книги из ГПНТБ / Смирнов Б.В. Основы электроники и техники связи учебник

(в н г) амплитудно-модулнрованного сигнала.

всех остальных частот и постоянная составляющая фильтром не пропускаются. На выходе контура будут колебания:

/= aj Ulmcos at + a2U2m-Ulm cos(co — Q)H - a2 U2m-Ulm cos (со -f Я)*.

Так как

cos (со — Я) t + cos (со + Q) t = 2 cos Qt ■cos at,

будем иметь

/ = /0 (1 Ц- m cos Я^) cos co^.

Это выражение можно записать в таком виде:

Из последнего выражения следует, что амплитудно-модулиро- ванное колебание состоит из трех компонентов: колебаний^несу­ щей частоты со с амплитудой /о, колебаний верхней боковой час­

тоты co+Q с а мпл ит у д о йк о л е б а ний иижнеи ооковой частоты

_ „ т г

со—Q с амплитудой — /„•

На оси частот спектр колебания, модулированного по ампли­ туде одним тоном, выглядит так, как показано на рисунке 170,а. При модулировании группой тонов (Яты-РЯшах) вместо боковых частот появляются боковые полосы частот: верхняя с частотами

256

Тогда с учетом обозначений на рисунке 171

р—q наступает перемодуляция и появляются искажения огибаю­ щей (рис. 172, в).

Энергетические соотношения при двухполосной передаче. Мощ­ ности боковых колебаний

Рв

Средняя мощность за период модуляции

Рг ср — гРО бок = />« + 2 — 'Ро = Ро 1 +

Из рисунка 170 следует, что полезный сигнал занимает спектр частот, равный одной боковой полосе. Поэтому достаточно пере­ дать только одну (любую) бо­ ковую полосу (рис. 170,9, г).

Системы, в которых от пере­ датчика к приемнику переда­ ется одна боковая полоса, на­ зываются системами одной бо­ ковой полосы (ОБП).

Система ОБП возможна с передачей несущих колебаний п без передачи этих колеба­ ний.

Частотный спектр модули­ рованных колебаний имеет следующий вид:

258

ф0— начальная фаза колебаний; Р — индекс (интенсивность) частотной модуляции,

но и фаза колебаний ф. Изменения частоты и фазы колебаний всег­ да взаимосвязаны.

Но частотная и фазовая модуляция имеют различия. При час­ тотной модуляции отклонение частоты не зависит от частоты моду­ лирующего сигнала, а зависит только от его амплитуды. Если вы­ полнить условие, согласно которому максимальное отклонение

260

колебаний при частотной и фазовой модуляции в полосе 60 кГц (максимальная модулирующая частота 15 кГц и |3=4). При фазо­ вой модуляции, когда индекс модуляции постоянный, число боковых частот и их амплитуды не изменяются, но интервал между боковы­ ми частотами уменьшается по мере уменьшения частоты модуляции. При частотной модуляции в пределах той же полосы частот коли­ чество боковых колебаний увеличивается с увеличением индекса модуляции (от k —4 до /е = 20), несмотря на. уменьшение модули­ рующей частоты.

Таким образом, спектры колебаний, модулированных по часто­ те и фазе, совпадают только при равенстве их индексов модуляции (/г=р = 4, рис. 174). Но такое положение возможно только в слу­ чае одной частоты модуляции, а при сложном модулирующем сиг­ нале спектры колебаний при частотной и фазовой модуляции раз­ личны.

Выходные каскады радиопередатчиков. При простых схемах та­ ких каскадов емкость, индуктивность и активное сопротивление ан­ тенны являются составной частью параметров выходного резонан­ сного контура. Для настройки контура изменяют дополнительную индуктивность Z-д или емкости Сд (рис. 175, а).

Рис. 175. Схемы выходных однотактных (а, б, в ) и двухтактных (г, д ) каскадов передатчиков:

а —простая; 6 — сложная с индуктивной связью с антенной; в — сложная с емкостной связью;

Ск — катодное сопротивление и блокировочный конденсатор; 1 др_ заградительный дроссель высокой частоты.

261

Простые схемы выхода обладают существенными недостатка­ ми. При расстройке контура (изменении параметров антенны, ее длины, места расположения и т. п.) и при обрыве антенны увели­ чиваются потери мощности на аноде выходной лампы. При работе передатчика в диапазоне волн не на фиксированной частоте труд­ нее согласовать выход каскада с антенной. При этом, как прави­ ло, увеличиваются потери рассогласования.

Простые схемы выхода применяются в маломощных передат­ чиках, работающих при относительно низких анодных напряже­ ниях.

В сложных схемах в аноде выходной лампы используют от­ дельный настроенный контур, связанный с антенной. Образуется система двух связанных контуров— анодного н антенного. Наст­ ройка выхода состоит не только в настройке в резонанс, но и в подборе оптимальной связи между контурами. Последняя может быть трансформаторной (рис. 175,6), автотрансформаторной или

чем простого. В антенном контуре обеспечивается высокое посто­ янство мощности во всем рабочем диапазоне частот при хорошей фильтрации полезных частот и подавлении гармоник вне переда­ ваемой полосы частот.

5. Радиоприемные устройства

Классификация и параметры радиоприемников, построение их схем. Радиоприемники классифицируются по тем же признакам,

ние) .

К параметрам радиоприемников относятся диапазон рабочих час­ тот, номинальные и нормальные выходные мощности и напряжение, чувствительность, полоса принимаемых (пропускаемых) частот, избирательность, стабильность настройки, пределы регулировок громкости, тембра и усиления, уровень фона, качество воспроизве­ дения принятых сигналов, потребление электроэнергии.

Существует три принципа построения схем радиоприемников: без усиления принятых колебаний, с усилением принятых колеба­ ний без изменения их частоты, с усилением принятых колебаний при помощи вспомогательной высокой частоты.

Детекторный радиоприемник строится по первому принципу. Он состоит из входного фильтра ВФ в виде резонансного контура и детектора, подключаемого к нему через катушку связи Ь0 после­ довательно (рис. 176, а) или параллельно контуру. Среднее значе­ ние тока в течение периода низкой частоты при работе детектора за счет конденсатора С близко по форме к огибающей модулиро­ ванного колебания.

262

По второму принципу строятся схемы приемников прямого уси­ ления, по третьему — схемы супергетеродинных приемников.

Входные цепи радиоприемников и усиление колебаний высокой частоты. Входной цепыо называется устройство, которое включает­ ся между антенной и входом первой лампы радиоприемника. Вход­ ное устройство должно обеспечивать:

а) равномерное усиление по диапазону, чтобы чувствитель­ ность приемника на любой принимаемой частоте была примерно одинаковой;

263

б) независимость параметров приемника от размеров и кон­ струкции антенны, с тем чтобы подключение к приемнику различ­

Емкостная связь обеспечивает удовлетворительное усиление и малую зависимость настройки приемника от параметров антенны при сравнительно небольшой емкости конденсатора связи (Ссв= = 10—30 пФ). Но коэффициент усиления входной цепи при этом получается неравномерный; он увеличивается с увеличением ча­ стоты принимаемых колебаний.

При индуктивной связи получаются хорошие характеристики входной цепи по коэффициенту усиления, но неравномерность уси­ ления по диапазону свойственна и этому виду связи с антенной (коэффициент усиления входной цепи увеличивается на низших частотах рабочего диапазона ).

Поскольку характер изменения коэффициента усиления по диапазону при емкостной и индуктивной связи взаимообратный, комбинированная индуктивно-емкостная связь дает равномерное усиление по диапазону. Для высококачественных приемников применяется именно такая связь с антенной.

Усилители высокой частоты на входе применяют, как правило, только для таких приемников, где происходит усиление в десятки и сотни тысяч раз. В качестве усилителей высокой частоты исполь­ зуют резонансные усилители.

В некоторых случаях используют усилители высокой частоты на сопротивлениях (нерезонаисные, апериодические). Но в таких усилителях происходит усиление не только полезного сигнала, приходящего с антенны, но и всех помех, которые в ней наводятся.

Приемник прямого усиления. Более совершенным по сравнению с детекторным является радиоприемник прямого усиления, пост­ роенный по второму принципу. В таком приемнике (рис. 176,6) поступающие с антенны А колебания 1 выделяются резонансным контуром (входные фильтры — ВФ), а затем усиливаются усилите­ лем высокой частоты УВЧ и только после этого поступают на де­ модулятор или детектор Д. Выделенные колебания низкой частоты 3 усиливаются в усилителе низкой частоты УНЧ -и поступают в оконечный аппарат ОА.

Приемник прямого усиления способен осуществлять прием ра­ диостанций длинных, средних, промежуточных и коротких волн. Возможность усиления колебаний низкой частоты позволяет ис­ пользовать в качестве оконечных аппаратов не телефон, а гром­ коговоритель (громкоговорящий прием).

264