double arrow

Широкополосные импульсные усилители

В трактах промежуточной частоты радиоприемников, построенных по принципу сосредоточенной избирательности и усиления, широко применяются резонансные одноконтурные УПЧ. За счет применения сложной избирательной системы обеспечивается необходимая избирательность и форма частотной характеристики. Основное же усиление принимаемого сигнала осуществляется широкополосными или апериодическими (резистивно-емкостными) каскадами. К таким широкополосным каскадам относится одноконтурный усилитель промежуточной частоты.

Принципиальная схема каскада одноконтурного УПЧ отличается от схемы каскада одноконтурного УРЧ только заменой конденсатора переменной емкости конденсатором постоянной емкости (рис.17.6). Остальные элементы схемы и их назначение такие же, как и в схеме УРЧ.

UВХ UВЫХ

CЭ RЭ RФ CФ

Рис.17.6. Одноконтурный УПЧ

Контур УПЧ настраивается на промежуточную частоту. Полоса пропускания DfП и коэффициент усиления резонансного УПЧ определяются по формулам:

DfП = fПЧ / QЭ; ,

где р1 и р2 – коэффициенты включения контура,

S – крутизна,

СЭ = С1 + СМ+ СВХ + СВЫХ – эквивалентная емкость контура,

СМ – емкость монтажа,

С1 – межвитковая емкость катушки,

СВЫХ – выходная емкость усилительного прибора,

СВХ – входная емкость следующего каскада.

Полученный коэффициент усиления К0 не может превышать коэффициент устойчивого усиления КУСТ (см. лекцию №16).

В профессиональных и радиовещательных радиоприемниках могут применяться УПЧ с двухконтурным полосовым фильтром. На рисунке 17.7 представлена принципиальная схема каскада УПЧ с двухконтурным полосовым фильтром. Если сравнить ее со схемой каскада УРЧ с двухконтурным фильтром, то видно, что назначение элементов одинаково. Отличием является то, что в УРЧ контуры настраивались на fС, а в УПЧ – на постоянную fПЧ.

Благодаря удвоенному количеству контуров улучшаются избирательные свойства усилителя. На рисунке 17.7 показана индуктивная связь между контурами.

Кроме индуктивной связи применяются внешнеемкостная, внутриемкостная и комбинированная (индуктивно-емкостная) связи. Выбор того или иного вида связи между контурами производится в основном из конструктивных соображений. Наибольшее применение находят индуктивная и внешнеемкостная виды связи.

UВХ UВЫХ

CЭ RЭ RФ CФ

Рис.17.7. Двухконтурный УПЧ

При равенстве эквивалентных параметров обоих контуров С12, Rэ1 = Rэ2 (эквивалентное активное сопротивление контуров); L1 = L2, Qэ1 = Qэ2 (эквивалентная добротность), коэффициент усиления каскада УПЧ с двухконтурным полосовым фильтром определяется по формуле

где b = КСВ · QЭ – параметр связи между контурами,

КСВ – коэффициент связи между контурами (при индуктивной связи ,

S – крутизна характеристики усилительного прибора,

RЭ = r ´ QЭ – резонансное сопротивление контура,

r = 1/wСЭ – характеристическое сопротивление контура,

QЭ – эквивалентная добротность контура,

р1 и р2 – коэффициент включения контуров.

При критической связи между контурами (когда b=1)

Из выражения видно, что при одинаковых усилительных приборах и параметрах контуров коэффициент усиления в двухконтурном каскаде в 2 раза меньше коэффициента усиления одноконтурного резонансного каскада.

Понижение коэффициента усиления в 2 раза объясняется тем, что при критической связи второй контур вносит в первый затухание, равное его собственному затуханию. Это уменьшает резонансное сопротивление первого контура, а следовательно, и напряжение на нем в 2 раза.

Избирательные свойства и полоса пропускания УПЧ зависят от формы АЧХ. Уравнение частотной (резонансной) характеристики имеет вид:

,

где − обобщенная расстройка.

Форма частотной характеристики зависит от величины параметра связи β (рис.17.8).

К/КО

b′ > 1

0,707

b =1

b″ >b′ > 1

χ

-4 -3 -2 -1 Δ χ 1 2 3 4

Рис.12.8. Частотная характеристика

При b < 1 частотная характеристика имеет один максимум. Коэффициент усиления мал − ток первого контура вследствие малой связи индуктирует в катушке второго контура малую ЭДС.

При b = 1 коэффициент усиления достигает максимума. Частотная характеристика также имеет один максимум, но вершина ее более пологая.

При b > 1 коэффициент усиления уменьшается и верх частотной характеристики раздваивается, что приводит к значительной неравномерности усиления в полосе пропускания. Полоса пропускания при этом также расширяется.

Для сужения полосы пропускания до прежнего значения необходимо повысить добротность контуров. При этом увеличивается резонансное сопротивление контуров и, следовательно, коэффициент усиления. Наибольшее практическое применение находят фильтры, параметр связи b которых равен или несколько больше единицы.

Выводы по 2-му вопросу:

1. УПЧ – усилитель, усиливающий постоянную промежуточную частоту. УПЧ иногда называется полосовым усилителем.

2. Полоса пропускания супергетеродинного приемника определяется в основном полосой пропускания УПЧ, а поэтому вся избирательность по соседнему каналу практически обеспечивается только резонансными системами УПЧ. УПЧ обеспечивает и основное усиление высокочастотного сигнала.

3. В профессиональных РПУ ВМФ используются УПЧ с сосредоточенной избирательностью – функции усиления и избирательности разделены.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные в лекции усилители промежуточной частоты играют важную роль в функционировании супергетеродинного радиоприемника. УПЧ обеспечивают основную избирательность по соседнему каналу и должны иметь характеристику избирательности, близкую к идеальной – прямоугольной форме. Такую избирательность могут обеспечить УПЧ с сосредоточенной избирательностью, принцип построения и функционирования которых будет рассмотрен в следующей лекции.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: