Файл: Учебник радиометриста флота учебник для школ и учебных отрядов ВМФ..pdf

Высокочастотный сигнал частоты fc по фидерному тракту поступает на диод смесителя. Сюда же подается напряжение ча­ стоты /г от гетеродина. Связь гетеродина со смесителем емкост­ ная, ее можно регулировать путем удаления пластинки связи от внутреннего проводника коаксиальной линии. Оптимальная связь осуществляется плунжером настройки. Выходной сигнал снимается с кристаллического смесителя и подается на первый каскад УПЧ. Кристаллический смеситель волноводного типа ра­ ботает аналогично коаксиальному.

Рис. 228. Балансный смеситель:

а — эквивалентная схема; б — конструкция

В качестве гетеродинов в сантиметровом диапазоне волн ис­ пользуются отражательные клистроны. Шумы, создаваемые клистроном, преобладают в общем уровне шумов на выходе преобразователя частоты. Для борьбы с шумом гетеродина на сантиметровых волнах часто применяется двухтактный диодный преобразователь частоты, иначе называемый балансным сме­ сителем (рис. 228). В данной схеме два полупроводниковых ди­ ода включены так, что напряжение гетеродина иг воздействует на оба диода в одинаковой фазе, а напряжение сигнала ис при­ ложено к ним в противофазе.

Под действием иг токи диодов в индуктивности L3 протекают

также не будет, так как емкость С имеет значительную величину и ее сопротивление для частоты fc мало.

При совместном действии иг и ис возникают биения, но пе­ ременная составляющая /п. ч протекает через диоды в противо­ фазе. Это означает, что в индуктивности А3 переменные состав­ ляющие токов детекторов частоты fn,4 протекают в одном на­ правлении и, складываясь, наводят э. д. с. в индуктивности Ь4. Контур Ь4С настроен на частоту fn,4, и его напряжение подается на УПЧ.

234-

§ 5. Усилители промежуточной частоты

УПЧ осуществляют основное усиление сигнала. Применение промежуточной частоты, которая значительно ниже частоты при­ нимаемого сигнала, позволяет получать большое неискаженное усиление колебаний необходимой полосы частот при устойчивой работе усилителя. На выходе УПЧ должно вырабатываться на­ пряжение сигнала не менее 11—2 В, необходимое для работы детектора. Поэтому число каскадов, входящих в усилитель, час­ то называемый линейкой УПЧ, выбирается от 6 до 12, чтобы обеспечить необходимые усиление и полосу пропускания.

< + £ а

Рис. 229. Схема каскада одноконтурного УПЧ

В качестве усилителей промежуточной частоты используют­ ся резонансные одноконтурные и многоконтурные типы УПЧ, построенные на высокочастотных пентодах.

Одноконтурные УПЧ (рис. 229) состоят из однотипных каска­ дов, анодной нагрузкой каждого из которых является контур L, настроенный на частоту fn. ч■Контур каждого каскада одновремен­ но является входным контуром последующего каскада. В каче­ стве емкостей контуров используются междувитковые емкости катушек^ входная и выходная междуэлектродные емкости ламп и емкости монтажа. ■'

Для расширения полосы пропускания каждого каскада в анодную цепь ламп включается сопротивление R&<которое шун­ тирует контур и вносит в него дополнительное затухание.

Вцепи питания экранных сеток часто сопротивление не вклю­ чается, вследствие чего напряжение на экранных сетках ламп оказывается выше анодного. Этим достигается повышение кру­ тизны характеристики лампы и коэффициента усиления каскада.

Вкаждый каскад включаются развязывающие цепочки для обеспечения устойчивости работы усилителя (R5C5 в анодной

цепи, а ЬПСН— в цепи накала).

235

Контуры всех каскадов УПЧ настраиваются на частоту /п.ч- В некоторых случаях для расширения полосы пропускания при­ меняются УПЧ с взаимно расстроенными контурами.

Двухконтурные УПЧ (рис. 230) для связи между двумя со­ седними каскадами имеют два контура. Контур Ьх является анодным контуром первой лампы, а контур Ь2— входным конту­ ром последующей лампы. Каждая пара контуров настраивается

Рис. 230. Схема каскада УПЧ на двух свя­ занных контурах

на частоту fnp и шунтируется сопротивлениями /?8( и R ai для

расширения полосы пропускания. Для этой цели связь между контурами выполняется сильной. При сильной связи усиливает­ ся взаимное влияние контуров за счет внесения дополнительных потерь, что дополнительно расширяет полосу пропускания.

Двухконтурные и многоконтурные УПЧ по своим усилитель­ ным свойствам превосходят одноконтурные УПЧ, однако из-за сложности наладки они применяются реже.

§ 6. Детекторы

Детектирование — это процесс, обратный модуляции сигна­ лов. В зависимости от вида модулированного сигнала различа­ ют амплитудное, частотное и фазовое детектирование. Во всех случаях процесс детектирования основан на использовании не­ линейных свойств приборов с односторонней проводимостью — электронных ламп или полупроводниковых диодов. Ламповые детекторы бывают диодные, сеточные и анодные. Сеточные и анодные детекторы не нашли применения в радиолокационных приемниках из-за ряда существенных недостатков.

Амплитудный детектор состоит из трех основных элементов: нелинейного элемента', сопротивления нагрузки R и емкости на­ грузки С. В радиолокационных приемниках для преобразования радиоимпульсов в видеоимпульсы применяется амплитудный ди­ одный детектор с последовательным включением сопротивления нагрузки (рис. 231, о).

2 3 6

■При воздействии на диод радиоимпульса в первый положи­ тельный полупернод входного напряжения ивк начинается заряд конденсатора С. Заряд конденсатора С продолжается до тех пор, пока напряжение на аноде диода положительное п превы­ шает напряжение на заряжающемся конденсаторе С. В отрица­ тельные полупериоды входного напряжения »Пк и до момента пока входное положительное напряжение ие превышает напря­ жения на конденсаторе С, диод заперт. Конденсатор С в этот момент временно медленно разряжается через сопротивление R, создавая на нем напряжение той же полярности, которая созда­ ется током (рис. 232), протекающим через открытый диод. В ре­ зультате на сопротивлении R выделяется напряжение uR с ча­ стотой огибающей АМ-колебання, а высокочастотные состав­ ляющие тока протекают по емкости С, имеющей для них малое сопротивление. С момента окончания радиоимпульса конденса­ тор С полностью разряжается через сопротивление R. Поляр­ ность выходного сигнала зависит от полярности включения дио­ да. Форма видеоимпульсов на выходе детектора зависит от со­ противления R и емкости С. При увеличении их увеличивается длительность видеоимпульса, так как конденсатор медленнее заряжается и разряжается. При уменьшении емкости С возрас­ тают пульсации видеоимпульсов, а при уменьшении сопротивле­ ния R уменьшается амплитуда видеоимпульса. Практически С= 20-н50 пФ; £ = 500-5-60 000 Ом.

На выходе детектора огибающая радиоимпульса имеет пуль­ сации с частотой входных импульсов fn.ч. В целях уменьшения этих пульсаций между детектором и видеоусилителем применя­ ют фильтры типа £фСф, ЬфСф или дроссель частоты пульсаций.

Диодный детектор с паралле'льным включением сопротивле­ ния нагрузки R (рис. 231, б) отличается от ранее рассмотренно­ го детектора тем, что конденсатор С разряжается не только че­ рез сопротивление нагрузки R, но и через выходной контур УЛЧ. Поэтому на выходе детектора действует не только напряжение видеочастоты, но и напряжение промежуточной частоты. Детек­ тор с параллельным включением сопротивления нагрузки обыч­ но используют в схемах АРУ не для выделения напряжения зву­ ковой частоты, а для выделения постоянного напряжения и0, ве­ личина которого определяется амплитудным значением сигнала на входе детектора. Для этой цели параллельно диоду включа­

используется для автоматической регулировки усиления каска­ дов УВЧ и УПЧ.

Частотный детектор. Частотное детектирование слагается из двух процессов:

— преобразования частотно-модулированных (ЧМ) колеба­ ний в амплитудно-модулированные (AM);

2 3 7

Рис. 231. Основные схемы включения диодных детекторов:

Рис. 232. Процесс преобразования радио­ импульса в видеоимпульс

238

— амплитудного детектирования (АД) последних и выявле­ ния информации.

Для осуществления первого процесса можно использовать любую линейную систему, коэффициент передачи которой зави­ сит от частоты. Простейшей системой является колебательный контур, расстроенный относительно средней частоты fcp ЧМ-ко- лебаний. В таком случае ам­ плитуда колебаний на выхо­ де Иных изменяется в зависи­ мости от соотношения ча­

стоты сигнала fc на входе контура и собственной ча­ стоты )0 контура (рис. 233). При этом частотная модуля­ ция в выходном сигнале контура сохраняется и сиг­ нал имеет амплитудную и частотную модуляцию (АЧМ).

Л

Амплитудное детектирование АЧМ колебаний осуществляет­ ся, как правило, диодным детектором.

Более совершенным частотным детектором является дискри­ минатор. Простейшая схема дискриминатора изображена на рис. 234, а. Входные контуры диодных детекторов L fii и Ь2С2 расстроены по отношению к контуру LkCk, имеющему частоту собственных колебаний fo = fn.4- Резонансные характеристики контуров дискриминатора (рис. 234, б) показывают зависимость амплитуды переменного напряжения на контурах LXC^ и Ь2С2

от величины /п.ч приемника.

Если /п.ч = /о, то напряжения на обоих контурах дискримина­ тора одинаковы. Если происходит уменьшение частоты fn,4 в сторону /ь то напряжение на контуре L/C, возрастает, а на кон­ туре Ь2С2 уменьшается. При возрастании частоты /ъ.ч в сторону f2 возрастает напряжение на контуре Ь2С2, а напряжение на контуре L|C| уменьшается. Таким образом, изменение частоты /п.ч приемника приводит к пропорциональному изменению ам­ плитуды напряжения в контурах дискриминатора, а следова­ тельно, и на нагрузках диодных детекторов.

239