Лекции.ИНФО


Обобщенная эквивалентная схема одноконтурных входных цепей.



Количественные характеристики различных типов одноконтурных входных цепей могут быть получены из рассмотрения обобщенной эквивалентной схемы (рис. 2). В этой схеме комплексное сопротивление связи антенны с контуром Zсв = rсв + j xсвотнесено к антенной цепи. Тогда полное комплексное сопротивление всей антенной цепи равно:

, (1)

где ; ; и – активные составляющие наводимой во входной цепи э.д.с. и комплексного сопротивления связи антенны с контуром соответственно; и – реактивные составляющие наводимой во входной цепи э.д.с. и комплексного сопротивления связи антенны с контуром соответственно.

Полная выходная проводимость антенной цепи:

, (2)

где ; .

C
 
Lk
p
Uk
uвых
U1
~
Рис. 2 Обобщенная эквивалентная схема входной цепи.


На рис. 2 антенная цепь представлена генератором тока и выходной проводимостью .

Антенная цепь подключается к избирательной системе (контуру) через коэффициент включения p1=U1/Uk, (где U1 и Uk – напряжения на входе контура и на конденсаторе C соответственно), характеризующий степень связи антенной цепи с контуром. Электронный прибор усилителя радиосигналов, подключенный к выходу контура, обладает входной проводимостью:

Yвх = G2 + jb2, (3)

где G2–активная, а b2=ωC2реактивная (емкостная) составляющие электронного прибора. Этот прибор подключается к контуру через коэффициент включения p2=uвых/Uk.

При настройке входной цепи на частоту ωснеобходимо учитывать, что резонансная частота контура ω0определяется не только значениями индуктивности L и емкости C, а также в равной степени внешними по отношению к контуру реактивными проводимостями b1 и b2. Таким образом, эквивалентная емкость контура Сэ равна

(4)

Аналогичной зависимостью будет определяться и эквивалентная проводимость Gэконтура:

. (5)

Рис.3 Эквивалентная схема входной цепи.
Cэ
Gэ
Lk
Uk
uвых
~
p2

Таким образом, схему на рис. 2 удобно заменить более простой эквивалентной схемой рис. 3.

На этом рисунке:

, (6)

. (7)

Резонансный коэффициент передачи будет равен:

. (8)

Резонансный коэффициент передачи входной цепи Ku0 при заданных параметрах антенной цепи, контура и электронного прибора зависит от коэффициентов включения p1и p2, которые являются вещественными и могут изменяться в пределах: 0 £ p1 £ 1 и 0 £ p2 £ 1. Коэффициент передачи в данных условиях определяется этими двумя переменными и, следовательно, его максимум может быть найден при совместном решении следующих двух уравнений:

; . (9)

Можно показать, что Ku0 будет иметь максимум при:

G1 ³ G2 + g , когда p2 = 1 и ; (10)

G2 ³ G1 + g , когда p1 = 1 и . (11)

Активная составляющая проводимости антенной цепи G1, как правило, значительно больше входной проводимости G2в случае использования в качестве электронного прибора транзисторов или интегральных микросхем. Поэтому при выполнении условия (10) обычно достигается максимальное значение резонансного коэффициента передачи.

Учитывая (2) и подставляя (10) в (8), получаем:

. (12)

Полагая, что рассматриваемый контур является трансформатором сопротивлений, легко видеть, что согласно (1.10),

. (13)

Это выражение является условием передачи максимальной мощности от генератора к нагрузке. Следовательно, подбор оптимального значения коэффициента p1соответствует согласованию нагрузочной проводимости с кажущейся выходной проводимостью генератора тока.

Рассмотрим отношение резонансных коэффициентов передачи по напряжению: . Согласно (8) и (12), имеем:

. (14)

Обозначим p1/ p1opt=a. Принимая во внимание, что , и учитывая (10), получаем:

. (15)

Для режима передачи максимальной мощности от генератора к нагрузке оптимальная величина эквивалентной проводимости контура входной цепи, с учетом (10), определяется выражением:

. (16)

Отношение будет иметь вид:

. (17)

0.2
0.4
0.6
0.8
a
Рис. 4 Зависимости отношений и от величины .

Графики, иллюстрирующие зависимости (15) и (17), приведены на рис. 4. Из этих кривых видно, что в случае оптимальной связи антенны с контуром полоса пропускания входной цепи, пропорциональная Gэ, возрастает в два раза по отношению к полосе пропускания ненагруженного контура. Увеличение связи выше оптимальной приводит к существенному увеличению полосы пропускания. Наоборот, при связи в два раза меньше оптимальной (a = 0,5), полоса пропускания всего на 25 % превышает полосу пропускания ненагруженного контура. Дальнейшее уменьшение связи практически незначительно улучшает избирательность входной цепи.

Следовательно, для обеспечения высокой избирательности входной цепи и большого коэффициента передачи, выбирают коэффициент a, равный значению 0,5. При этом коэффициент передачи будет составлять 80 % от максимального значения, а избирательность входной цепи будет мало отличаться от избирательности ненагруженного контура.

Виды входных цепей.

В качестве элемента связи антенны с контуром во избежание дополнительных потерь обычно используются реактивные элементы. На рис. 5 представлены различные виды входных цепей:

а) – с внешнеемкостной;

б) – с внутриемкостной;

в) – с индуктивной трансформаторной (магнитной);

г) – с комбинированной (трансформаторной и внешнеемкостной);

д) – с автотрансформаторной связью.

Для эквивалентной схемы с внешнеемкостной связью (5, а), очевидно, rсв = 0; ; p1 = 1; p2 = 1.

Рис. 5 Виды входных цепей.
а)
к УРС
C
Cсв
Lk
б)
к УРС
C
C
Cсв
L
в)
к УРС
M
C
Lсв
L
к УРС
M
C
Cсв
Lсв
L
г)
д)
к УРС
C
L1
L

Для схемы с индуктивной трансформаторной связью (рис. 5, в): rсв = (rсв)L; xсв = wLсв; p1=M/L; p2 = 1, где (rсв)L– активное сопротивление катушки связи.

При схеме с автотрансформаторной связью как с антенной, так и с усилителем радиосигналов УРС (рис. 1.5, д), так как нет элемента связи, rсв = 0; xсв = 0; p1=(L1+M)/L; p2 = 1, где M – взаимоиндуктивность между частями контурной катушки, на которые их делит точка подключения антенной цепи.

Типы входных цепей:

· одноконтурные перестраиваемые;

· многоконтурные (обычно двух-, реже трехконтурные) перестраиваемые;

· на основе неперестраиваемых полосовых фильтров;

· на основе фильтров низких частот;

· на основе сложных цепей, содержащих в своем составе режекторные фильтры, избирательно подавляющие помехи на определенных частотах.

Рис. 6 Входная двухконтурная цепь.

На рис. 6 в качестве примера приведена схема входной цепи с перестраиваемым двухконтурным полосовым фильтром (контур Lk1, C1, Cсв2и контур Lk2, C2, Cсв2связаны друг с другом двумя видами связей – внешнеемкостной Cсв1и внутриемкостной Cсв2).









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-09; Просмотров: 124;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная