книги из ГПНТБ / Смогилев К.А. Радиоприемники сверхвысоких частот

На втором этапе работа генератора прекращается, к антен­ не должен подключиться приемник.

Разряд через разрядные промежутки прекращается. Со­ противление четвертьволнового трансформатора Т%, разомкну­ того на конце, близко к нулю, что эквивалентно короткому замыканию в точках а—а (или бесконечно большому сопро­ тивлению в сечении ее, которое отстоит от сечения аа на чет­ верть волны). Таким образом, входное сопротивление линии в месте подключения приемника (вв) в направлении передат­ чика близко к бесконечности и, следовательно, мощность пря­ мого сигнала в этом направлении не ответвляется.

Рис. 6.10.

В качестве четвертьволновых трансформаторов в санти­ метровой технике обычно используются объемные резонаторы, конструктивно объединенные с разрядниками. Схематически один из таких резонаторов представлен на рис. 6.10. В стек­ лянном вакуумном или наполненном инертным г,азом балло­ не (1) помещается искровой разрядник (2), который с по­ мощью металлических дисков (31 сочленяется с объемным: резонатором (4). Объемный резонатор для удобства монтажа.

230

состоит из двух частей, линии разъема выполнены так, что не нарушают электрической целостности объемного резонатора.

Разрядник с объемным резонатором представляет собой нелинейную систему, так как его проводимость зависит от силы сигнала, от напряженности высокочастотного поля внутри ре­ зонатора. Однако при работе на прием, сила приемного сигна­ ла невелика, разрядник не пробит и объемный резонатор можно считать линейной системой, которая описывается экви­ валентной схемой рис. 6.11.

Для передачи максимальной мощности полезного сигнала необходимо осуществить согласование волновода с объемным резонатором (коэффициент трансформации Щ) и, с другой стороны, объемного резонатора со входом приемника {щ)- Однако при этом на первом этапе работы антенного переклю­ чателя на вход приемника может просачиваться недопустимо большая мощность. Поэтому условия связи на входе и выходе объемного резонатора выбирают таким образом, чтобы на вто­ ром этапе разрядник был близок к полному согласованию, а на первом этапе обеспечивал надежную защиту смесителя.

Наряду с основной задачей снижения уровня мощности, поступающей на вход приемника в режиме генерации колеба­ ний, разрядник выполняет еще одну задачу. Он играет роль преселектора для зеркальных шумов антенны, т. е. он осущест­ вляет подавление составляющих шумов, частоты которых лежат в некотором интервале около зеркальной частоты и ко­ торые’ после преобразования попадают в полосу пропуска­ ния УПЧ.

Учитывая, что добротность ненагруженного разрядника составляет величину порядка 10 000, а нагруженного 300 ^ 350, можно для заданного подавления шумов зеркального канала

231

найти необходимую промежуточную частоту. Если же проме­ жуточная частота задана, а условие подавления одним раз­ рядником не может быть выполнено, то следует включать волноводные фильтры.

§ 6.4. Усилители промежуточной частоты

Выбор промежуточной частоты в приемниках импульсных сигналов осуществляется в зависимости от значения несущей частоты и длительности фронта принимаемых колебаний в пре­ делах Ю-МООМгц. При выборе промежуточной частоты учитываются следующие соображения.

При низкой промежуточной частоте:

1)обеспечивается более высокий коэффициент устойчивого усиления;

2)емкости и индуктивности контуров можно выбрать достаточно большими по величине. Так как уменьшается влияние разброса параметров ламп, емкостей монтажа и ин­ дуктивностей на форму резонансной кривой УПЧ, это упро­ щает производство и эксплуатацию приемника;

3)для приемников, в которых УВЧ не применяется, низ­ кая промежуточная частота, с одной стороны, позволяет по­ лучить меньший коэффициент шума приемника за счет увели­ чения R b %, но с другой стороны, затрудняет подавление «зеркальных'» шумов, что вызывает увеличение коэффициента

100 Мгц, для которых разработаны типовые элементы колеба­ тельных контуров.

Коэффициент усиления усилителя промежуточной частоты.

Для обеспечения работы амплитудного детектора в линейном режиме на его вход необходимо подавать напряжение в пре­ делах Н З в.

На входе УПЧ напряжение сигнала обычно составляет величину порядка (1 ^ 10) мкв. Следовательно, коэффициент усиления УПЧ в приемниках без УВЧ должен быть порядка 105-г-106, в приемнике с УВЧ — примерно 104-е10б.

232

vПри столь большом усилении усилитель может легко воз­ будиться.. Поэтому в усилителях промежуточной частоты импульсных приемников для предотвращения самовозбужде­ ния должны приниматься специальные меры.

Такие меры сводятся главным образом к уменьшению об­

Рис. 6.12.

Конструктивно УПЧ выполняется в виде линейки, на ко­ торой лампы (Ли Л2, Ль) расположены на одной прямой

(рис. 6.12).

- В областях 1, 2, 3 и т. д. размещаются детали экранирую­ щей сетки и катода, в областях 1—2, 2—3 и т. д., размещают­ ся детали анодной цепи предыдущего и сеточной цепи после­ дующего каскадов. Такая конструкция позволяет заметно ослабеть связи между каскадами.

На' рис. 6.13 изображено неправильное размещение каска­ дов, когда первый и последний каскады оказываются рядом.

233

При таком размещении сильные поверхностные токи, возбуж­ даемые в шасси токами элементов последнего каскада, воз­ буждают в элементах первого каскада напряжения, достаточ­ ные для самовозбуждения усилителя.

Заметное ослабление связи через источники питания до­ стигается включением фильтров развязки, которые предусмат­ риваются либо в каждом каскаде, либо в каждой паре каска­ дов.

Число каскадов и полоса пропускания одного каскада УПЧ.

Задача заключается в том, чтобы найти число каскадов усили­ теля промежуточной частоты и полосу пропускания отдельного каскада по заданным коэффициенту усиления всего УПЧ — Л'упч и его полосе пропускания.

Для решения поставленной задачи можно предложить несколько вариантов построения схем УПЧ (подробнее см. Волин М. Л., Усилители промежуточной частоты), каждый из которых обладает своими достоинствами и недостатками. Ниже рассматриваются некоторые из них, наиболее часта применяемые в практических схемах.

1. УПЧ с резонансными контурами, настроенными на одну частоту.

С ростом числа каскадов УПЧ увеличивается число коле­ бательных контуров, полоса пропускания всего усилителя уменьшается, так как резонансная характеристика многокас­ кадного усилителя становится более острой:

где п — число каскадов с одинаковыми резонансными харак­ теристиками,

ЗЛ — выражение для резонансной характеристики одного каскада.

На рис. 6.14 показано сужение полосы пропускания двух­ каскадного усилителя по сравнению с однокаскадным. Резо­ нансная кривая двухкаскадного усилителя (2) получена воз­ ведением в квадрат соответствующих ординат резонансной: кривой однокаскадного усилителя (1).

Выражение для определения полосы пропускания отдель­ ного каскада по заданному числу каскадов и полосе пропу­ скания всего УПЧ найдем из следующих соображений.

234

■Резонансная характеристика одиночного каскада выра­ жается известной формулой;

При расстройке, равной половине полосы пропускания’ усилителя Д /= 0 ,5 Д /П, _ууПч получает значение 0,707.

235--

Из последнего выражения для полосы пропускания от­ дельного каскада д-каскадного усилителя находим:

Из последнего выражения видно, что с ростом числа кас­ кадов, при заданной полосе пропускания одного каскада, общая , полоса пропускания сужается, а при заданной общей полосе пропускания полосы пропускания отдельных каскадов должны увеличиваться (рис. 6.15).

Рост полосы пропускания отдельного каскада вызывает -в свою очередь уменьшение его коэффициента усиления. Это

-.236

Обозначая

всего УПЧ ( Яупч), находим полосу пропускания отдельного каскада ( Д /щ ) и число каскадов п.

П р и м е р . Пусть коэффициент усиления отдельного каска­ да, при полосе пропускания, равной полосе пропускания всего

каскада УПЧ расширяется по сравнению с полосой пропуска­

каскадов УПЧ и усложнению схемы. ■ Таким образом, основным недостатком УПЧ с настроен­

ными на одну частоту резонансными контурами является за­ метное расширение полосы пропускания отдельного каскада по сравнению с полосой пропускания всего усилителя. Кроме того, форма резонансной кривой всего УПЧ весьма далека от идеальной П-образной.

2 3 7

В связи с этим целесообразно указать другие возможные способы построения широкополосных УПЧ. Однако прежде чем перейти к их рассмотрению, необходимо отметить одно поло­ жительное качество УПЧ с настроенными контурами. Оно со­ стоит в простоте настройки и эксплуатации усилителя, а также стабильности его резонансной характеристики при смене ламп.

2. УПЧ с попарно расстроенными контурами. Многокас­ кадные усилители промежуточной частоты с одиночными по­ парно расстроенными контурами позволяют при меньшем чис­ ле каскадов п по сравнению с предыдущим случаем обеспечить такой же или более высокий коэффициент усиления и такую же полосу пропускания, как и в случае усилителя с настроен­ ными на одну частоту контурами.

Полагая резонансные кривые контуров, расстроенных сим­ метрично относительно промежуточной частоты, идентичными (_У1 =_У2), можем написать:

Из (6.9) следует, что условием идентичности резонансных кривых является равенство:

Имея в виду вышеприведенные соображения, напишем вы­ ражение резонансной кривой двухкаскадного усилителя с по­ парно-расстроенными контурами:

или, после преобразований, имеем:

У —

(6.13)

.2 3 8

Выражение (6.13) позволяет рассмотреть четыре характер­

В последнем случае резонансная кривая становится дву­ горбой. Подробное рассмотрение указанных случаев можно найти в книге Волина М. Л., «Усилители промежуточной ча­ стоты». Здесь же рассматривается только один, практически

У4+ т

Выражение (6.15) определяет резонансную кривую двух­ каскадного усилителя (рис. 6.16). В случае п контуров (где

л должно быть четным) резонансная кривая, очевидно, опреде­ ляется следующей зависимостью:

239