к оглавлению

Входные устройства, радиоприемных устройств

Входные устройства (ВУ, их называют еще преселекторами) радиоприемных устройств представляют собой резонансную систему, схема которой определяется типами связи с антенной и с первым каскадом приемника (рис. 13.10).

Входное устройство по схеме рис. 13.10, а рассчитано на применение в первом каскаде приемника резонансного усилителя с достаточно высоким входным сопротивлением (каскад на полевом транзисторе), катушка L1 в этом случае носит название катушки связи, если L1 и L2 намотаны на одном каркасе.

Входное устройство на рис. 13.10, б характерно для приемников с магнитной антенной и возможностью подключения дополнительно внешней антенны (через конденсатор Са) при трансформаторной связи с первым каскадом приемника. Отметим, что с целью минимизации влияния входного сопротивления этого каскада на избирательные характеристики резонансного контура емкость конденсатора связи Са с антенной выбирается достаточно малой.

Входное устройство на рис. 13.10, в является наиболее простым и широко используемым практически на всех диапазонах; при необходимости согласования со входным каскадом приемника от катушки L делается отвод, который подключается ко входному каскаду (автотрансформаторная связь с нагрузкой).

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Рассмотрим эквивалентную схему ВУ с трансформаторно-емкостной связью с антенной на рис. 13.11, на котором обозначено: La, Caa, Ra — эквивалентная индуктивность, емкость и активное сопротивление антенны, Em — ЭДС, наводимая в антенне.

Как правило, в диапазоне частот вплоть до ультракоротких волн индуктивное и активное сопротивление антенны значительно меньше емкостного [55], что позволяет упростить схему на рис. 13.11 и привести ее к виду, показанному на рис. 13.12, на котором Со=Саа-Са/(Саа +Са); Le — индуктивность рассеяния первичной обмотки трансформатора (устанавливается в диалоговом окне параметров трансформатора); Сn'=n2Cn — приведенная к первичной обмотке емкость нагрузки Cn [50], где n — коэффициент трансформации, задаваемый в окне параметров трансформатора. Сопротивление Rk, состоит из активного сопротивления первичной обмотки трансформатора Rp, которое устанавливается в окне его параметров и по умолчанию равно нулю, и эквивалентного сопротивления нагрузки Rn'=n2Rn [50], пересчитанному параллельно контуру. Для преобразования его в последовательно включенное, что более удобно для дальнейшего анализа, используется формула

Electronics Workbench V 5.12 — резонансная частота контура;

Electronics Workbench V 5.12 . Таким образом, Electronics Workbench V 5.12

Поскольку, как указывалось выше, емкость конденсатора связи Са выбирается достаточно малой, ток, поступающий в параллельный колебательный контур, образованный элементами Сn', С, Le, L1 и Rn', равен

Electronics Workbench V 5.12 (13.1)

При резонансе ток Im' в индуктивной или емкостной ветви параллельного колебательного контура равен [56]

Electronics Workbench V 5.12 (13.2)

где

Electronics Workbench V 5.12 — добротность контура.

После подстановки (13.1) в (13.2) получим

Electronics Workbench V 5.12

Напряжение на первичной обмотке трансформатора

Electronics Workbench V 5.12

Напряжение на выходе устройства (на вторичной обмотке трансформатора)

Electronics Workbench V 5.12

, Следовательно, коэффициент передачи входного устройства равен

Electronics Workbench V 5.12 (13.3)

Пренебрегая индуктивностью рассеяния, т.е. выбирая в окне параметров трансформатора Le=0, рассмотрим два случая:

1) активное сопротивление первичной обмотки Rp = О;

2) активное сопротивление значительно больше эквивалентного сопротивления нагрузки.

В первом случае

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12 (13.4)

Во втором случае Rp>>Rp' следовательно, Rk=Rp и

Electronics Workbench V 5.12 (13.5)

Electronics Workbench V 5.12

Перейдем к моделированию ВУ, показанного на рис. 13.13, а, для которого приняты следующие значения параметров трансформатора: Rp=0 и п=3. При остальных параметрах, указанных на схеме, расчеты по формуле (13.4) дают

Electronics Workbench V 5.12

Результаты моделирования показаны на рис. 13.13, б, откуда видно, что коэффициент передачи составляет -41,6 дБ, что весьма близко к расчетному. Отметим, что расчетное значение резонансной частоты — 2,9 кГц — также близко к полученному при моделировании.

Перейдем к рассмотрению процесса прохождения через ВУ (рис. 13.14, а) АМ-сигналов. При моделировании используется источник АМ-сигнала

Electronics Workbench V 5.12 (13.6)

где Еm — амплитуда несущей; М<1 — коэффициент модуляции;

Переключатель Z позволяет подключиться к функциональному генератору для оперативного получения АЧХ входного устройства.

Как видно из выражения (13.6), спектр АМ-сигнала состоит из трех компонентов: несущей и двух боковых колебаний. Для случая настройки колебательного контура на частоту сигнала ток на его входе определяется выражением [51]:

Electronics Workbench V 5.12

где

Electronics Workbench V 5.12 — коэффициент уменьшения модуляции;

Electronics Workbench V 5.12 — абсолютная величина обобщенной расстройки для верхней и нижней боковых частот;

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Из выражения (13.7) видно, что на верхней боковой частоте ток запаздывает, а на нижней он опережает напряжение на угол В, при этом коэффициент модуляции

уменьшается в соответствии с выражением:

Electronics Workbench V 5.12

Попробуем воспользоваться приведенными формулами для расчета параметров выходного АМ-сигнала со следующими исходными данными (кроме показанных на рис. 13.14,

Electronics Workbench V 5.12

Lk=0,5 Гн, Ck=5 нФ, контур настроен на несущую частоту. В результате расчетов получаем: Q=0,5 20000/1000=10; С=2 10-3140/20000=3,14; B=arctg3,14=72,33°;

Electronics Workbench V 5.12

Результаты моделирования показаны на рис. 13.14, б, откуда видно, что временной интервал Т2-Т1, характеризующий фазовый сдвиг выходного сигнала, составляет около 0,4 мс, что при периоде модулирующей частоты 2 мс соответствует примерно 72°, т.е. близко к расчетному.

Контрольные вопросы и задания

1. Проведите моделирование ВУ на рис. 13.13, а при Rp=l кОм и Rn=1000 МОм и сравните полученные результаты с расчетными по формуле (13.5).

2. При расчетах зависимости резонансной частоты и коэффициента передачи ВУ по формуле (13.5) от емкости нагрузки Сп получены, в частности, следующие ре-

Electronics Workbench V 5.12

Electronics Workbench V 5.12

Результаты (цифры в скобках относятся к результатам моделирования): при Сп=1нФ К = -32,26 дБ (-31,9 дБ), F = 2,87 кГц (2,87 кГц); при Сп=10 нФ К = -34,2 дБ (-31,6 дБ), F = 2,66 кГц (2,66 кГц). Из приведенных данных видно, что если результаты расчета и моделирования по определению резонансной частоты совпадают, то по коэффициенту передачи они заметно отличаются. Причем, если расчетные значения К с ростом Сп уменьшаются, то при моделировании они, наоборот, увеличиваются. Чем объяснить такое явление и имеет ли оно практическое значение?

3. Используя схему на рис. 13.13, а при Rn>>Rp=l кОм, на основании выражения (13.3) рассчитайте зависимость резонансной частоты и коэффициента передачи ВУ от индуктивности рассеяния Le. Сопоставляя результаты расчета с результатами моделирования, установите правомерность включения индуктивности Le в соответствии с эквивалентной схемой на рис. 13.12.

4. Используя модель на рис. 13.14, а, исследуйте зависимость фазового угла и формы выходного сигнала от частоты модулирующего сигнала в диапазоне частот от 10 до 800 Гц.

5. Используя выражение (13.7), по аналогии с методикой получения формулы (13.3) получите выражение для коэффициента передачи ВУ для АМ-колебаний.

6. Используя методику, изложенную в разд. 13.5, определите коэффициент модуляции AM колебания на рис. 13.14, б и сравните с расчетным значением.

к оглавлению


Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 23.10.2020 - 18:57: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
23.10.2020 - 18:56: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от проф. В.Ю. Катасонова - Карим_Хайдаров.
23.10.2020 - 08:20: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
23.10.2020 - 07:55: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
23.10.2020 - 07:54: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
23.10.2020 - 07:50: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
23.10.2020 - 03:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Проблема народного образования - Карим_Хайдаров.
23.10.2020 - 02:14: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
22.10.2020 - 09:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Амары Ельской - Карим_Хайдаров.
22.10.2020 - 09:27: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Юрия Андреевича Фролова - Карим_Хайдаров.
21.10.2020 - 09:06: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
21.10.2020 - 07:51: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution