РАДИОТЕХНИКА
главная
назад
расчет

ВХОДНЫЕ ЦЕПИ

ВИДЫ СВЯЗИ

   Входная цепь приемника предназначена для связи антенны с каскадом усилителя радиочастоты (УРЧ) или с преобразователем частоты. Кроме этого в них осуществляется селекция по соседним и по побочным каналам связи. В простейших случаях входные цепи состоят из контурных катушек: индуктивности и конденсатора переменной емкости (КПЕ). В инфрадинных приемниках во входных цепях используются фильтры нижних частот (ФНЧ) с полосой пропускания от нижнего до верхнего предела принимаемого диапазона. А в УКВ диапазоне, в качестве входных цепей применяют широкополосные полосовые фильтры, которые не перестраиваются в пределах данного диапазона. Одним из важных параметров оценки принимаемого сигнала является согласование входной цепи с антенной. Поэтому нужно определить, что будет для нас важно: селективность или чувствительность приемника. И исходя из этого, производить согласование входной цепи с антенной.
   Связь антенны с входной цепью может осуществляться при помощи индуктивности или конденсатора. Индуктивная связь еще часто называется трансформаторной, и обеспечивает несколько стабильный коэффициент передачи напряжения контура, чем емкостная связь. Но емкостная связь всё же используется чаще из-за своей простоты. И в свою очередь она подразделяется на внешнеемкостную и внутриемкостную. Существует так же комбинированная связь, которая позволяет получить максимальную равномерность коэффициента передачи напряжения входной цепи. Данные схемы можно посмотреть на рис.1.
   Связь входной цепи с последующими каскадами приемника осуществляется так же при помощи емкости или индуктивности. Такую связь в основном применяют в каскадах, реализованных на биполярных транзисторах, входное сопротивление которых намного меньше резонансного сопротивления контура. Связь транзистора с контуром определяется коэффициентом включения цепи базы Pвх. Коэффициент Pвх при индуктивной связи числено равен отношению витков катушки связи Wc к числу витков всей контурной катушки, а при емкостной – отношению емкости контура к емкости связи. Теперь, что бы максимум передать энергии полезного сигнала от антенны на вход УРЧ, требуется тщательное согласование данных каскадов по сопротивлению. Такое согласование получается при условии: (смотрим фор. 1.)
   где Rое – эквивалентное сопротивление контура. Следует отметить, что согласование входной цепи с последующими каскадами возможно только на одной частоте принимаемого диапазона. Поэтому для согласования выбирают среднюю частоту или одну из крайних. Это в свою очередь приведет к изменению селективности приемника. Если согласование произведено на частоте Fmax, то селективность будет возрастать с понижением частоты настройки контура, а при согласовании каскадов на частоте Fmin, наоборот, приведет к уменьшению селективности с ростом частоты настройки. Это все справедливо для индуктивной и внешнеемкостной связи. Для внутриемкостной связи селективность приемника будет изменяться в обратном порядке.

ВИДЫ АНТЕНН И СПОСОБЫ СВЯЗИ

   Мы знаем, что входная цепь приемника связана с устройством антенны. Кроме внешних антенн существуют и встроенные антенны в корпус приемника. К ним относятся штыревые и магнитные антенны. Магнитные антенны подразделяются в свою очередь на рамочные и ферритовые антенны. В конструкции штыревых антенн нет ничего сложного, поэтому подробнее остановимся лишь на магнитных антеннах.
   К основным достоинствам магнитной антенны относится их малый размер в сравнении с штыревыми, высокая помехозащищенность и пространственная селективность. К недостаткам относится их малая чувствительность.    Рамочная антенна состоит из нескольких витков провода, намотанных по периметру корпуса приемника. Ферритовая антенна состоит из катушки, размещенной на ферритовом сердечнике. Действующую высоту такой антенны можно определить по фор. 2:
Где:
   dc - диаметр ферритового стержня, см;
   fрез - резонансная частота, МГц;
   w – число витков катушки (рамки);
  Sp – площадь рамки, см2;
  µср - среднее значение относительной магнитной проницаемости ферритового сердечника.
   Значение µср для ферритовых сердечников марки 400НН и 700НН можно принять равное 100, а для сердечников 150ВЧ и 100ВЧ равное 50.    В приемниках, где на входе используется полевой транзистор, коэффициент передачи напряжения магнитных антенн равен их добротности.
            Kвх=Q; 
А для каскадов с биполярным транзистором равен:
           Kвх=ρвхQз 
Что в свою очередь позволяет рассчитать напряжение на входе первого транзистора приемника.
           Uвх=EhдKвх 
где Е – напряженность электромагнитного поля сигнала, мкВ/м.
   На рис.2 изображены схемы связи антенны с каскадами УРЧ или ПЧ. Более применима на практике трансформаторная связь. При этом катушка связи должна наматываться поверх контурной, или располагаться как можно ближе к ней, что бы избежать ложных резонансов в диапазоне рабочих частот ферритовой антенны. Автотрансформаторная и внутриемкостная связь в этом случаи более применима.
   Что делать, когда нам нужно собрать широкодиапазонный приемник? Ведь нам нужно будет расположить на ферритовом стержне несколько контуров, а это приведет к ложным резонансам, снижению чувствительности на некоторых участках диапазона и селективности приемника по побочным каналам связи. В таком случаи применяют одну катушку самого короткого диапазона приемника на сердечнике, а при работе на остальных диапазонах к контуру антенны подключаются дополнительные катушки при помощи средств коммутации. Дополнительные катушки располагаются так, что бы исключить их взаимное влияние.
   Однако использование механических средств коммутации дает свой минус. Дело в том, что будет существовать паразитная емкость между контактами переключателя и соединительными проводами. И чем выше частота принимаемого сигнала, тем ощутимее это влияние. В некоторых случаях катушки неработающих диапазонов замыкают дополнительными контактами, из-за чего конструкция переключателя усложняется. Схему такой коммутации можно посмотреть на рис. 3.
   Устранить паразитную емкость, а так же упростить способ коммутации катушек поможет применение варикапов, в частности варикапных матриц, которые осуществляют электронную коммутацию диапазонов. Схему электронной коммутации диапазонов можно посмотреть на рис. 4.
   При электронной коммутации контуров в ДВ и СВ диапазонах целесообразно применять в преселекторах полосовые перестраиваемые фильтры (ППФ), а в диапазоне УКВ – неперестраиваемые. Естественно при этом несколько снижается селективность приемника. Но при должном расчете полосовых фильтров это снижение незначительно.
   К написанному выше, можно добавить, что существует большое число различных схем входных цепей приемника. Здесь же мы рассмотрели наиболее типовые и простые схемы, по которым более лучше понять устройство и их назначение. Расчет отдельных элементов входной цепи можно посмотреть здесь. А лучше использовать для расчетов специальные программы. Это избавляет от утомительных математических действий.














   В статье использованы материалы из:
«Справочная книга радиолюбителя – конструктора» под редакцией Н. И. Чистякова. 1990 г.
полезные ссылки


Hosted by uCoz