частотные |
характеристики, |
симметрично |
расстроены относитель |
но промежуточной |
частоты |
приемника. |
|
Третий |
каскад |
имеет более широкую |
полосу пропускания и на |
страивается на промежуточную частоту. Следующие «тройки» ка скадов настраиваются аналогичным образом. При таком способе настройки результирующая частотная характеристика УПЧ имеет плоскую широкую вершину и сравнительно крутые скаты.
3. УПЧ с двухкоитурными каскадами
Для повышения избирательности УПЧ в его каскадах часто применяют по два связанных контура. Примеры таких схем изо бражены на рис. 2.203. Их называют усилителями на двухконтур-
Рис. 2.203. Примеры схем двухконтурных каскадов УПЧ;
о — л а м п о в ы й вариант; б — транзисторный вариант
ных полосовых фильтрах. Оба контура полосового фильтра оди наковы (LKI = L K 2 , СК\ = СК2). Они настроены на промежуточную частоту приемника. Включение контуров к усилительным прибо рам (транзисторам или лампам) выбирается так, чтобы доброт ности обоих контуров были равны.
В ламповом варианте (рис. 2.203, а) применен фильтр с индук тивной связью между контурами. Подключение контуров полное.
|
|
|
|
|
|
|
Катушки L K l и /-кг чаще всего |
наматываются |
на |
общем |
каркасе. |
Расстояние между катушками |
определяет |
размеры |
фильтра. |
В транзисторном варианте |
(рис. 2.203, б) |
применена |
емкост |
ная связь между контурами. Она очень |
удобна |
в |
малогабарит |
ных усилителях, так как экранированные |
катушки |
контуров мож |
но располагать близко друг от друга. Подключение первого кон тура показано полное, второго — частичное.
Форма частотной характеристики двухконтурного каскада него полоса пропускания зависят от величины связи между контурами
пр
(рис. 2.204). При связи меньше критической частотная характе ристика одногорбая, а полоса пропускания узкая. При связи боль ше критической частотная характеристика каскада двухгорбая, а полоса пропускания широкая. Недостаток сильной связи заклю чается в провале на вершине характеристики.
На практике в подавляющем большинстве случаев применяют фильтры с критической связью. В этом случае частотная характе ристика каскада имеет наиболее благо
приятную форму.
Полоса пропускания каскада с кри тической связью между контурами
2Д/' = ] Л 2 ~ - А |
(2.267) |
Полосу пропускания усилителя из п |
одинаковых каскадов можно |
определить |
по приближенной формуле |
|
Рис. 2.204. |
Частотные |
ха |
|
2 Д / 0 6 щ ^ 2 Д / ' |
\ |
. (2.268) |
рактеристики |
двухконтур- |
|
|
|
UV |
|
п |
|
ного каскада: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ — связь |
меньше |
критической; |
Число |
двухконтурных |
|
каскадов |
в |
2 — связь |
критическая; |
3— |
|
связь больше критической |
УПЧ |
обычно бывает от 2 до 4. |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
усиления |
двухконтур- |
ного каскада с критической связью между контурами фильтра |
в |
два раза меньше, чем у одноконтурного каскада. |
|
|
|
У каскада |
на |
лампе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А'о — -л- • S" ^э- |
|
|
(2.269) |
У каскада |
на |
транзисторе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ко |
— -f' |
Рк' |
Рб • $' |
|
|
(2.270) |
Для транзисторного каскада крутизна S определяется по фор |
муле (2.247). На практике коэффициент усиления |
двухконтурного |
каскада |
УПЧ |
бывает порядка |
нескольких |
десятков. |
|
4. |
Тракт |
промежуточной |
частоты с |
сосредоточенной |
|
|
|
|
|
|
|
избирательностью |
|
|
|
|
В радиовещательных и связных приемниках на транзисторах широко применяют преобразователя частоты, в которых нагруз кой смесителя является многозвенный полосовой фильтр. Наибо
лее часто |
его называют |
фильтром |
сосредоточенной селекции |
(ФСС). Этот фильтр может |
состоять из 3—5 обычных контуров |
или представлять собой электромеханическую систему. |
Преобразовательный каскад с ФСС обладает очень хорошей |
частотной |
характеристикой, |
но имеет |
небольшой коэффициент уси- |
ления (порядка единиц). В таком преобразователе осуществляется достаточная избирательность принимаемого сигнала (не пропу скаются помехи), но усиление выделенного сигнала недоста точно.
Уровень полезного сигнала можно увеличить при помощи лю бого усилителя с достаточно широкой полосой пропускания (де сятки килогерц). Его каскады могут быть апериодические (резисторные) или резонансные. Типичная схема тракта промежуточ ной частоты с ФСС изображена на рис. 2.205.
Рис. 2.205. Пример схемы тракта промежуточной частоты с ФСС
В этой схеме последний каскад является резонансным только потому, что он может иметь выходное сопротивление, равное вход ному сопротивлению детектора. Заметного влияния на избира тельность приемника данный каскад не оказывает. Она опреде ляется исключительно свойствами ФСС.
Расчет элементов ФСС осуществляют графоаналитическим ме тодом. Он прост и достаточно точен. В этом расчете обычно опре деляют не полосу пропускания фильтра, а степень ослабления помехи по соседнему каналу, т. е. избирательность каскада при заданной расстройке. Полоса пропускания усилителя выступает в расчете заданной величиной. В радиовещательных приемниках она бывает 7—10 кгц.
Коэффициент усиления преобразователя частоты с ФСС опре деляется уравнением
|
|
Ко — Кф • Sn? ]//?вых. см • RBX. с л » |
(2.271) |
|
где Кф — коэффициент передачи |
фильтра; |
|
|
' п р |
крутизна |
преобразования; |
|
|
выходное |
сопротивление |
смесителя; |
|
|
RBUK.CM |
|
|
входное |
сопротивление |
следующего |
каскада. |
|
RBK-СЛ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
передачи фильтра узнают при помощи специаль |
ных графиков. |
Его величина |
бывает |
от 0,1 до 0,5. |
Чаще |
всего |
/Сф = 0,2-5-0,3. |
|
контуров в |
приемниках связи и |
Наряду с ФСС из обычных |
в радиовещательных приемниках применяют |
электромеханические |
фильтры. В них используют элементы |
правильной |
формы |
(пла |
стины, |
стержни, |
диски, шарики), обладающие магнитострикцион- |
ными |
или пьезоэлектрическими |
свойствами. |
Электромеханические |
фильтры имеют частотную характеристику, очень близкую к пря
моугольной. Габариты |
и вес таких |
фильтров |
малы. Полоса |
про |
пускания |
может |
быть |
от десятков |
герц до единиц |
килогерц. |
В |
последнем |
каскаде |
тракта |
УПЧ (а также |
и в других его |
каскадах) находит применение нейтрализация внутренней |
|
обрат |
ной |
связи |
транзистора. На рис. 2 . 205 |
цепь нейтрализации |
|
емко |
стная. Она представлена |
конденсатором |
CJV. Емкость |
его бывает |
порядка единиц пикофарад. Необходимая величина |
CJV всегда |
подбирается экспериментально. Данная мера позволяет |
|
увели |
чить |
коэффициент |
усиления каскада. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Логарифмические УПЧ |
|
|
|
|
|
|
На |
экране |
индикатора |
РЛС сигналы |
ог целей |
наблюдаются |
на фоне шумов и помех. Помехи обусловлены отражением |
радио |
волн |
от местных предметов-. Если |
уровень помех |
значительный, |
то для успешного |
приема |
полезных |
сигналов |
необходимы |
спе |
циальные |
меры. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хорошие результаты |
получаются, |
если УПЧ приемника |
|
имеет |
логарифмическую |
|
амплитудную |
характеристику |
(ЛАХ). В |
|
таком |
усилителе |
напряжение |
на |
выходе |
пропорционально |
логарифму |
входного напряжения в широком динамическом диапазоне |
|
(око |
ло 100 |
об). Пример ЛАХ приведен на рис. 2 . 206, |
где по оси |
абсцисс масштаб |
|
логарифмический, |
а по оси ординат |
линейный. |
В |
данной |
системе |
координат |
(ее называют |
полулогарифмиче |
ской) |
ЛАХ представляет |
собой |
прямую |
линию. |
Отклонение от |
прямой имеет начальный участок характеристики |
и |
ее |
конец. |
Нижний изгиб соответствует линейному режиму |
усилителя. Верх |
ний |
изгиб |
получается |
при насыщении |
всех каскадов. Однако та |
кие |
большие |
сигналы |
на входе |
УПЧ бывают |
редко. |
|
|
|
Схемы УПЧ с ЛАХ разнообразны, но чаще всего применяются усилители с непрерывным детектированием сигнала и усилители
снелинейными элементами в цепях нагрузки.
Вимпульсных РЛС предпочтение отдают усилителям с непре рывным детектированием сигнала. Их называют также усилите лями с последовательным детектированием. Структурная схема
такого усилителя изображена на рис. 2 . 207 .
В этой схеме детектируется выходной радиоимпульс каждого усилительного каскада. Получающиеся видеоимпульсы склады ваются на общей нагрузке RH. Правильное сложение видеоимпуль сов обеспечивает линия задержки. Каждая ячейка линии задерж ки (ЯЛЗ) задерживает видеосигналы на время прохождения