выходе приемника будет мала, и оператор повернет роторы кон
|
|
|
|
|
денсаторов до угла |
а = 60°. При этом контур гетеродина |
окажется |
настроенным |
на частоту |
/г" = 1090 кгц и промежуточная |
частота |
приемника |
станет |
равной / п р = 1090— 625 = 465 кгц. При нор |
мальной промежуточной |
частоте УПЧ имеет большой |
коэффи |
циент усиления и сигналы на выходе приемника будут слышны
хорошо. Поэтому |
оператор |
оставит роторы конденсаторного |
бло |
ка в таком положении. Но при этом сигнальные |
контуры |
настрое |
ны на частоту 665 кгц. Следовательно, они будут |
несколько |
рас |
строены относительно частоты принимаемых сигналов. |
|
|
Практически в приемниках связи реальная расстройка |
сиг |
нальных |
контуров А/ на длинных |
волнах |
обычно |
не |
превышает |
2—3 кгц, |
а |
на |
коротких |
волнах |
10—20 |
кгц. |
Такое |
положение |
не является |
серьезным |
недостатком, так как полоса |
пропускания |
сигнальных |
контуров |
достаточно |
велика |
(особенно на |
коротких |
волнах). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 12. УСИЛИТЕЛИ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ
1. Особенности тракта промежуточной частоты
Тракт промежуточной частоты приемника заключен между смесителем и детектором. Он представлен многокаскадным уси лителем (рис. 2.4). Но здесь уместно заметить, что в формиро вании частотной характеристики тракта промежуточной частоты весьма существенное значение может иметь резонансная нагрузка смесителя.
Число каскадов УПЧ бывает от 2 до 12. Их общее усиление по напряжению достигает сотен тысяч. В результате значитель ного и притом избирательного усиления в УПЧ происходит окон чательное выделение принимаемого сигнала. На выходе этого уси лителя практически нет помех, а уровень сигнала достаточен для неискаженного детектирования.
Большое число каскадов в УПЧ возможно потому, что про межуточная частота приемника постоянна и относительно неве лика. Постоянство промежуточной частоты позволяет применять в усилителе сложные колебательные системы и настраивать их
таким |
образом, чтобы форма частотной характеристики всего |
тракта |
была близка к прямоугольной. Тем самым обеспечивается |
высокая избирательность приемника при наличии требуемой по лосы пропускания.
Каскады УПЧ можно классифицировать по следующим при знакам:
—по типу усилительных приборов (транзисторные и лампо
вые) ;
—по способу включения усилительных приборов (с общим эмиттером, с общей базой, с общим катодом, с общей сеткой, каскодные и др.;
Рис. 2.200. Частотные ха рактеристики двухкаскадного УПЧ с одиноч ными контурами, настро енными на одну ча
стоту
— no виду нагрузки усилительных приборов |
(с одиноч |
ными контурами, с полосовыми фильтрами или |
апериодиче |
ские) ; |
|
—по способу .настройки 'контуров (с одинаковой или различ ной настройкой);
—по ширине полосы пропускания (узкаполосные или широко полосные) ;
—по виду амплитудной характеристики (линейные или ло гарифмические) .
Принципиальные схемы УПЧ бывают очень разнообразны. Их
выбирают |
из конкретных |
требований, |
предъявляемых к прием |
нику. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Для |
подчеркивания |
специфических |
|
|
свойств усилителя промежуточной |
частоты |
-Л11|им Ш п |
его часто |
называют |
полосовым. |
Тем |
са |
мым |
показывают, что основными |
параме |
ш |
f |
трами |
УПЧ являются |
полоса пропускания |
|
и коэффициент усиления.
2. УПЧ с одноконтурными |
каскадами |
|
111 |
Усилители |
с |
одноконтурными |
|
каскада |
|
ми |
применяются |
главным |
образом в |
ра |
|
|
2йГ |
диолокационных |
приемниках. Поэтому |
они |
|
|
относятся |
к |
категории |
широкополосных |
|
|
|
усилителей. Схемы |
их |
каскадов |
аналогич |
|
|
|
ны |
тем, которые |
применяются |
в |
|
усилите |
|
|
\К-К1 |
лях |
высокой частоты. |
Получение |
|
широкой |
|
|
|
полосы |
пропускания |
достигается |
шунтиро |
|
|
\ |
ванием контуров или их взаимной |
рас |
|
/ 1 |
стройкой. |
Поясним |
особенности |
УПЧ с |
/ |
1 |
|
одинаковой |
и |
различной |
настройкой |
его |
|
|
fnp |
контуров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) О д и н а к о в а я |
н а с т р о й к а |
|
|
|
|
|
|
|
|
к о н т у р о в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если |
контуры |
всех |
каскадов |
УПЧ |
на |
|
|
|
строены одинаково (на промежуточную ча |
|
|
|
стоту), |
то |
результирующая |
полоса |
пропу |
|
|
|
скания |
усилителя получается |
меньше, |
чем |
у |
каждого |
в отдельности |
(рис. 2.200). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнение частотной характеристики усилителя, состоящего
|
из п одинаковых каскадов, |
имеет следующий вид: |
|
|
К_ |
(КТПГ2 )" |
(2.264) |
|
Ко |
|
|
В этом |
уравнении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А/ |
_ |
2 А / 0 б [ Ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/о |
_ |
|
2Д/' 1 |
|
|
|
|
|
|
где 2Д/'— полоса пропускания одного |
каскада; |
|
|
|
|
|
|
2 Д / о Л щ — полоса пропускания |
усилителя. |
|
|
|
|
|
|
Если |
определять |
полосу |
пропускания |
на уровне |
0,707 |
от |
ре |
зонансного |
коэффициента |
усиления |
(как показано на рис. 2.200), |
то тогда на граничных частотах, входящих в полосу |
|
пропускания, |
имеем: ( У |
1 - f X1*) |
= ] / 2 . |
|
Из |
данного |
равенства |
|
получается |
расчетная |
|
формула |
для |
полосы пропускания |
усилителя |
|
|
|
|
|
|
|
2Л/о<^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.265) |
Значения |
величины |
|
2 — 1 |
для разного числа |
каскадов |
приводится |
в |
табл. |
2.3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2.3 |
п |
|
1 |
|
9 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
|
10 |
11 |
12 |
Vv2-\ |
|
1 |
|
0.64 |
0.51 |
0.44 |
0,39 |
0,35 |
0,32 |
0,30 |
0,28 |
0,27 |
0.26 |
0,25 |
В ламповых УПЧ необходимая полоса пропускания |
каждого |
каскада |
2Д/' |
получается |
выбором |
схемы, |
изображенной |
на |
рис. 2.115, е. В |
этой |
схеме |
контур |
шунтирован |
анодным |
резисто |
ром Ra. Его сопротивление |
обычно бывает 500—5000 ом. Конден |
сатор С к |
имеет |
постоянную |
емкость. При высокой промежуточной |
частоте роль |
конденсатора может |
выполнять емкость |
схемы. |
|
В транзисторных УПЧ необходимая полоса пропускания ка |
скадов |
2Д/' |
|
получается |
выбором |
|
схемы, |
изображенной |
на |
рис. 2.140,6, |
в |
которой Z-i = 0. |
Следовательно, |
контур |
L K C K |
вклю |
чается в цепь коллектора полностью. Поэтому он сильно шунти руется сравнительно небольшим выходным сопротивлением тран зистора. Дополнительным шунтом может быть резистор, вклю
чаемый параллельно |
контуру. Емкость |
конденсатора С к |
неиз |
менна. |
|
|
|
Указанные схемы каскадов УПЧ и им подобные применяют в |
приемниках с полосой |
пропускания от десятков кгц до 2-5-3 |
Мгц. |
б) Р а з л и ч н а я н а с т р о й к а |
к о н т у р о в |
|
Для получения полосы пропускания УПЧ более 2-г-З Мгц при наличии хорошей избирательности нельзя ограничиться шунтиро ванием контуров. Требуется еще осуществить различную настрой-
ку смежных каскадов. Наиболее часто используют УПЧ с «двой
ками» |
или «тройками» взаимно |
расстроенных каскадов. |
На |
рис. 2.201 показан метод |
настройки контуров «двойки» (или |
«пары») каскадов. Контур первого каскада настраивают на ча стоту /oi</np, а контур второго каскада — на частоту /о2 >/пр- Расстройка обоих каскадов относительно промежуточной частоты приемника одинакова, т. е. / о 2 — / П р = / п р — /о1 = д -^'
Рис. 2.201. Частотные характеристики двух смежных каска дов УПЧ и результирующая характеристика «двойки» каска дов:
а — расстройка контуров немного больше критической; б — расстройка контуров значительно больше критической
Форма результирующей частотной характеристики в этом слу чае зависит от величины расстройки AF. Если AF незначительна, то результирующая частотная характеристика получается одно
горбой |
(рис. 2.201, а ) . |
Если же расстройку |
контуров |
сделать боль |
шой, |
то |
частотная |
характеристика |
окажется |
двугорбой |
(рис. |
2.201,6). |
|
|
|
Наибольшее значение AF, при котором частотная характери стика еще одногорбая, называется критической расстройкой. Обо значим ее AFKp. Величина критической расстройки практически
равна половине |
полосы пропускания одного из контуров (считая, |
что оба контура |
одинаковы). |
Если АР^АРкр, то результирующая полоса пропускания «двойки» 2Af" получается меньше, чем у одного каскада. Если AF>AFK p, то результирующая полоса пропускания может быть шире, чем у одного каскада. Но в этом случае провал частотной
характеристики оказывается значитель ным (рис. 2.201,6). Вершину частотной характеристики можно приблизить к прямой, если один из последующих кон туров усилителя настроить на промежу точную частоту приемника.
На практике в УПЧ расстройка «двойки» обычно выбирается критической или немного больше ее (рис. 2.201,а). Такой усилитель содержит несколько «двоек», число которых чаще всего бы вает от 2 до 6. Если все пары каскадов одинаковы, а расстройка между конту рами у всех пар выбрана Критической, то общая полоса пропускания усилителя определяется по формуле
Рис. 2.202. |
Частотные ха |
2Д/Собщ' |
:2 - Л/" . |
1 |
(2.266) |
рактеристики |
трех каскадов |
|
УПЧ и результирующая ча |
|
|
|
|
стотная |
характеристика |
|
|
|
|
«тройки» |
каскадов |
где т — число |
«двоек» |
каскадов. |
|
|
|
|
Значения величины |
1 |
|
|
|
— 4 — для различного |
числа пар рас- |
1,1 V~m
строенных каскадов приведены в табл. 2.4. Из сравнения данных табл. 2.4 с данными табл. 2.3 видно, что при одинаковом числе равноценных каскадов в усилителе с расстроенными контурами получается более широкая полоса пропускания, чем в усилителе с контурами, настроенными на одну частоту.
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2.4 |
|
т |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
0.91 |
0,77 |
0,69 |
0,64 |
0,61 |
0,58 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
l.lVm
На рис. 2.202 показан метод настройки контуров «тройки» ка скадов усилителя. Два каскада «тройки», имеющие одинаковые
