2.40. Назначение и характеристики входных цепей - Входной цепью называется часть схемы приёмника, связывающая антенну с первым усилительным или преобразовательным прибором.Основным назначением входных цепей является передача полезного сигнала от антенны ко входу первого активного элемента приёмника и предварительная фильтрация помех.Входная цепьобычно представляет собой пассивный четырёхполюсник, содержащий один или несколько резонаторов, в частности, колебательных контуров, настроенных на частоту принимаемого сигнала. Наибольшее распространение получили одноконтурные входные цепи.Двухконтурные и многоконтурные входные цепи применяются лишь при высоких требованиях к избирательности.По способу связи с антенной схемы входных цепей бывают: 1) с трансформаторной связью; 2) автотрансформаторной связью; 3) внутриёмкостная; 4) внешнеёмкостная.


Подключение входного контура к активному элементу может быть полным или частичным в зависимости от входного сопротивления активного элемента. Основными электрическими характеристиками входных цепей являются: 1) Коэффициент передачи напряжения - отношение напряжения сигнала на входе первого активного элемента приёмника Uвх к электродвижущей силе (ЭДС) в антенне ЕА, а в случае магнитной (ферритовой) антенны к напряженности поля сигнала. Коэффициент передачи напряжения на частоте настройки входной цепи f0называют резонансным коэффициентом передачи: 2) Полоса пропускания – ширина области частот, в пределах которой сохраняется допустимая неравномерность коэффициента передачи. 3) Избирательность входных цепей, характеризующая уменьшение коэффициента передачи напряжения при заданной расстройкеК(f) по сравнению с резонансным значением К0, т.е.4)Перекрытие заданного диапазона частот. Входная цепь должна обеспечивать возможность настройки на любую частоту заданного диапазона приёмника и при этом показатели не должны заметно изменяться. Коэффициентом перекрытия диапазона называют отношение максимальной частоты настройки к минимальной: 5) Постоянство параметров входной цепи при изменении параметров антенны и активного элемента. Это важно при ненастроенных антеннах. Ненастроенные антенны вносят во входную цепь как активное, так и реактивное сопротивление. Эквиваленты приемных антенн - Приёмную антенну, находящуюся под воздействием электромагнитного поля можно представить в виде эквивалентного генератора ЭДС или тока:

Внутреннее сопротивление генератора ЭДС в общем случае содержит активную и реактивную составляющие.ЭДС эквивалентного генератора равна  где  – напряженность электрической составляющей поля сигнала в месте приёма, hд – действующая высота или длина антенны. Параметры эквивалентного генератора тока определяются выражением: ,где -полная проводимость антенны.

Здесь- соответственно активная и реактивная составляющие проводимости антенны. Сопротивление ненастроенной антенны ZА зависит от частоты сложным образом, т.к. антенна представляет собой цепь с распределенными параметрами.


В сравнительно узких интервалах частот можно использовать относительно простые схемы замещения и строить относительно простые эквиваленты реальных антенн. Так, если размеры антенны невелики по сравнению с длиною волны, то схема замещения антенны может быть представлена в виде последовательного соединения индуктивности LА, ёмкости СА и активного сопротивления RА. В области очень низких частот, когдаможно пренебречь индуктивностью, тогда схема замещения антенны будет содержать только ёмкость СА и активное сопротивление RА. В диапазоне декаметровых волн реактивное сопротивление ненастроенных антенн может иметь как емкостный так и индуктивный характер.В диапазоне метровых и более коротких волн используют антенны, настроенные на среднюю частоту рабочего поддиапазона. В диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) вместо ЭДС или тока генератора удобнее рассматривать номинальную мощность антенны, т.к. при наличии трансформирующих элементов напряжение и ток изменяются, а мощность остаётся постоянной. Способы перекрытия диапазона частот - Плавно настраивать контуры в заданном диапазоне частот можно изменяя индуктивность или ёмкость, либо одновременно то и другое. При настройке контура индуктивностью его показатели по диапазону резко изменяются. Это приводит к  изменениям показателей приёмника в целом, что нежелательно. Настройка ёмкостью сопровождается менее резкими изменениями параметров контуров. Поэтому настраивают контуры в относительно широком диапазоне частот обычно изменением ёмкости. Настройка индуктивностью используется при небольших перекрытиях диапазона.При настройке ёмкостью коэффициент перекрытия диапазона - Как правило, Кд<3. Если приёмник должен работать в более широком диапазоне частот, то диапазон разбивают на поддиапазоны. Переход с одного поддиапазона на другой производят переключением индуктивностей.Существуют различные способы разбиения диапазона на поддиапазоны: разбиение с постоянным частотным интервалом (Достоинством данного способа разбиения на поддиапазоны является одинаковая плотность настройки на всех поддиапазонах, что позволяет использовать единую шкалу точной настройки. Недостаток способа – большое количество поддиапазонов. Используется в профессиональных приёмниках.) ; Разбиение с постоянным коэффициентом перекрытия(В этом способе обычно требуется меньшее число поддиапазонов, чем в предыдущем, поэтому он более экономичен); Можно также комбинировать оба этих способа. Входные цепи приемников СВЧ - В приемниках систем радиосвязи, радиовещания и телевидения входные цепи СВЧ помимо выполнения общих для всех таких цепей функции частотной избирательности и ослабления паразитного излучения колебаний гетеродина через приемную антенну служат также для уменьшения влияния изменений выходного комплексного сопротивления антенно-фидерного тракта на характеристики первого каскада, т.е. для их развязки. Во избежание отражений энергии СВЧ входное и выходное сопротивления ВЦ согласовываются с антенно-фидерным устройством и входом первого каскада. По способу реализации резонаторы СВЧ делятся на плоскостные и объемные. Плоскостные резонаторы выполняются на основе линий передачи различных типов: несимметричной и симметричной микрополосковой (МПЛ), щелевой, копланарной и др. Объемные резонаторы делятся на твердотельные и полые.

В СВЧ тракт ДР включаются двумя способами. При первом способе резонатор включается между двумя несвязанными ли­ниями передачи, например, расположенными ортогонально или разделенными участком волновода. На резонансной частоте ДР возбуждается и линии оказываются связанными его полем. При втором способе ДР находится вне основного тракта и связан с ним электромагнитными полями. На резонансной частоте ДР возбуж­дается, его переизлученное поле компенсирует поле падающей волны и в тракте возникает стоячая волна.

Наиболее распространенными узлами ВЦ приемников СВЧ яв­ляются разнообразные фильтры, различающиеся по виду электри­ческих характеристик (полосовые, режекторные, верхних частот), типу АЧХ (максимально плоская, равноволновая, эллиптическая), типу используемых линий передачи, числу и виду резонаторов. Основной характеристикой фильтров является АЧХ – зависимость – рабочее  затухание фильтра; —коэффициент отражения от его входа. Рабочее затухание принято выражать в децибелах; , а вместо непосредственно частоты f использовать относительную расстройку от центральной частоты f0:

Hosted by uCoz