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

фильтры в значительной степени удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ФОС. Затухание в полосе пропускания составляет обычно 4-10 дБ при его неравномерности не более 6 дБ, коэффициент прямоугольное™ лежит в пределах 1,1 -2,2. Их затухание монотонно возрастает по мере удаления от полосы пропускания и достигает 100 дБ и более. Эти фильтры имеют малые размеры и массу, высокие надежность и стабильность, сравнительно дешевы. Их основные недостатки - довольно низкая рабочая частота, что заставляет строить вседиапазонные аппараты с ЭМФ в качестве ФОС по крайней мере с двумя ПЧ, а также существенная нелинейность коэффициента передачи, практически не позволяющая, если не принять специальных мер, реализовать в тракте с распространенными ЭМФ динамический диапазон свыше 80-83 дБ.

В радиовещательных приемниках широко используются пьезокерамические фильтры Их частотный диапазон примерно совпадает с диапазоном, в котором реализуемы ЭМФ. Пьезокерамические фильтры имеют неплохие параметры и низкую стоимость, но по добротности элементов и стабильности они существенно уступают ЭМФ, поэтому в аппаратуре связи в качестве ФОС широкого применения не находят.

Из доступных радиолюбителям в наибольшей степени отвечают ранее перечисленным требованиям кварцевые ФОС. Разнообразные полосовые фильтры как из дискретных резонаторов, так и монолитные - на одной пластине - выпускаются промышленностью на частоты от единиц до нескольких десятков магагерц. К сожалению, среди них иет наборов фильтров, полностью удовлетворяющих требованиям к ФОС спортивных трансиверов. В любительских условиях довольно легко реализуются самодельные высококачественные кварцевые ФОС из дискретных резонаторов на частоты 5-15 МГц, на гармоииковых кварцах - до 85 МГц [45, 44]. При некотором навыке можно изготовить и простейшие монолитные фильтры [46]. Наиболее популярны сейчас фильтры, выполненные по лестничным схемам. Их собирают из одинаковых резонаторов, они поддаются достаточно точному расчету в любительских условиях и, в отличие от фильтров по дифференциально-мостовым схемам, не требуют кропотливой настройки [44]. Для лестничных фильтров подходят резонаторы с резонансным интервалом, т. е. разностью между частотами параллельного и последовательного резонансов, в 3 и более раз больше требуемой полосы пропускания фильтра. Современные резонаторы этому условию, как правило, удовлетворяют, однако радиолюбителям часто более доступны резонаторы старых типов, имеющие обычно узкий резонансный интервал. Их тоже можно использовать для лестничных фильтров, но, чтобы получить расчетные характеристики, приходится вводить дополнительные катушки индуктивности (рис. 12) [44].

Правильно сконструированные кварцевые фильтры имеют очень хорошую линейность амплитудной характеристики. Поданным [47], параметр Aiax у нескольких испытанных серийных кварцевых фильтров иа частоты 8-50 МГц составляет 42- 58 дБм. Учитывая, что наиболее динамичные современные смесители имеют параметр Азвых около 45 дБм, можно говорить о том, что на сегодня у приемников с кварцевым фильтром после первого смесителя достижим наибольший динамический диапазон, а его значение будет определяться исключительно линейностью каскадов, предшествующих этому фильтру.

В приемниках высокого класса с ЭМФ в качестве ФОС в целях повышения динамического диапазона в тракт первой фиксированной ПЧ включают сравнительно простые кварцевые фильтры, обеспечивающие предварительную основную селек-



цию. Иногда для тех же целей при одной ПЧ можно использовать LC-фильтры [14]. Для уменьшения мощности шумов УПЧ, поступающих с выхода детектора в тракт 34, часть ФОС включают ближе к выходу тракта ПЧ. Такая мера ослабляет как внеполосные шумы, так и шумы УПЧ на неиспользуемой боковой полосе.

Обычно кварцевые фильтры имеют фиксированное значение полосы пропускания, однако известны методы, позволяющие оперативно изменять эту полосу [48].

В простых трансиверах ФОС приемного тракта с «телефонной» полосой часто используют и в тракте формирования однополосного сигнала в режиме передачи. В аппаратах высокого класса целесообразно для этих целей применить отдельный фильтр с коэффициентом прямоугольностн 1,2-1,4 и с полосой около 3 кГц, а для приема однополосных сигналов в условиях помех использовать менее «крутой»- с коэффициентом прямоугольностн 1,6-2, но с полосой 2,2-2,5 кГц, обеспечивающий более короткий отклик на импульсную помеху.

Требования, предъявляемые к УПЧ, зависят от места этих усилителей в тракте. В приемниках с пассивным первым смесителем один каскад усилителя первой ПЧ обычно включают непосредственно после этого смесителя в целях обеспечения постоянства его нагрузки в широком диапазоне частот. Требования к таким каскадам аналогичны требованиям к УРЧ, а их усиление устанавливают таким, чтобы с небольшим запасом компенсировать затухание в смесителе, в фильтре иа выходе данного каскада, а также в преселекторе, если в нем нет УРЧ. Усилители первых ПЧ в приемниках с многократным преобразованием частоты, как правило, только компенсируют затухание в смесителях и фильтрах между ними. Их коэффициент шума должен быть минимальным, а требования к линейности зависят от вида фильтра перед УПЧ. Если этот фильтр широкополосный, то УПЧ должен быть столь же линейным и, следовательно, столь же сложным, как УРЧ. Если перед усилителем включен фильтр предварительной основной селекции, требования к линейности УПЧ резко снижаются и можно допустить подачу на него напряжения из цепи регулировки усиления.

Основное усиление приемника должен обеспечивать усилитель последней ПЧ, включенный после ФОС. Первый каскад этого УПЧ обычно должен быть малошу-мящим. Требуемую линейность (динамический диапазон около 60 дБ) легко получить, используя в УПЧ транзисторы малой мощности. Реализация требуемого коэффициента усиления, около 90-100 дБ, обычно трудностей не вызывает. Сложнее обстоит дело с сохранением высокой линейности амплитудной характеристики УПЧ при глубокой регулировке его усиления. Например, в УПЧ, собранном из трех каскадов с каскодным включением по схеме ОИ-ОБ маломощных полевых транзисторов с р-п перходом и биполярных ВЧ транзисторов, нетрудно получить малый коэффициент шума и усиление напряжения, в зависимости от частоты 90-120 дБ. Однако снижение усиления такого УПЧ до 30 дБ и менее путем подачи запирающего напряжения, близкого к напряжению отсечки, на затворы транзисторов приводит к совершенно недопустимым искажениям, резко снижающим разборчивость сигналов. В усилителях на биполярных транзисторах такой же эффект наблюдается при подаче запирающего напряжения на базы транзисторов. Чтобы обеспечить линейность УПЧ при любых значениях коэффициента передачи, в высококачественных приемниках нередко применяют регулируемые аттенюаторы на p-i-n диодах, включенные между каскадами усиления. Для этих же целей в УПЧ, выполненных на полевых тетродах, можно использовать насыщение проходной характеристики этих тетродов /



при увеличении напряжения на первом затворе и постоянном и малом напряжении - на втором [49]. В малошумящих входных каскадах УПЧ как на полевых, так и на биполярных транзисторах хорошая линейность обеспечивается при регулировке сопротивления канала полевого транзистора, включенного в цепь отрицательной обратной связи этих каскадов по переменному току.

Линейности амплитудной характеристики УЗЧ KB приемников нередко уделяется незаслуженно мало внимания. Такое отношение к ннм сложилось, по-видимому, во времена широкого использования AM при работе телефоном и малой загруженности эфира. На самом деле, чтобы полностью использовать селективные свойства человеческого уха, линейность УЗЧ высококачественного приемника должна быть на уровне класса Hi-Fi, т. е. должен быть обеспечен коэффициент гармоник менее 0,2%. Такие УЗЧ легко реализуются на современных микросхемах, например серии К157, в состав которой входит мощный операционный усилитель К157УД1, который можно нагружать на низкоомные телефоны или небольшой громкоговоритель.

Чтобы снизить влияние наводок сети переменного тока, усиление УЗЧ ие следует устанавливать свыше 40-50 дБ. Желательно также ограничить частотный диапазон УЗЧ с помощью простых RC-цепей: снизу - частотой около 300 Гц, сверху - около 3 кГц.

В трансиверах невысокого класса для приема телеграфных сигналов иногда используют узкополосные фильтры 34, активные и пассивные. Такая фильтрация делает звучание приемника неприятным - по-видимому, из-за искажения естественного спектра шумов.

Система автоматической регулировки усиления (АРУ) - неотъемлемый элемент высококачественного приемника и трансивера. Автоматическую регулировку усиления используют при приеме как телефонных, так и телеграфных сигналов. Для получения напряжения АРУ выпрямляют сигнал с выхода УПЧ или УЗЧ и сглаживают с постоянной времени зарядки порядка единиц или даже долей миллисекунды и постоянной времени разрядки, в зависимости от условий приема, порядка десятых долей или единиц секунд. Автоматическая регулировка усиления должна обеспечивать минимальное изменение уровня сигнала на выходе приемника при его максимальном изменении на входе, т. е. в петле регулирования должен быть обеспечен предельно возможный коэффициент усиления. При резком возрастании уровня входного сигнала АРУ должна возможно быстрее уменьшить усиление тракта, но минимально реагировать на импульсные помехи. Процесс установления в петле АРУ должен быть апериодическим, т. е. без значительных колебаний. Все эти требования противоречат друг другу, поэтому реальные системы АРУ всегда компромиссные, и улучшение каких-либо одних ее параметров возможно за счет ухудшения других.

Обеспечение быстрой и апериодической реакции системы АРУ на резкое изменение входного уровня требует предельного уменьшения задержки в петле регулирования. Эту задержку вносят в основном фильтры тракта ПЧ, а львиная доля ее приходится на ФОС и пропорциональна числу его звеньев и величине, обратной его полосе пропускания. Поэтому ФОС, а значит, и каскады до ФОС желательно из петли АРУ исключить. При каскадном построении ФОС, принятом в высококачественных приемниках, это чревато перегрузкой первых каскадов УПЧ, поэтому напряжение АРУ следует подавать и на эти каскады, а последний каскад ФОС при этом должен иметь минимальное число звеньев, достаточное лишь для эффективного ослабления внеполосных шумов УПЧ, и обычно хватает одного-двух. Но и остаи-



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



0.0012