Схемы входных цепей устройств приема и обработки сигналов

Типовые схемы входных цепей определяются видом избирательной системы и выбором связи колебательного контура (фильтра) с антенной и нагрузкой. Собственная резонансная частота колебательного контура может изменяться плавно или дискретно.

Плавная перестройка осуществляется изменением величины емкости или индуктивности колебательного контура входной цепи. Наибольшее распространение получил способ перестройки частоты переменной емкостью контура входного цепи. В качестве переменной емкости используют конденсатор переменной емкости, варикапы или вариконды.

При дискретной перестройке используют магазины емкостей или индуктивностей, которые переключаются специальными схемами. Такими схемами переключения могут быть электронно-управляемые переключатели. Для компенсации разбросов значений элементов колебательного контура ВЦ используют подстроенные элементы в виде подстроечных конденсаторов или с сердечников катушки индуктивности ВЦ.

Основные схемы входной цепи по виду связи с антенной выполняются по схеме с индуктивной, емкостной или комбинированной связью с антенной (рис. 4.4). Входные цепи диапазонных радиоприемных устройств используют ненастроенную антенну, т.е. резонансная частота антенной цепи лежит вне диапазона рабочих частот. Поэтому далее приводятся схемы и представлен анализ входных цепей с ненастроенной антенной.

Рис. 4.4 - Схемы связи колебательного контура входной цепи с антенной

Индуктивная связь входной цепи с антенной (рис. 4.4, а) может работать в режиме удлинения, когда резонансная частота антенной цепи меньше минимальной частоты, т.е. или в режиме укорочения, когда резонансная частота антенной цепи больше максимальной частоты рабочего диапазона, т.е. . В большинстве случаев, когда необходимо обеспечить минимальную зависимость резонансного коэффициента передачи от частоты настройки, используют режим удлинения.

Автотрансформаторную связь (рис. 4.4, б) применяют при работе радиоприемника со штыревой или телескопической антенной. В отдельных случаях при использовании малогабаритных антенн возможно полное включение антенны в контур входной цепи.

Простотой реализации отличается входная цепь с внешнеемкостной связью (рис. 4.4, в, г). Величина емкости связи составляет 5 … 30 пФ. Данная схема обеспечивает большой коэффициент передачи, но значительная неравномерность резонансного коэффициента передачи ограничивает ее использование. Поэтому ее рекомендуют для радиоприемников невысокого качества или для растянутых поддиапазонов принимаемых частот.

Зависимости резонансного коэффициента передачи входных цепей представлены на рис. 4.5 и рис. 4.6.

Рис. 4.5 - Зависимости резонансного коэффициента передачи входной цепи с индуктивной связью с антенной в режиме удлинения (а) и укорочения (б)

Рис. 4.6 - Зависимости резонансного коэффициента передачи входной цепи с автотрансформаторной, внешнеемкостной (а), внутриемкостной и комбинированной связью с антенной (б)

Схемы связи колебательного контура (фильтра) с первым каскадом приемного устройства могут быть выполнены с гальванической, емкостной или индуктивной связями (рис. 4.7) [1]. Для уменьшения влияния нагрузки, приводящей к ухудшению селективности, коэффициента перекрытия по частоте и расстройке входного контура, применяют частичное включение (рис. 4.7). Для уменьшения зависимости резонансного коэффициента передачи от частоты настройки

(4.9)

следует выбирать связи с антенной и нагрузкой либо малозависящими от частоты, либо с противоположным характером зависимостей и .

Трансформаторная (автотрансформаторная) связь контура и нагрузки (рис. 4.7, а, б) отличается постоянством коэффициента включения . Недостатком этого включения является наличие паразитного резонанса, обусловленного L _{СВ. Н} C _Н, что приводит к возникновению паразитного канала приема. Схема с внутреннеемкостной связью (рис. 4.7, в) более помехоустойчива: свободна от паразитных настроек, коэффициент передачи по комбинационным помехам убывает с ростом частоты. При предъявлении высоких требования к постоянству параметров выбирают комбинированную связь (рис. 4.7, г) [1].

Рис. 4.7 - Схемы связи колебательного контура входной цепи с трансформаторной (а), автотрансформаторной (б) с внутриемкостной (в) и комбинированной (г) связью с нагрузкой

Частотные зависимости коэффициента включения и резонансного коэффициента передачи от частоты для различных схем связи колебательного контура с нагрузкой представлены на рисунке 4.8.

Рис. 4.8 - Зависимости коэффициента включения ВЦ с индуктивной связью (а, б) внутриемкостной и комбинированной связью с нагрузкой (б) от частоты настройки

Зависимости резонансного коэффициента передачи колебательного контура входной цепи с индуктивной связью с внутриемкостной и комбинированной связью с нагрузкой (рис. 4.9).

Рис. 4.9 - Зависимости резонансного коэффициента передачи колебательного контура входной цепи с индуктивной связью (а, б) внутриемкостной (в) и комбинированной связью (в) с нагрузкой от частоты настройки входной цепи

В профессиональных и радиовещательных приемниках высших классов для улучшения селективности на ДВ и СВ (реже КВ) при заданной полосе используют двухконтурный полосовой фильтр. Схемы с двухконтурными полосовыми фильтрами отличаются сложностью конструктивной реализации.

Для получения пространственной избирательности радиоприемного устройства применяют входные цепи с магнитными (рамочными) антеннами, обладающие направленными свойствами. Применение ферритовой антенны позволяет реализовать внутреннюю антенну ДВ, СВ (частично КВ) диапазонов в достаточно малых размерах. При использовании наружных антенн ферритовая антенна должна быть отключена.

Для входных цепей коротких волн характерно применение растянутых и полурастянутых диапазонов, поэтому для уменьшения коэффициентов перекрытия характерно использование дополнительных последовательного и параллельного конденсаторов. Радиоприемные устройства КВ диапазона, работающие на одной фиксированной частоте (в относительно узком диапазоне частот) используют настроенные антенны, работающие в режиме бегущей волны в фидере (коаксиальном кабеле). Для обеспечения этого режима используют согласующие устройства: трансформаторы, автотрансформаторы, делители. Поскольку в этом случае перестройки входной цепи не требуется, то выбор связи входной цепи с антенной и с нагрузкой особой роли не играет.