1.4 Входная цепь с полосовым фильтром

В тех случаях, когда необходимо получить высокую избира­тельность и хорошую равномерность коэффициента передачи в заданной полосе пропускания во входных цепях, применяют поло­совые фильтры, резонансная характеристика которых близка к прямоугольной. При плавной настройке контура входной цепи конденсатором переменной емкости число контуров ограничивает­ся конструктивными сложностями. Поэтому многоконтурные поло­совые фильтры во входных цепях применяют в приемниках, рабо­тающих на одной или нескольких фиксированных частотах и в связных магистральных приемниках. Во входных цепях радиове­щательных приемников в диапазонах длинных и средних волн ис­пользуют двухконтурный полосовой фильтр. Для сохранения пос­тоянства параметров по диапазону осуществляют комбинирован­ную связь между контурами. 48

1.5 Входные цепи при работе с настроенными антеннами

Настроенные антенны применяют в приемниках микроволно­вых диапазонов, а также в профессиональных приемниках декаметровых волн (например, на магистральных линиях радиосвязи), в телевизионных приемниках и т. д. Это симметричные на­правленные антенны, соединяемые с входом приемника фидерной линией. Фидер чаще всего представляет собой симметричный или несимметричный (коаксиальный) кабель.

Основное требование, предъявляемое к входным цепям в этом диапазоне, — обеспечить максимальный коэффициент передачи при минимальном коэффициенте шума. Максимальный коэффици­ент передачи мощности достигается согласованием антенны с фи­дером и фидера с входом первого каскада приемника. Но на УКВ основным видом помех являются шумы. Поэтому необходимо до­биться достаточного превышения сигнала над шумом, что дости­гается также согласованием волнового сопротивления фидера с входным сопротивлением первого каскада. Роль согласующего элемента выполняет одноконтурное входное устройство.

Наиболее распространенной в метровом диапазоне волн явля­ется схема входной цепи с двойной автотрансформаторной связью (рисунок 1.5.1,а). Схема несимметричная (заземлен один зажим кон­тура), поэтому при работе от симметричных антенн необходимо применение симметрирующихустройств. Эквивалентная схема та­кой входной цепи приведена на рисунок 1.5.1,г. Поскольку антенна настроена, то ее сопротивлениеR_aчисто активное. Согласование антенны с фидером обеспечивается, если сопротивления антенны R_aравно волновому сопротивлению фидераρ_ф. Согласование фи­дера с контуром достигается подбором точки включения 1 автотрансформаторной связи с коэффициентом m₁ который удовлет­воряет условию равенства сопротивлений фидера и контура:

ρ_ф= R₁₂= m²₁R_K= (Lсв/L_K)²R_K. (1.5.1)

Здесь резонансное сопротивление контура с учетом сопротивления, вносимого со стороны первого каскада приемника, R_к=R_вхm²₂ = =R_oR²_вx/{R_o+R'_bx),гдеR_o= ρ_kQ— резонансное сопротивление контура;R'_вх — входное сопротивление электронного прибора каскада, подключаемого к контуру входной цепи; L_CB— индук­тивность катушки связи, L_K— индуктивность катушки контура.

Рисунок 1.5.1 – Схема входной цепи диапазона метровых волн:

а— с двойной автотрансформаторной связью; б —с трансформаторной связью; в—с емкост­ной связью; г — эквивалентная

В метровом диапазоне волн входное сопротивление электрон­ных приборов мало, т. е. R'_bx<<R_k- Учитывая это, необходимая индуктивностькатушки связи L_св=L_K ,а число витков , гдеw— общее число витков катушки. При вы­полнении этого условия на вход первого каскада передается мак­симальный сигнал. Коэффициент передачи определяется из усло­вия, что вся подводимая к входу приемника мощность выделяет­ся на входном сопротивлении первого каскада, т. е. приR₁₂ = R_BX1илиU²₁₂/R₁₂ = U²_вх/R_вх.

Пользуясь эквивалентной схемой, можно записать (0,5Е_А)²/ρ_ф= =U²_bx/R_bx.Отсюда оптимальный коэффициент передачи при сог­ласовании с антенной К_{вх.ц.опт}=0,5 Однако наибольшее отношение сигнал-шум γ= = (Р_о/Р_ш)_вх обеспечивается при связи, не­много большей оптимальной, так как на входе первого каскада к шуму антенны и входной цепи добавляется шум электронного прибора, приведенный к входу.

Согласование входного контура с входом первого каскада осу­ществляется подбором коэффициента включения m₂, т. е. подбо­ром точки включения 3, обеспечивающим условие равенства мощ­ностей на катушке связи (участок 1—2) и на входе электронного прибора. В этом случае Отсюда видно, что оптимальный коэффициент передачи зависит от соотношения между волновым сопротивлением фидера ρ_ф и входным сопротив­лением первого каскадаR_вх. Коэффициент включения т₂ опреде­ляется отношением m₂ = L₁/L_к, где L₁— индуктивность той части катушки контура (3—2), к которой подключается вход первого каскада.

Схема входной цепи с трансформаторной связью (рисунок 1.5.1, б) может применяться как при симметричном, так и несимметричном фидерах. Она оказывается удобной в первом случае, так как поз­воляет сделать вход приемника симметричным. Асимметрия вход­ной цепи приемника обусловлена паразитной емкостью между витками катушки связи и контура. Для уменьшения асимметрии необходимо уменьшать паразитную емкость, что достигается при­менением электростатического экрана (Э) между катушками свя­зи и контура.

Настроенные антенны чаще всего используются при работе приемника на фиксированной частоте. В узком поддиапазоне час­тот связь входного контура с фидером постоянна, причем согла­сование достигается на средней частоте поддиапазона. По краям поддиапазона связь незначительно отличается от оптимальной, по­этому коэффициент передачи близок к максимальному.

Схема с емкостной связью (рисунок 1.5.1,в) применяется при не­симметричном фидере в диапазоне волн 1... 2 м. В этом диапазо­не параметры контураLCмалы: индуктивность — сотые доли микрогенри, емкость — единицы пикофарад, т. е. емкость контура оказываются соизмеримой с емкостями монтажа, катушки и элек­тронного прибора и т. д. Следовательно, для настройки контура в резонанс необходимо уменьшать емкость. В схеме с емкостной связью конденсаторы С1 и С2 включены последовательно, в ре­зультате суммарная емкость контура меньше.