Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 [78] 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

какия в пределах трех или более октав, можно использовать выражение

Kd6=20Nlg

- )\-

(7-63)

4/&И

частота сигнала, гц; резонансная частота контура, гц; полоса пропускания на уровне половинной мощности (на уровне ослабления на -3 дб или на относительном уровне \1У~2 = 0,7 по напряжению); Л/ равно 1 для одиночного контура, 2 - для пары связанных контуров или для пары одиночных контуров в разных каскадах и 3 -для трех одиночных контуров в раз- -ц ных каскадах.

Если в каждом каскаде используется два или более резонансных контура, то для получения полного относительного ослабления следует суммировать относительные ослабления всех контуров.

2. Коэффициент шума. Эквивалентное шумовое сопротивление лампы, работающей в качестве смесителя [см (7-30) и (7-31)], всегда бывает больше эквивалентного шумового сопротивления той же лампы, работающей в усилительном режиме [см. (7-19) и (7-24)]. Причина этого заключается в том, что крутизна лампы в режиме усиления примерно в 4 раза большее ее крутизны преобразования. Коэффициент шума пен-тагрида и других многоэлектродных ламп больше, чем у триода или пентода, как из-за малой крутизны преобразования, так и вследствие сильных шумов перераспределения, поскольку у многоэлектродных ламп анодный ток составляет небольшую часть полного катодного тока.

На сравнительно низких частотах, когда можно пренебречь временем пролета электронов, коэффициент шума усилителя или смесителя с общим катодом Сем. п. 5 примера 7-5) определяется выражением

Ь§а, (7-64)

На достаточно высоких частотах вредное влияние времени пролета электронов становится настолько сильным, что кристаллические диодные смесители дают меньший коэффициент шума, чем ламповые усилители и смесители.

7-46. Основные требования к усилителям промежуточной частоты (УПЧ). Требуемые характеристики УПЧ определяются назначением приемника и характеристиками других его каскадов. Для конструирования УПЧ необходимо определить следующие основные требования:

1. Усиление. Требуемая величина усиления напряжения определяет необходимое число каскадов УПЧ. Максимальное усиление


где Ш- коэффициент шума;

/ - сопротивление источника сигнала.

Выражение (7-64) показывает зависимость коэффициента шума лампы от Rm. Улучшение величины полного коэффициента шума супергетеродинного приемника, получаемое в результате добавления перед смесителем одного или нескольких каскадов усиления радиочастоты, можно определить из выражения (7-65):

И/н = ЯЛ + р1, (7-65)

где Я/i - коэффициент шума усилителя радиочастоты;

Д72 - коэффициент шума смесителя:

коэффициент усиления располагаемой мощности усилителем радиочастоты:

- общий коэффициент шума усилителя радиочастоты и смесителя.

Рис. 7-13. Кривые избирательности различных резонансных систем.

1 - одиночный резонансный контур; 2 - два связанных контура или два взаимно расстроенных каскада; 3 - три одно контурных взаимно расстроенных каскада.

УПЧ обычно определяется как отношение амплитуды сигнала на входе детектора, необходимой для линейного детектирования, к наименьшей амплитуде сигнала на выходе смесителя, которая еще может быть усилена. В реальных конструкциях необходимо предусматривать запас усиления с учетом старения ламп, разброса их параметров и возможной неточности настройки контуров.

2. Полоса пропускания. При заданной полосе пропускания добротность применяемых контуров Q может быть тем меньше, чем ниже резонансная частота. Это обстоятельство, а также трудность изготовления многокаскадных перестраиваемых усилителей радиочастоты приводят к тому, что требования к полосе пропускания приемника и его избирательности обычно стараются выполнить посредством УПЧ. Полоса пропускания УПЧ часто выбирается такой, чтобы обеспечить наибольшее отношение сигнала к шуму.

3. Коэффициент шума. Коэффициент шума двух каскадов определяется выражением (7-65). Если общий коэффициент шума усилителя радиочастоты и смесителя равен Ши а коэффициент шума УПЧ Z/72, то полный коэффициент шума приемника оказывается близким к Z77i2, так как УПЧ обычно имеет настолько большое усиление, что влияние следующих за УПЧ каскадов на общий коэффициент шума приемника оказывается пренебрежимо малым. Если усиление по мощности 1{р\



усилителя радиочастоты и смесителя будет настолько велико, что второй член в (7-65) окажется малым, то коэффициент шума УПЧ не будет существенно влиять на полный коэффициент шума приемника.

4. Избирательность. Если приемник должен иметь хорошую избирательность, т. е. подавлять нежелательные сигналы, частоты которых мало отличаются от частоты полезного сигнала, то резонансная кривая УПЧ должна иметь крутые скаты за пределами полосы пропускания. В некоторых случаях это требование заставляет применять специальные схемы междукаскадной связи.

5. Устойчивость УПЧ. Стабильность характеристик. Усилитель промежуточной частоты не должен самовозбуждаться. Однако, если усилитель близок к самовозбуждению, воможны сильные искажения формы резонансной кривой и сокращение полосы пропускания, даже если он и не возбудится. Кроме того, если к каскадам УПЧ подводится напряжение автоматической регулировки усиления, то изменения усиления отдельных каскадов будут изменять их входные емкости, что может вызвать значительную расстройку каскадов (если не применять способы компенсации; см. § 7-4з).

6. Ограничение сигнала и перегрузка УПЧ. Усилитель промежуточной частоты должен быть спроектирован так, чтобы при наиболее сильном сигнале на выходе смесителя в УПЧ не происходило ограничения сигнала или перегрузки каскадов. Вместе с тем величина усиления должна быть достаточной для того, чтобы наиболее слабый сигнал усиливался до величины, необходимой для нормальной работы детектора. Это требует использования какой-либо автоматической регулировки усиления, при которой усиление УПЧ является обратной функцией от уровня входного сигнала.

7. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики. Необходимые составляющие спектра сигнала должны усиливаться с умеренным искажением соотношения их амплитуд. Кроме того, часто требуется, чтобы относительные фазы составляющих спектра также не претерпевали существенных изменений. Эти факторы имеют значение, когда приходится учитывать время установления и выброс на вершине импульса.

8. Промежуточная частота. Выбор промежуточной частоты зависит от многих факторов. Некоторые из них заставляют выбирать высокую, а другие - низкую промежуточную частоту. Окончательный выбор промежуточной частоты является компромиссом между этими требованиями, причем этот выбор производится с учетом относительной важности отдельных требований для каждого типа приемника.

Факторы, заставляющие отдавать предпочтение низкой промежуточной частоте

Коэффициент шума. Коэффициент шума любой лампы возрастает с частотой. Увеличение коэффициента шума вызывается наведенными шумами, мощность которых возрастает пропорционально квадрату частоты.

Входное сопротивление.

Входное сопротивление лампы в результате влияния времени пролета и индуктивности катодного ввода изменяется обратно пропорционально квадрату частоты. На высоких частотах это обстоятельство ограничивает величину коэффициента усиления номинальной мощности лампой.

Полоса пропускания. Добротность контура Q равна отношению резонансной частоты к полосе пропускания на уровне -3 дб. При данном Q катушки более узкую полосу пропускания можно получить на более низкой частоте.

Факторы, заставляющие отдавать предпочтение более высокой промежуточной частоте

Подавление зеркального приема. Чем выше промежуточная частота, тем больше абсолютная величина разности между частотой полезного сигнала и зеркальной частотой, что в свою очередь увеличивает ослабление зеркального сигнала в усилителе радиочастоты.

Фильтрация в детекторе. Если продетектированные колебания принятого сигнала содержат составляющие, частоты которых приближаются к промежуточной частоте, то на выходе второго детектора необходимо использовать фильтр с очень резким срезом, который пропускал бы высшие частоты модуляции и ослаблял пульсации промежуточной частоты. Использование высокой промежуточной частоты позволяет поэтому упростить фильтр на выходе второго детектора. Значительное ослабление амплитуды колебаний промежуточной частоты на выходе второго детектора может быть получено при использовании двухполупериод-ного детектора, поскольку частота пульсаций иа выходе такого детектора равна удвоенной промежуточной частоте.

В тех случаях, когда приемник должен одновременно иметь хорошее подавление зеркального приема и узкую полосу пропускания, как, например, в приемниках УКВ, необходимые характеристики могут быть получены при использовании супергетеродина с двойным преобразованием частоты. Такой приемник состоит из смесителя и гетеродина, за которыми следует усилитель сравнительно высокой первой промежуточной частоты, затем следуют второй смеситель с вторым гетеродином и усилитель второй, более низкой промежуточной частоты. Благодаря высокому значению первой промежуточной частоты достигается хорошее подавление зеркального приема в усилителе радиочастоты. Низкое значение второй промежуточной частоты делает возможным получение требуемой узкой полосы пропускания приемника. 1 Важным преимуществом приемника с двойным преобразованием частоты является также возможность получения большего общего усиления на промежуточных частотах, поскольку использование двух разных промежуточных частот ослабляет связь между каска-

1 Возможности реализации этих преимуществ ограничиваются необходимостью обеспечить требуемое подавление зеркального приема второго смесителя за счет избирательных свойств тракта первой промежуточной частоты. (Прим. ред.)



Для получения максимальной величины произведения усиления на полосу крутизна S должна быть возможно больше, а С - возможно меньше При определении величины произведения усиления на полосу для конкретного типа лампы полагают, что в каскадах используются одинаковые лампы; при этом в емкость С входят входная и выходная емкости рассматриваемого типа ламп. В табл. 7-3 приведены величины произведения резонансного усиления на полосу пропускания для некоторых наиболее распространенных пентодов. Они рассчитаны для случаев, когда С = Свх + Свых и С = Свх + С вых -f- 5 пф. Величина 5 пф примерно равна минимально возможной распределенной емкости проводов и ламповой панели. При расчете крутизна S выражалась в мнкромо (мка/в), а емкость S - в пикофарадах. Произведение усиления на полосу при этом выражено в мегагерцах.

Для узкополосных приемников, в частности для радиовещательных и связных, величина произведения усиления на полосу не имеет большого значения, так как в таких приемниках для получения узкополосной, высокоизбирательной резонансной кривой применяют контуры, емкости которых слагаются не только из входной и выходной емкостей ламп, но также из емкости настроечного конденсатора, причем последняя выбирается во много раз больше емкостей ламп. В таких случаях более важна крутизна лампы, чем величины Свх и Свых.

2. Устойчивость. В усилителе с заземленным катодом междуэлектродная емкость сетка-анод создает обратную связь между анодной и сеточной цепями, которая может привести к самовозбуждению усилителя (см. § 7-4и). Максимальное усиление, которое может дагь один каскад без самовозбуждения, обратно пропорционально квадратному корню их произведения Сс. а и частоты [см. (7-124)]. Триоды редко применяются в усилителях радио и промежуточной частоты с заземленным катодом (за исключением входных каскадов с малым уровнем шума), поскольку они требуют нейтрализации для предупреждения самовозбуждения, а также вследствие заметного изменения вход-

Таблица 7-3

Значения произведения усиления на полосу пропускания для некоторых типов пентодов

Тип лампы

S, мкмо

. пф

2* (Свх + + Свых), Мгц

2к (Свх +

+ Свых + 5>-

мннимум

максимум

минимум

максимум

минимум

максимум

6АС7

7 000

11 000

13,2

6А05

4 00

6 000

6А07

9 200

14 200

11,5

14,5

6АН6

6 000

11 000

12,0

6АК5

3 500

6 500

6AN5

6 000

10 000

12,0

6AU6

4 150

6 250

6СВ6

6 200

6ВА6

3 600

5 200

5840

4 200

5 800

6205

4 200

5 800

да ми первой и второй промежуточной частоты и уменьшает опасность самовозбуждения.

7-4в. Выбор типа лампы. Тип лампы в усилителях радио и промежуточной частоты определяется рядом факторов. Главными из них являются

1. Произведение усиления на полосу («добротность»). Произведение усиления по напряжению на полосу пропускания усилительного каскада определяется типом используемой лампы. Рассмотрим усилитель на рис. 7-14. Если Rc много меньше Ri


Рис 7-14. Схема резонансного усилителя

и Q2RL где RL - сопротивление катушки, то усиление первого каскада по напряжению на резонансной частоте будет равно;

К = - SRC и полоса пропускания Af на уровне 1

Д/ =

2я7?сС

(7-66) - Здб

(7-67)

где С - полная параллельная емкость междукаскадной цепи, включающая между электродные емкости ламп и распределенную емкость монтажа.

Произведение резонансного усиления каскада на полосу пропускания равно:

АГД/ =

(7-6

Произведение усиления на полосу является показателем качества ламп для усилителей.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 [78] 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0099