- •Глава 1. Основы телефонии
- •1.2. Методы оценки качества телефонной передачи
- •1.4. Телефоны
- •1.5. Микрофоны
- •Глава 2. Телефонные аппараты
- •2.2. Разговорные
- •2.3. Схемы телефонных аппаратов
- •Глава 3. Сети связи
- •3.2. Коммутационные приборы
- •3.3. Расчет нагрузки
- •Глава 4. Автоматические телефонные станции
- •4.1. Классификация
- •4.2. Атс декадно-шаговой системы
- •4.3. Атс координатной системы
- •4.4. Квазиэлектронные и электронные атс
- •II. Многоканальная телефонная связь
- •Глава 5. Основы многоканальной телефонной связи
- •5.1! Целесообразность применения многоканальных систем связи
- •5.2. Основные способы образования каналов тч
- •5.3. Организация каналов связи. Дифференциальные системы
- •5.5. Организация каналов по волоконно-оптическим линиям связи
- •Глава 6. Аппаратура
- •6.1. Системы с амплитудной и частотной модуляцией
- •6.5. Системы передачи
- •Глава 7. Основные элементы
- •7.1. Генераторное оборудование
- •7.2. Преобразователи частоты
- •7.3. Автоматическая регулировка усиления
- •7.4. Ограничители амплитуд. Сжиматели и расширители динамического диапазона речи
- •Глава 8. Цифровые системы передачи
- •8.1. Построение цифровых систем передачи
- •8.2. Основные элементы аппаратуры систем передачи с икм
- •8.3. Особенности применения
- •Глава 9. Проектирование
- •9.1. Линии связи
- •9.3. Проектирование магистралей связи
- •III. Междугородная телефонная связь
- •Глава 10. Организация междугородной телефонной связи
- •10.1. Построение сети междугородной телефонной связи. Способы установления соединений
- •10.2. Ручные междугородные телефонные станции (рмтс)
- •10.3. Оконечные
- •Глава 11. Междугородная автоматическая телефонная связь
- •11.1. Технико-экономические предпосылки автоматизации междугородной телефонной связи
- •11.2. Системы дальнего набора токами тональной частоты
- •11.3. Прямые и обходные соединения в автоматизированной сети связи
- •IV. Оперативно-технологическая телефонная связь
- •Глава 12. Построение систем технологической связи
- •12.1. Назначение и организация технологической связи
- •12.2. Тональный избирательный вызов
- •12.4. Промежуточные пункты избирательной связи
- •Глава 13. Применение каналов нч и тч для организации технологической связи
- •13.1. Построение разговорного тракта групповой технологической связи с избирательным вызовом
- •13.2. Расчет и нормирование затухания в групповых каналах технологической связи
- •13.3. Применение промежуточных усилителей в групповых каналах нч технологической связи
- •13.4. Применение каналов тональной частоты для организации групповой технологической связи
- •14.1. Поездная диспетчерская связь
- •14.2. Постанционная телефонная связь
- •14.6. Организация технологической связи и каналов телемеханики на участках железных дорог
- •14.7. Диспетчерские центры управления перевозочным процессом
- •V. Телеграфная связь и передача данных
- •Глава 16. Основы передачи дискретной информации
- •16.2. Кодирование. Первичные коды
- •16.3. Дискретная модуляция
- •16.4. Действие помех на передаваемые сигналы. Понятие об искажениях, ошибках, исправляющей способности
- •16.5. Методы передачи
- •Глава 17. Электромеханически и электронные телеграфные аппараты
- •17.1. Структурная схема передающей и приемной частей телеграфного аппарата
- •17.2. Сопряжение телеграфных аппаратов с линией
- •17.4. Устройство электромеханического телеграфного аппарата ста-м67
- •17.5. Способы печати в телеграфных аппаратах
- •17.6. Приборы автоматической работы стартстопного аппарата
- •Глава 18. Частотное телеграфирование и факсимильная связь
- •18.2. Основные типы аппаратуры тонального телеграфирования
- •Глава 19. Передача данных
- •19.3. Системы с обратной сзязью
- •19.4. Аппаратура передачи данных
- •Глава 20. Организация телеграфной связи и передачи данных
- •20.1. Структура сети телеграфной связи и передачи данных
- •20.2. Методы коммутации на сетях передачи дискретной информации
- •20.3. Узлы коммутации каналов
- •20.4. Центры коммутации сообщений и пакетов
- •20.5. Построение перспективной сети передачи данных
- •VI. Радиосвязь
- •Глава 21. Радиопередающие устройства
- •21.1. Виды радиосвязи на железнодорожном транспорте
- •21.2. Структура
- •21.3. Колебательные системы
- •21.4. Генераторы колебаний радиочастоты
- •21.6. Функциональные схемы и основные электрические характеристики рЁДиопередатчиков
- •22.2. Излучение электромагнитных волн
- •22.3. Электрические характеристики передающих антенн
- •22.4. Виды передающих и приемных антенн
- •23.3. Преобразователи частоты
- •23.4. Усилители промежуточной частоты
- •23.5. Демодуляторы
- •23.6. Усилители звуковой частоты
- •23.7. Особенности построения железнодорожных радиостанций
- •Глава 24. Системы поездной радиосвязи
- •24.1. Общие сведения об организации поездной радиосвязи
- •24.3. Система поездной радиосвязи в диапазоне гектометровых и метровых волн на базе радиостанций жр-ук
- •24.4. Система поездной радиосвязи в диапазоне гектометровых, метровых и дециметровых волн на базе аппаратуры системы «Транспорт»
- •Глава 25. Сист6а4ы стаЧиИонной и ремонтно-олеративнои радиосвязи
- •25.1. Общие сседения
- •25.3. Общие сведения об организации ремонтно-оперативной радиосвязи
- •Глава 26. Радиолинии
- •26.1. Радиорелейные линии
- •26.2. Магистральные коротковолновые радиолинии
- •26.3. Телевизионные системы
- •26.4. Радиолокационные системы
- •Глава 1. Основы телефонии. ... 6
- •Глава 15. Станционная оперативная
- •Глава 16. Основы передачи дискретной информации. ... 152
- •Глава 17. Электромеханические и электронные телеграфные аппараты 162
- •Глава 18i Частотное телеграфирование и факсимильная связь.
- •Глава 25. Системы станционной и реремонтно-оператитой радиосвязи 281
- •Глава 26. Радиолинии и радиотехнические устройства
22.4. Виды передающих и приемных антенн
Конструкция антенн зависит в основном от длины радиоволн, используемых для радиосвязи и особенностей их распространения;
Антенны километровых и гекто-метровых волн (Х==0,1-г-Ю км) представляют собой вертикальный вибратор, поскольку горизонтальный вибратор при высоте установки /г-СА, не излучает энергии (см. п. 22.3). Конструктивные ограничения не позволяют создать в этом диапазоне несимметричный вертикальный вибратор длиной U =А/4, поэтому его
Rz и мощность излучения Рг малы. Для улучшения параметров антенны ее вертикальную часть дополняют горизонтальной, которая сама энергии не излучает, но способствует увеличению тока и дает более равномерное его распределение в вертикальной части (рис. 22.10, о). Действующая длина такой антенны /д s 0,5/, + /0/2[ 1 + U/Ц . Чем больше /г, тем ближе 1а к /в и тем значительнее увеличиваются параметры /?£, Pz и цл.
Подобная система получила название Г-образной антенны. Ее разновидностью является Т-образная антенна, у которой вертикальный провод подключен к середине горизонтальной части (рис. 22.10, б). Подобные антенны в горизонтальной плоскости дают направленное излучение энергии и используются в радиовещании и системе поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте.
В антеннах декаметровых волн (А,= 10-М00 м) нетрудно добиться соотношения /i«L При этом параметры Rz, Ps и г\а имеют достаточно большие значения. В этом диапазоне антенны строятся чаще всего на базе горизонтальных симметричных вибраторов. Это объясняется необходимостью создания максимума излучения под углом к поверхности земли для радиосвязи на большие расстояния путем отражения радиоволн от ионосферы. ДН горизонтального вибратора длиной U ^Х/2 при высоте подвеса h = "k/2 (см. п. 22.3) имеет два лепестка при максимальном излучении энергии в вертикальной плоскости под углом к поверхности земли —¥ (см. рис. 22.8, б). При необходимости большей концентрации излучения в двух основных направлениях применяются многовибраторные антенны, состоящие из п излучателей. Если ненаправленные излучатели расположены на одной линии на равных друг от друга расстояниях d и питаются токами равных амплитуд со сдвигом фаз (р, то система в целом приобретает направ-
согласно
формуле (22.11)
при п
= 2 имеем
В том случае, когда излучатели имеют индивидуальные ДН, например F\ (9) и /^(б), то общая ДН всей системы определяется из соотношения F(Q)=Fl(Q)F2(Q).
Рассмотрим ДН синфазных антенн (ф = 0), состоящих из двух и четырех горизонтальных вибраторов, расположенных вертикально, без учета влияния земли (рис. 22.11, а, б). С увеличением п ширина основных лепестков ДН (2А8) уменьшается (направленность излучения растет), однако возникают неосновные (боковые) лепестки ДН, число которых зависит от п.
Для создания излучения только в одном направлении (односторонней ДН) антенну дополняют рефлектором (отражателем). Если'рефлектор возбуждается током от того же генератора, что и основной излучатель, то он относится к классу активных. Пассивный рефлектор возбуждается полем излучателя. Если поместить рефлектор на расстоянии d = X/4 от излучателя и сдвинуть фазу тока в нем на 90 °, то
В направлении пространства при 9 = 0 напряженность поля удваивается вследствие синфазности полей от излучателя и рефлектора (рис. 22.12). В обратном направлении (9 = л) излучение отсутствует за счет компенсации противофазных полей.
Условия радиосвязи через ионосферу вынуждают в течение суток ме; ть длину волны излучения. При этом применяют диапазонные антенны,у которых за счет низкого волнового и входного сопротивлений параметры сохраняются постоянными в определенном диапазоне X. Первой разновидностью таких антенн является вибратор горизонтальный д и а п г зонный. (ВГД), выполненный в bi де нескольких проводов, образуюи их цилиндрическое тело (рис. 22.13, а). Второй разновидностью является ромбическая антенна, состоящая из четырех горизонтально подвешенных проводов, образующих стороны ромба (рис. 22.13, б). В проводах устанавливается режим бегущих волн, что обеспечивает максимум излучения вдоль главной диагонали и сохранение параметров антенны в широком диапазоне.
Рассмотренные антенны используются в системе магистральной железнодорожной радиосвязи для обмена информацией между МПС
Разновидностью рассмотренной антенны является петлевой вибратор (шлейф-антенна), представляющий параллельное соединение двух полуволновых вибраторов (рис.
22.14, б), токи в которых протекаютв одном направлении, что в 4 разаувеличивает значение Rz-
На подвижных объектах обычно устанавливают несимметричные четвертьволновые вертикальные вибраторы,в которых в качестве противовеса используется крыша автомобиля или локомотива. Такая антенна при возбуждении от коаксиального кабеля симметрирования не требует (рис. 22.15, а). Разновидностью ее является петлевой несимметричный вибратор с заземленным окончанием (рис.
22.15, б). Преобразование полуволнового вертикального' вибраторас заземленным основанием, с возбуждением сверху и с узлом токав середине провода в петлевойвибратор с Ц=Х/4 пояснено на рис.22.15, в, г.
Антенны заземляются из соображений электробезопасности.
Иногда из конструктивных соображений высоту петлевого вибратора 1\ принимают значительно меньше, чем Х/4 (рис. 22.16). Для настройки подобной антенны в резонанс верхнюю часть ее выполняют в виде металлической плиты, емкость
Направленность излучения в рассматриваемом диапазоне, так же как и в декаметровом диапазоне, достигается с помощью многовибраторных антенн. Так, для уменьшения боковых лепестков ДН в вертикальной плоскости и обеспечения максимума излучения у поверхности земли используют многоэтажные антенны, состоящие из вертикальных вибраторов. Для получения односторонней направленности в горизонтальной плоскости применяют вертикальный вибратор с пассивным рефлектором в виде металлической сетки или решетки (рис. 22.17).
Узкую одностороннюю ДН создает антенна типа «волновой канал» (рис. 22.18), включающая в себя следующие элементы: активный вибратор (А), пассивный рефлектор (Р), один или несколько пассивных вибраторов, называемых директорами (Д). Расстояние между вибраторами и их длина подбираются таким образом, чтобы ток рефлектора /р опережал ток 1А, а ток /Д1 отставал от последнего по фазе на угол 90°. В каждом п-м директоре ток отстает по фазе от тока в (п— 1)-м директоре, в результате излучение направлено в сторону директоров, а ширина ДН антенны тем меньше, чем больше их количество.
Рассмотренные антенны используются в стационарных и возимых радиостанциях систем поездной, станционной и ремонтно-оперативнои радиосвязи на железнодорожном транспорте, а также в системах телевидения.
Антенны сантиметровых и миллиметровых волн (Л, = 0,014-0,1 м) относятся к классу поверхностных (апертурных) антенн, в которых в процессе излучения участвуют не проволочные вибраторы, а металлические поверхности. В рассматриваемых диапазонах фидером служит чаще всего прямоугольный волновод, открытый конец которого излучает энергию в пространство. В целях согласования волновых сопротивлений фидера и пространства конец волновода плавно расширяется, в результате чего образуется рупорная антенна (рис. 22.19, а) с ДН в плоскости
Для получения узкой ДН рупорную антенну дополняют параболическим зеркальным рефлектором (рис. 22.19, б), который превращает сферическую волну рупорного излучателя, находящегося в фокусе металлического зеркала, в плоскую волну, излучаемую в пространство. ДН подобной антенны описывается функцией /м (8) =sin(a/?sin0)/ai?sin8 и при больших радиусах зеркала R имеет ширину не боле'е нескольких градусов.
Параболические антенны широко применяют в аппаратуре железнодорожных радиорелейных линий и радиолокационных устройствах.
Передающие антенны всех диапазонов представляют собой обратимый преобразователь, поэтому могут использоваться в качестве приемных. Приемная антенна осуществляет
преобразование энергии электромагнитного поля в энергию электрического тока радиочастоты. Хотя все названия параметров и характеристик антенн сохраняются при переходе из режима передачи в режим приема, однако некоторые из них теряют или изменяют физический смысл. Такие параметры, как мощность и сопротивление излучения, в технике приемных антенн не используются. Действующая длина приемной антенны есть отношение индуктированной в антенне э.д.с. к напряженности вызвавшего ее поля. Под ДН приемной антенны понимается зависимость этой э.д.с. от угла прихода волны в той или иной плоскости. При этом остаются в силе такие характеристики направленности, как ширина ДН, КНД и коэффициент усиления антенны.
Контрольные вопросы
1. В каком режиме должен работать фидерпередатчика?
За счет чего становится возможнымпроцесс излучения?
Какое явление позволяет реализоватьнаправленное излучение?
Как влияет земля на параметры антенн?
Какова роль горизонтальной частиГ-образной антенны?
В чем различие между пассивными активным рефлекторами?
Главе 23. РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА
23.1. Функциональные схемы и основные электрические характеристики радиоприемников
Излучаемые антенной передатчика радиоволны, распространяясь в окружающей среде, достигают пункта, где установлена приемная антенна, к выходу которой подключен радиоприемник. Радиоприемник выполняет следующие основные задачи: усиливает колебания радиочастоты с выхода антенны по напряжению и мощности, подавляет помехи всех
очастоты с целью выделения электр1 ческих телефонных или телеграфии сигналов, которые преобразует в с< общения.
Рассмотрим основные электриш ские параметры радиоприемников.
Рабочая частота приемниь должна совпадать с рабочей частоте радиосигнала передатчика даннс радиолинии. Приемник, имекищ одну рабочую частоту, называет приемником с фиксированной н стройкой. Приемники, имеющие во можность принимать сигналы н скольких передатчиков, последов тельно перестраиваясь с одн рабочей частоты на другую, от> сятся к классу диапазонных, д которых вводится показатель диапазон рабочих часто
Чувствительность пр емника характеризует его ci собность принимать слабые сигна (излучения удаленных передат1 ков). За счет рассеивания и,поглои ния энергии радиоволн в ср< распространения электродвижуи сила Еа, наведенная ими в антен имеет очень малую амплиту Поэтому важной задачей приемш является усиление, которое ocyL ствляется во всех его трактах, Ч больше общий коэффициент уси ния К=11вых с/Еа, тем меньшую величине Еа (излучения более у, ленных передатчиков) способен в принимать приемник, обеспечивая выходе требуемую амплитуду нап жения t/вых с (мощность РВых с) те фонного или телеграфного сигна Электродвижущая сила £ди xapas ризует чувствительность приемш
При увеличении коэффициент что делается с целью достиже высокой чувствительности (умень ния Еа), приемник становится хс шим усилителем не только сигнала, но и для помех. При э амплитуда напряжения помех Ut (Рвых п) на выходе становится сои;
РИМОЙ С С/вых с (Рвых о) , ЧТО ЗЭТруДЬ
восприятие и регистрацию сооб ний. Поэтому для приемников вве показатель — реальная чув
МКВ ПрИ Рвыхс/Лшхп=20 ДБ.
В приемниках диапазонов дециметровых и сантиметровых волн, где основным видом помех являются собственные тепловые шумы, для оценки чувствительности приемника £д используют так называемый коэффициент шума, равный отношению полной мощности выходных шумов Рш Соб к ее части, создаваемой за счет усиления входных шумов
где КР — коэффициент усиления "приемника по мощности.
Связь Еа с jV и с другими параметрами приемника определяется следующей формулой:
где kT0 — произведение постоянной Боль-цмана на абсолютную температуру окружающей среды; А/эф — полоса частот, в пределах которой измеряется шумовое напряжение и практически совпадающая с полосой пропускания приемника А/п, о которой будет сказано ниже; ^д — относительная шумовая температура антенны с сопротивлением гл, характеризующая интенсивность теплового шума на ер выуппо-
КРф — коэффициент передачи фидера
по мощности (см. п. 22.1); ур — бтношение сигнал — шум по мощности на выходе линейной части приемника, необходимое для нормальной регистрации сообщения.
Избирательность приемника характеризует его способность обеспечивать большое усиление всех составляющих полезного радиосигнала и возможно меньшее усиление помех, из которых наиболее опасными являются э.д.с, наводимые в антенне излучениями передатчиков соседних частотных каналов с интервалом Д/ск = 25 кГц (см. п. 21.6). Эту способность дают приемнику колебательные системы, благодаря которым его коэффициент усиления имеет ярко выраженную зависимость от частоты K = (f(f) (рис. 23.1). Отношение VCK = KC/Kn, показывающее, во сколько раз коэффициент усиления полезного сигнала, на частоту /с которого приемник настроен, больше коэффициента усиления помехи с частотой /п =/V ± А/ск, называется односигнальной избирательностью по соседнему каналу. Величина VCK не учитывает взаимодействия сигнала и помехи в нелинейных элементах приемника и определяется только видом его частотной характеоистики:
При большой амплитуде помехи за счет нелинейности характеристик входных усилителей возникает п е -рекрестная модуляция, при которой помеха переносится на полезный сигнал, затрудняя восприятие сообщения, а иногда и полностью подавляя сигнал. Поэтому вводят показатель — реальная, или дв ухс игнальна я избирательность по соседнему каналу, равная отношению Vet p = — Uck/Uc где иСк и [Ус — амплитуды напряжений соответственно помехи соседнего канала и сигнала на входе. При этом на выходе приемника обеспечивается предельное с точки зрения возможности воспроизведение сооб-
седнего канала (например, для приемников транспортных радиостанций это отношение равно 6 дБ). Очевидно, VckP<V/ck, так как VCK p определяется не только видом характеристики /( = ф(^), но и нелинейными эффектами в усилителях приемника.
Кроме соседнего канала, существуют другие побочные каналы приема (интермодуляционные и интерференционные), а следовательно, и дополнительные виды избирательности, главные из которых (например, избирательности по зеркальному каналу и каналу прямого прохождения) будут определены в процессе знакомства со схемой радиоприемника.
Полоса пропускания — это диапазон частот Afn, в пределах которого коэффициент усиления приемника остается сравнительно постоянным, например уменьшается не более чем в -\f2 (3 дБ) от максимального значения Кс (см. рис. 23.1). Так как принимаемый сигнал является модулированным и имеет спектр частот шириной Д/с, то необходимо выполнить условие А/с^Л/п- В противном случае при Д/с>Л/п неравномерность усиления более чем на 3 дБ воспринимается как частотные искажения сигнала.
Сравнительный анализ частотных характеристик двух приемников (рис.
23.2) позволяет сделать следующий вывод: чем больше избирательность V"'> V, тем меньше полоса пропускания: Д/п'<Л/в- Этого противоречия не возникает у приемника с идеальной прямоугольной характеристикой /( = <p(f) (рис. 23.3), обеспечивающей равное усиление всех составляющих спектра сигнала и полное подавление помехи (У-*-оо).
Степень приближения реальной колоколообразной характеристики к идеальной оценивается коэффициентом прямоугольцости /СпР = Afno,7/A/«<u> равным отношеник полос пропускания на двух уровнях — 0,7 /Сс и 0,1 Кс
Выходная мощности
Рвых — это мощность электрического телефонного или телеграфного сигнан ла на выходе приемника, необходи мая для нормального преобразова ния сигнала в сообщение Рвых аз (\ -г- Ю) Вт при использованш громкоговорителей и ЯВых<1 npi использовании телефона или теле графного аппарата.
Нелинейные искаже ния — это искажения формы сигнг ла, возникающие при большо амплитуде последнего из-за нелиней ноети характеристик электронны элементов в каскадах радиоприема ка. Количественно они оцениваютс
коэффициентом
нелинейных
искаже-ний:
амплитуд:->1 соответственно первой и высших гармоник сигнала.
Частотные искажения возникают из-за неравномерности усиления различных составляющих спектра полезного сигнала, которая имеет место в радиочастотных усилителях за счет колебательных систем, а в усилителях звуковой частоты за счет п-аразитных реактивных сопротивлений.
Кроме перечисленных, существует большая группа конструктивных, эстетических, эргономических, эксплуатационных и специальных показателей, регламентированных современными нормами и стандартами.
Основным типом радиоприемника в настоящее время является супергетеродинный приемник, структурная схема которого и диаграммы, поясняющие процессы в наиболее важных его каскадах, приведены на рис. 23.4, 23.5.
Рассмотрим принципиальные схемы и основные электрические характеристики каскадов приемника
23.2. Преселектор
Преселектор, состоящий из входной цепи и УРЧ, осуществляет предварительные усиление сигнала, избирательность по соседнему каналу (Уск)'и основную избирательность по зеркальному каналу (V3K).
Входная цепь (ВЦ) включает в себя колебательный контур LC, связанный определенным образом с антенной и входом УРЧ. В зависимости от способа соединения с антенной различают ВЦ с емкостной (рис. 23.6, а), трансформаторной (рис. 23.6, б), автотрансформаторной (рис. 23.6, в) и комбинированной (рис. 23.6, г) связями. Для соединения контура LC с УРЧ используют или индуктивную (рис. 23.6, а, г), или емкостную (рис. 23.6, б, в) связи.
Основными параметрами ВЦ являются: коэффициент передачи /СВц = Ubux/Ea, избирательность по соседнему VCK и зеркальному V3«. каналам, а также полоса пропускания А/п. Входящий в состав ВЦ параллельный колебательный контур определяет вид ее частотной характеристики /СВц = ф(/), которая анало-
У = Л'вцтах/л'вц И А/„ МОГуТ быТЬ
найдены графически или по формулам (21.5) и (21.6), в которых при оценке VCK уп = 2А/ск//сР, при оценке V3K уп = 2А/г3к//сР, 'a Q3 = «L/(r + rBHi + rBH2), где в соответствии с формулой (21.11)
^*вн === -£ ев А/ А А, ^*вн2::=-^св урч/Авх
вносимые сопротивления со стороны антенны с сопротивлением А'а и со стороны УРЧ с входным сопротивлением /?вх- ВЦ является пассивным элементом, однако за счет резонансных свойств контура можно
ПОЛуЧИТЬ /Свцтах> 1.
Усилитель радиочастоты (УРЧ) и генератор с внешним возбуждением (см. п. 21.4) относятся к устройствам одного класса. Отличия состоят в том, что сигнал на входе УРЧ, во-первых, имеет малую амплитуду и нуждается в увеличении в основном амплитуды напряжения; во-вторых, является модулированным и требует одинакового усиления составляющих в диапазоне Afc; в-третьих, сопровождается помехами, которые необходимо подавить. Исходя из этого к основным электрическим параметрам УРЧ относятся: коэффициент усиления по напряжению КУрч, избирательность V, полоса пропускания А/п, входное сопротивление RBX, уровень перекрестных искажений.
Определим эти параметры для схемы УРЧ, собранной на транзисторе с общим эмиттером (рис. 23.7).
При малой величине £/вх коэффициент /СУрЧ = £/вых/£Лх равен коэффициенту усиления генератора с внешним возбуждением, работающего в линейном режиме, с поправкой на неполное включение контура LC в коллекторную цепь с коэффициентом включения p\=L\/L и во входную цепь следующего каскада
Тогда с учетом формулы (21.14) имеем /Сурч = Y2\Zp\p2, а так как сопротивление параллельного контура 1 в соответствии с формулой (21.8) зависит от частоты, то
— текущая относительная частота расстройки.
С помощью частотной характеристики /(урч = ф(/), аналогичной зависимости Z = (p(f) (см. рис. 21.5), легко определить избирательность по соседнему (VCk) и зеркальному (V3K) каналам, а также полосу пропускания:
где Курчтах, — коэффициенты усиления
Курч ск, Курч зк соответственно сигнала
(у = 0), соседнего (у=уск)
и зеркального (у = у3«) ка-
нялов
Так как узк>г/ск, то V3k>Vck-Избирательность УРЧ и его полоса пропускания в сильной степени зависят от эквивалентной добротности контура Q3, на значение которой влияют выходное сопротивление транзистора VTl—RBm и входное
сопротивление
следующего каскада
При малых значениях RBX и RBblx сохранить необходимое для достижения высокой избирательности значение Q3 удается лишь путем уменьшения коэффициентов р) и /?2, однако за счет уменьшения полосы пропускания и коэффициента усиления.
Важным параметром УРЧ является входное сопротивление RBX, которое оказывает шунтирующее действие на контур ВЦ, снижая его избирательность. Для рассматриваемой схемы
Напомним назначение вспомогательных элементов схемы:
делитель напряжения Rl, R2 обеспечивает на базе транзистора постоянное напряжение, при котором рабочая точка находится на участке характеристики 1к=/(е«э) с максимальной крутизной;
сопротивление R3 предназначено для термостабилизации режима работы транзистора;
конденсатор Cei создает путь для тока радиочастоты, минуя R3
d люиим усилителе существует цепь положительной обратной связи, по которой часть напряжения с выхода может попасть на вход и вызвать паразитный процесс самовозбуждения. В рассматриваемой схеме элементом обратной связи является емкость перехода коллектор — база Скб с сопротивлением jtoc= 1/соСко-Для сохранения устойчивости усиления и исключения опасности самовозбуждения, при котором прием сигналов будет невозможен, коэффициент усиления УРЧ не должен превышать предельно допустимой величины:
Стремление увеличить./Сует привело к идее построения УРЧ на транзисторе с общей базой (рис. 23.8), поскольку в ней элементом обратной связи является емкость перехода коллектор — эмиттер Скэ <С Скб, а следовательно, Куп ос > Куп о»- Однако эта схема имеет малое входное сопротивление:
Последний недостаток устраняется, а высокая устойчивость сохраняется в каскодной схеме УРЧ (рис. 23.9), построенной на двух транзисторах с разными типами включения. Нагрузкой первой части схемы на транзисторе VT1 с общим эмиттером
ПОЭТОМУ Куст к > /Сует об > Куст оэ-
Входное сопротивление определяется первой частью схемы RBXK = = AfBX оэ == В1 /У21 и намного превышает /?вх об-
Еще более высокие значения /?вх и Кует достигаются в УРЧ на полевых транзисторах. На рис. 23.10 представлен вариант реализации такого УРЧ на интегральной схеме. Здесь же показан электронный способ перестройки контуров УРЧ с помощью варикапов VD1 и VD2, управляемых напряжением Еу.