Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебники / УПиОС Плаксиенко_2004

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
06.07.2026
Размер:
4.14 Mб
Скачать

Устройства приема и обработки сигналов

 

М

 

CK

Cсв

 

Lсв

LK

 

 

 

LK

m

 

 

 

 

 

 

 

Cуд

n

 

n

LK

 

CK

 

n

CK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a)

 

б)

 

в)

 

 

 

 

Cсв

 

Cсв

Cук

LK

CP

 

 

 

 

 

 

М

 

LK m

Rу

Cсв

 

LK

CK

CK

 

 

Lсв

n

 

 

 

 

CK

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CP

г)

 

 

д)

е)

 

Рис. 3.5

Наиболее распространена трансформаторная связь (рис. 3.5,а), которая может, как будет показано ниже, работать в режимах удлинения и укорочения.

Автотрансформаторную связь обычно применяют при работе от штыревых антенн (рис 3.5,б). Внешнеемкостная связь (рис. 3.5,в и г) может иметь достаточно высокий коэффициент передачи, но обладает значительной неравномерностью КВЦ по диапазону, поэтому предпочтитель-

на для растянутых диапазонов, а также для ВЦ с индуктивной настройкой. Внутриемкостная связь (рис. 3.5,д) применяется при антеннах с малой емкостью и позволяет реализовать достаточно постоянный коэффициент передачи ВЦ по диапазону. Для получения большего постоянства коэффициента передачи применяют “укорачивающий конденсатор” CУК.

Комбинированная связь (трансформаторная и емкостная, рис. 3.5,е) обеспечивает высокое значение K0 , малую неравномерность K0 по диапазону, однако хуже ослабляются высокочастотные побочные каналы.

3.2.2. Схемы подключения ВЦ к нагрузке

Подключение к ВЦ нагрузки, как и антенны, приводит к ухудшению селективности ВЦ, уменьшению коэффициента передачи, некоторой рас-

41

Учебное пособие

стройке. Для уменьшения влияния нагрузки на характеристики ВЦ следует выбрать связь между контуром и нагрузкой слабо, (мало) зависящей от частоты, либо с противоположным характером зависимости по отношению к антенне.

Возможны следующие виды связи ВЦ с нагрузкой: а - трансформаторная, б- автотрансформаторная, в- внутриемкостная, г- комбинированная (трансформаторная и внутриемкостная) (рис 3.6).

 

М

 

Cу к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cн

 

 

 

Lk

Lсв

Gн

Ck

Lk

Gн

Cн

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

 

Cу к

 

 

 

 

Lk

Ск

Lк

Lсвн

Yн

Ck

 

 

Cсвн

 

 

 

 

 

 

Yн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cсвн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.6

В схемах рис 3.6, а, б - достаточно постоянный K0(f) , недостаток - паразитный контур LСВ CН. В схеме рис.3.6, в - нет паразитных контуров, но К0(f) убывает с ростом частоты. Схему рис. 3.6, г - применяют при вы-

соких требованиях к постоянству параметров. На СВЧ применяют ВЦ с контурами на распределенных элементах.

3.3. Эквиваленты приемных антенн

Антенну РПрУ, находящуюся под воздействием электромагнитного поля, можно представить в виде эквивалентного генератора ЭДС

EA или тока IA (рис. 3.7).

Внутреннее сопротивление генератора ЭДС в общем случае со-

42

Устройства приема и обработки сигналов

держит активную и реактивную составляющие A rA jxA .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZA

 

 

 

 

 

 

EA

 

 

 

 

IA

YA

 

 

 

 

а)

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.7

 

 

 

ЭДС эквивалентного генератора

 

 

 

 

 

 

EA A hД ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где A - напряженность электрической составляющей поля сигнала в ме-

сте приема;

h

Д

-действующая высота антенны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры эквивалентного генератора тока могут быть выражены

так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IA

 

EA A

,

 

 

 

 

EA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zA

 

 

 

где

1

GA jBA - полная проводимость антенны.

A

 

A

 

 

 

 

 

 

 

Сопротивление ненастроенной антенны A зависит от частоты,

так как антенна представляет собой цепь с распределенными параметрами. Учитывая это разработчик радиоприемника должен обеспечить слабую связь внешней антенны со входной цепью. Если это выполняется, то параметры антенны слабо зависят от ее электрических характеристик и определяются только действующей высотой.

Для обеспечения идентичности измерений ГОСТ 9783-86 рекомендует единый эквивалент, соответствующий наружной антенне высотой 5м, пригодной для диапазона 0.1 30 Мгц. Электрическая схема этого эквивалента показана на рис. 3.8.

Внастоящее время в этих диапазонах генераторы отградуированы

внапряжении на согласованную нагрузку , равную 50 Ом, поэтому для согласования эквивалента антенны с генератором, имеющим выходное сопротивление R Г =50 Ом, необходимо R1 (см. рис. 3.8) заменить двумя

резисторами, как показано на рис 3.9.

43

 

 

 

Учебное пособие

 

R1 80 Ом

L1 20 мкГн Q>15 при 1 МГц

Rг

C1 120

пФ

 

Uг

 

R2 330 Ом

C2 390 пФ

 

 

 

Рис. 3.8

 

 

 

 

R1' 55 Ом

Rг = 50 Ом

R1'' 50 Ом

Uг

Рис. 3.9

Эквивалентная ЭДС, определяющая уровень входного сигнала равна в этом случае показаниям генератора UГ.

При двухсигнальных методах резистор R1 (рис. 3.8) заменяется на четыре резистора, схема соединения которых и номиналы указанны на рис.3.10. Эквивалентная ЭДС , создаваемая каждым из генераторов, равна в этом случае 0,55 U Г .

При измерении параметров приемника, работающего со штыревой антенной, сигнал необходимо подавать к месту соединения штыря через эквивалент антенны, при этом сама антенна должна быть отсоединена.

Схема эквивалента штыревой антенны в диапазоне КВ представлена на рис.3.11. Значение емкости С зависит от длины антенны и емкости корпуса приемника относительно земли. Чем короче антенна и чем меньше габариты корпуса, тем меньше емкость С. Схема соединения эквивалента штыревой антенны с генератором может быть такой же, как и в случае эквивалента наружной антенны (см. рис.3.8).

44

Устройства приема и обработки сигналов

Rг = 50 Ом

Uг

Rг = 50 Ом

Uг

R1' 133 Ом

R1'' 57 Ом

R1' 133 Ом

R1'' 57 Ом

Рис. 3.10

R 80 Ом

C 4.8 - 6.8 пФ

 

Рис. 3.11

Схема эквивалента штыревой антенны в диапазоне УКВ показана на рис.3.12.

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

Рис. 3.12.

В УКВ - диапазоне измерительные генераторы могут иметь внутреннее сопротивление 75 Ом или 50 Ом. Схема соединения эквивалента штыревой антенны в диапазоне УКВ приведена на рис.3.13.

45

Учебное пособие

Значения элементов эквивалента и схемы соединения, зависят от диапазона частот, размеров корпуса и внутреннего сопротивления генераторов.

RЭ - меняется от 14 до 32 Ом, СЭ - от 5.8 до 8.3 пФ,

LЭ - от 0.34 до 0.78 мкГн, R1 - от 20 до 50 Ом,

R2 - от 16 до 51 Ом, R3 - от 0 до 9 Ом.

R1

R3

Lэ Cэ

 

Rг = 50 Ом

 

 

 

R2

 

 

 

Uг

 

 

 

а) - с одним генератором

 

 

 

Rг/3

 

 

 

Rг = 50 Ом

 

 

 

 

R3 = R1+Rг/3

 

 

 

Lэ

Cэ

Uг

 

R2

 

 

Rг/3

Rг = 50 Ом

Uг

б) - с двумя генераторами

Рис. 3.13

Для расчета эквивалентной ЭДС в эквиваленте штыревой антенны необходимо показания генератора умножить на r для односигнального

46

Устройства приема и обработки сигналов

метода либо на r/2 для двухсигнального метода, где r=R2/(R1+R2).

Если в УКВ - диапазоне используется настроенная антенна, то при измерениях генератор с выходным сопротивлением 75 Ом подключают непосредственно ко входу приемника.

При двухсигнальном методе измерения генераторы RГ =75 Ом подключают по схеме рис. 3.14.

 

Rг/3

Rг = 75 Ом

25 Ом

 

Rг/3

25 Ом

Uг

 

Rг/3

Rг = 75 Ом

25 Ом

 

Uг

 

Рис. 3.14

Если генератор имеет внутреннее выходное сопротивление Rг = 50 Ом, то необходимо все подключения выполнять через специальные переходные устройства с 50 на 75 Ом, входящие в состав генератора, или последовательно генератору включить сопротивление 25 Ом, при этом схемы подключения те же.

Эквивалент автомобильной антенны в диапазонах ДВ, СВ, КВ (рис. 3.15) отличается от эквивалента штыревой антенны в диапазоне КВ наличием емкости С2, которая учитывает эквивалентную емкость кабеля и держателя антенны.

47

Учебное пособие

Схемы подключения генератора к данному эквиваленту антенны аналогичны ранее рассмотренным.

В диапазоне УКВ схема эквивалента автомобильной антенны и схема подключения одного генератора показаны на рис 3.16. При двухсигнальных методах измерения перед эквивалентом антенны включается цепочка резисторов согласно рис 3.14.

R 80 Ом

C1 15 пФ

C 2

Рис. 3.15

Rг = 75 Oм

Uг

R2 22 Ом

L1 0.7 мкГн

 

C1 19.2 пФ

R1 75 Ом

C2 18 пФ

Рис. 3.16

3.4. Анализ обобщенной эквивалентной схемы одноконтурной входной цепи

Различные схемы одноконтурных ВЦ отличаются главным образом способами связи колебательного контура с антенной и с первым активным элементом приемника. Общие соотношения, характеризующие работу одноконтурных ВЦ на данной частоте, не зависят от видов связи контура. Рассмотрим основные количественные характеристики ВЦ на примере эквивалентной схемы рис. 3.17.

Антенно-фидерная система представлена в виде генератора тока

IA EA zA

48

Устройства приема и обработки сигналов

с активной G A и реактивной BA проводимостями, которые включают в

себя параметры элементов связи антенны с контуром ВЦ Вход первого активного элемента приемника представлен прово-

димостью BX GBX jBBX .

На схеме показано автотрансформаторное подключение контура к антенной цепи и ко входу последующего каскада с коэффициентами включения

 

 

 

 

2

 

Lk

 

 

 

1

m

n Ck

 

 

 

G0 U

 

 

 

 

 

Uвх

 

 

 

 

IA GA BA U1

 

Gвх

Bвх

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

 

Рис. 3.17

 

m

U1

и

n

UBX

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

При этом в контур вносятся трансформируемый ток I

m I и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

A

проводимости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

m2G

A

,

G

n2G

BX

,

 

 

 

A

 

 

 

BX

 

 

 

 

 

 

 

B

m2B

A

,

B

n2B

BX

.

 

 

 

 

A

 

 

 

BX

 

 

 

 

 

 

 

При этом rA = rАНТ + r СВ , а xA = xАНТ + x СВ.

С учетом вносимых проводимостей и трансформируемого тока эквивалентную схему преобразуем к виду рис. 3.18.

Эквивалентная реактивная проводимость контура в этом случае будет равна

BЭ CK

1

m2BA n2BBX CЭ

1

.

 

 

LK

LЭ

 

 

 

49

Учебное пособие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I'A

 

 

B'A

 

 

G'A

 

Lk

 

 

Ck

 

 

G0

 

 

G'вх

 

 

B'вх

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.18

Это означает, что параметры контура зависят от параметров антенны и нагрузки.

При резонансе BЭ = 0. Эквивалентная активная составляющая проводимости контура будет равна

 

 

 

 

 

 

G

 

 

1

G

 

m 2G

 

n 2G

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э

R Э

O

A

BX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

G

O

 

dК

d

К

 

O

C

- собственная активная проводимость контура,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

определяемая его конструктивным затуханием. Тогда эквивалентную схему ВЦ можно представить в более простом виде (рис. 3.19),

I'A

GЭ

LЭ

CЭ U

Рис. 3.19

где напряжение на контуре

U IA mIA ,

YЭ YЭ

YЭ GЭ jBЭ - полная проводимость эквивалентного контура

 

 

 

1

 

 

 

j C

 

1

 

 

 

 

j

 

C

 

Y G

Э

j C

 

G

1

 

 

 

 

 

G

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э

 

j L

 

Э

 

GЭ

 

j LGЭ

 

Э

 

GЭ

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

GЭ (1 j ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50