению изби­рательности по зеркальному каналу.

Рисунок 1.2.1 – Изменение коэффициента передачи напряжения выходной цепи с комбинирован­ной связью

1.3 Входная цепь с рамочной и магнитной антеннами

Рамочные антенны (рисунок 1.3.1) обладают пространственной из­бирательностью. Наводимая в антенне ЭДС сигнала зависит от угла между направлением приема и плоскостью рамки. Коэффи­циент передачи по напряжению входной цепи определяется выра­жением

. (1.3.1)

Изменение коэффициента передачи входной цепи по диапазону зависит от соотношения собственной резонансной частоты антенны f_А и резонансной частоты настройки входного контура f₀.

Для уменьшения размеров рамки применяют сердечник из феррита. Помещенный внутри рамки магнитный сердечник приво­дит к увеличению ЭДС сигнала вследствие концентрации магнитного потока в рамке. В антенне с ферритовым сердечником выде­ляется магнитная составляющая поля, поэтому она называется магнитной.

Входная цепь с магнитной антенной является одиночным коле­бательным контуром, состоящим из конденсатора переменной ем­кости и катушки индуктивности с ферритовым сердечником. Дли­на сердечника 60...200 мм, диаметр 8...10 мм. Ферритовый сер­дечник выбирают в зависимости от диапазона рабочих частот. В диапазоне километровых волн применяют сердечник с магнитной проницаемостью μ₀ = 1000 ...2000. С увеличением частоты сигнала возрастают потери в сердечнике, поэтому на более высоких часто­тах выбирают сердечник с меньшей в гектометровом диапа­зоне волн 400... 1000, декаметровом 100...400, метровом 10...50.

Настраивается входная цепь на частоту сигнала с помощью конденсатора переменной емкости. Таким образом, магнитная ан­тенна и входной контур представляют собой единое целое.

Диаграмма направленности ферритовой антенны имеет форму «восьмерки» (рисунок 1.3.2). Это позволяет осуществлять пространст­венную избирательность. Максимальная интенсивность приема по­лучается в направлении, перпендикулярном оси сердечника, а минимальная — вдоль оси. Малые размеры магнитной антенны по­зволяют размещать ее внутри приемника. В этом случае прост­ранственная избирательность переносных приемников обеспечи­вается вращением их самих. Способность ферритовой антенны •принимать радиосигнал сквозь электрический экран позволяет 'использовать ее в самолете, поезде, автомобиле и т. д.

Рисунок 1.3.1 – Входная цепь с ра­мочной антенной

Рисунок 1.3.2 – Диаграмма направ­ленности ферритовой антенны

Коэффициент передачи входной цепи с внутренней антенной определяют относительно напряженности поля Е. При.настройке входного контура в резонанс на нем будет напряжение U_к = Eh_ДQ_ЭКгдеh_Д— действующая высота антенны (обычно поряд­ка 3 см); Q_ЭK— добротность эквивалентного контура, нагружен­ного входной проводимостью первого каскада.

С контура напряжение U_Kподается на вход первого каскада. Причем в транзисторных приемниках для уменьшения шунтиро­вания контура малым входным сопротивлением транзистора при­меняют неполное включение контура входной цепи со стороны первого каскада с коэффициентом включенияm₂<1.

Коэффициент передачи напряжения на вход первого каскада для такой антенныK_вх.цЕ= U_вх1/E.НоU_вх1 =U_кm₂ =Eh_ДQ_экm₂.ТогдаK_вх.цЕ==Eh_ДQm_Д/E = h_ДQ_экm₂. Из этой формулы видно, что изменение коэффициента передачиК_вх.цЕпо диапазону зависит в основном от изменения действующей высоты антенныh_Д.С уве­личением частоты коэффициент передачи входной цепи с ферри­товой антенной возрастает, так ,какh_Д = Kω. Избирательностьσй полоса пропускания 2∆fопределяются резонансной характеристи­кой эквивалентного контура с добротностьюQ_эк по формуле , где X =Q_эк2∆ω/ω₀— обобщенная частотная рас­стройка.

В транзисторных приемниках с магнитной антенной применяют три вида связи контура входной цепи с входом первого каскада: трансформаторную, внутриемкостную и комбинированную.

Трансформаторная связь. Эта связь контура входной цепи с транзистором первого каскада иллюстрируется рисунок 1.3.3,а. Ее до­стоинствами являются высокий коэффициент передачи, простота регулировки связи между контуром входной цепи и транзистором (перемещением катушки связи L_свпо сердечнику магнитной антенны). Недостаток состоит в том, что катушка связиL_cbи вход­ная емкость С_вх образуют паразитный колебательный контур, резонансная частота которого может оказаться в диапазоне прини­маемых частот, что может вызвать неравномерность коэффициен­та передачи входной цепи и ухудшить избирательность по зер­кальному каналу. Уменьшение влияния вносимого со стороны транзистора в контур активного сопротивления на избирательность достигается неполным включением контура на вход первого каскада путем подбора коэффициента включения.

Внутриемкостная связь. Принципиальная схема входной цепи свнутриемкостной связью показана на рисунке 1.3.3,6. Здесь конденсаторы контура С_к и С_св в емкостной ветви контура включены последовательно. Они образуют емкостный делитель напряжения на контуре входной цепи. Часть этого напряжения с конденсатора С_св подается на вход первого каскада. ЕмкостьС_св подбирается из условия обеспечения необходимого коэффициента включения m₂. Достоинством этой схемы является отсутствие паразитного контура, так как здесь нет L_св.

Рисунок 1.3.3 – Схема входной цепи с магнитной антенной

а — с индуктивной связью; б — с внутриемкостной связью;в — с комбинированной связью

Комбинированная связь. Связь контура с антенной входной цепи и с транзистором усилителя осуществляется одновременно с помощью индуктивностиL_сви емкостисвязи С_св (рисунке 1.3.3,б). В результате одновременного, действия индуктивной и емкостной связей обеспечивается постоянство по диапазону коэффициента передачи, избирательности и частотных искажений.