2 Основные характеристики входной цепи.

Коэффициент передачи по напряжению равен отношению напряжения u_вых выходного сигнала на выходе входной цепи (на входе электронного прибора усилителя радиосигналов) к э.д.с. E_A, наведенной полем принимаемого полезного входного сигнала:

.

резонансный коэффициент передачи K_u0 – коэффициент передачи входной цепи при частоте, равной собственной частоте контура. Для повышения чувствительности УПОС целесообразно выбирать входную цепь таким образом, чтобы резонансный коэффициент передачи оказывался возможно больше.

Частотная селективность характеризует уменьшение значения модуля |K_u( f )| коэффициента передачи при заданной расстройке по частоте по сравнению с его значением при резонансе K_u0 при |E_A|=const:

.

Представление о частотной селективности входной цепи дает ее резонансная характеристика, которая позволяет определить избирательность входной цепи при произвольной частотной расстройке.

Полоса пропускания – ширина области частот вокруг собственной частоты контура f₀ с допустимой неравномерностью коэффициента передачи.

Коэффициент перекрытия диапазона частот. под перекрытием диапазона частот понимается возможность настройки входной цепи на любую частоту данного диапазона или поддиапазона, при условии, что неравномерность коэффициента передачи находится в допустимых пределах. Отношение максимальной частоты диапазона f_{с max} к минимальной f_{с min} называется коэффициентом перекрытия диапазона: . При использовании в качестве регулировочного элемента конденсатора переменной емкости отношение максимального значения C_max к минимальному значению C_min этой емкости выразится как .

Постоянство резонансного коэффициента передачи по напряжению в заданном диапазоне частот определяет постоянство чувствительности УПОС в этом диапазоне или поддиапазоне. Чем выше постоянство коэффициента передачи входных цепей УПОС, тем легче обеспечить постоянство чувствительности устройств приема и обработки сигналов.

3 Обобщенная эквивалентная схема одноконтурных входных цепей.

Количественные характеристики различных типов одноконтурных входных цепей могут быть получены из рассмотрения обобщенной эквивалентной схемы (рис. 2). В этой схеме комплексное сопротивление связи антенны с контуром Z_св  r_св  j x_св отнесено к антенной цепи. Тогда полное комплексное сопротивление всей антенной цепи равно:

, (1)

где ; ; и — активные составляющие наводимой во входной цепи э.д.с. и комплексного сопротивления связи антенны с контуром соответственно; и — реактивные составляющие наводимой во входной цепи э.д.с. и комплексного сопротивления связи антенны с контуром соответственно.

Полная выходная проводимость антенной цепи:

, (2)

где ; .

Н

а рис. 2 антенная цепь представлена генератором тока и выходной проводимостью .

Антенная цепь подключается к избирательной системе (контуру) через коэффициент включения p₁=U₁/U_k, (где U₁ и U_k – напряжения на входе контура и на конденсаторе C соответственно), характеризующий степень связи антенной цепи с контуром. Электронный прибор усилителя радиосигналов, подключенный к выходу контура, обладает входной проводимостью:

Y_вх  G₂  jb₂, (3)

где G₂ –активная, а b_2=ωC2 реактивная (емкостная) составляющие электронного прибора. Этот прибор подключается к контуру через коэффициент включения p₂=u_вых/U_k.

При настройке входной цепи на частоту ω_с необходимо учитывать, что резонансная частота контура ω₀ определяется не только значениями индуктивности L и емкости C, а также в равной степени внешними по отношению к контуру реактивными проводимостями b₁ и b₂. Таким образом, эквивалентная емкость контура С_э равна

(4)

Аналогичной зависимостью будет определяться и эквивалентная проводимость G_э контура:

. (5)

Т аким образом, схему на рис.1.2 удобно заменить более простой эквивалентной схемой рис.3.

Н а этом рисунке:

, (6)

. (7)

Резонансный коэффициент передачи будет равен:

. (8)

Резонансный коэффициент передачи входной цепи K_u0 при заданных параметрах антенной цепи, контура и электронного прибора зависит от коэффициентов включения p₁ и p₂, которые являются вещественными и могут изменяться в пределах: 0  p₁  1 и 0  p₂  1. Коэффициент передачи в данных условиях определяется этими двумя переменными и, следовательно, его максимум может быть найден при совместном решении следующих двух уравнений:

; . (9)

Можно показать, что K_u0 будет иметь максимум при:

G₁  G₂  g , когда p₂  1 и ; (10)

G₂  G₁  g , когда p₁  1 и . (11)

Активная составляющая проводимости антенной цепи G₁, как правило, значительно больше входной проводимости G₂ в случае использования в качестве электронного прибора транзисторов или интегральных микросхем. Поэтому при выполнении условия (10) обычно достигается максимальное значение резонансного коэффициента передачи.

Учитывая (2) и подставляя (10) в (8), получаем:

. (12)

Полагая, что рассматриваемый контур является трансформатором сопротивлений, легко видеть, что согласно (1.10),

. (13)

Это выражение является условием передачи максимальной мощности от генератора к нагрузке. Следовательно, подбор оптимального значения коэффициента p₁ соответствует согласованию нагрузочной проводимости с кажущейся выходной проводимостью генератора тока.

Рассмотрим отношение резонансных коэффициентов передачи по напряжению: . Согласно (8) и (12), имеем:

. (14)

Обозначим p₁/ p_1opt=a. Принимая во внимание, что , и учитывая (10), получаем:

. (15)

Для режима передачи максимальной мощности от генератора к нагрузке оптимальная величина эквивалентной проводимости контура входной цепи, с учетом (10), определяется выражением:

. (16)

Отношение будет иметь вид:

. (17)

Г рафики, иллюстрирующие зависимости (15) и (17), приведены на рис. 4. Из этих кривых видно, что в случае оптимальной связи антенны с контуром полоса пропускания входной цепи, пропорциональная G_э, возрастает в два раза по отношению к полосе пропускания ненагруженного контура. Увеличение связи выше оптимальной приводит к существенному увеличению полосы пропускания. Наоборот, при связи в два раза меньше оптимальной (a  0,5), полоса пропускания всего на 25 % превышает полосу пропускания ненагруженного контура. Дальнейшее уменьшение связи практически незначительно улучшает избирательность входной цепи.

С ледовательно, для обеспечения высокой избирательности входной цепи и большого коэффициента передачи, выбирают коэффициент a, равный значению 0.5. При этом коэффициент передачи будет составлять 80 % от максимального значения, а избирательность входной цепи будет мало отличаться от избирательности ненагруженного контура.