|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Obwody wejściowe i odbiornik RF. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / odbiór radia Jak już dowiedzieliśmy się w pierwszym rozdziale, aby zwiększyć czułość i rzeczywistą selektywność odbiornika heterodynowego, obwód wejściowy musi zapewniać współczynnik przenoszenia mocy bliski jedności w zakresie częstotliwości pracy i jak największe tłumienie sygnały pozapasmowe. Wszystko to jest właściwościami idealnego filtra pasmowoprzepustowego, dlatego obwód wejściowy musi być zrealizowany w postaci filtra. Często stosowany obwód wejściowy z pojedynczą pętlą jest najgorszy pod względem spełnienia wymagań. Aby zwiększyć selektywność, konieczne jest zwiększenie obciążonego współczynnika jakości obwodu, osłabiając jego połączenie z anteną i mikserem lub URF. Ale wtedy prawie cała moc odbieranego sygnału zostanie zużyta w obwodzie, a tylko niewielka jej część przejdzie do miksera lub URF. Współczynnik przenoszenia mocy będzie niski. Jeśli jednak obwód jest silnie połączony z anteną i mikserem, obciążony współczynnik jakości obwodu spadnie i będzie nieznacznie tłumił sygnały stacji sąsiadujących częstotliwościowo. Ale obok pasm amatorskich działają również bardzo potężne stacje nadawcze. Pojedynczy obwód wejściowy jako preselektor może być zastosowany w pasmach KB niskich częstotliwości, gdzie poziomy sygnału są dość wysokie, w najprostszych odbiornikach heterodynowych. Komunikacja z anteną powinna być regulowana, a sam obwód przestrajalny, jak pokazano na ryc. 1. W przypadku zakłóceń ze strony stacji dużej mocy można osłabić połączenie z anteną zmniejszając pojemność kondensatora C1, zwiększając tym samym selektywność obwodu i jednocześnie zwiększając w nim straty, co jest równoznaczne z włączenie tłumika. Całkowita pojemność kondensatorów C2 i C3 jest dobrana w okolicach 300 ... 700 pF, te cewki zależą od zakresu.
Znacznie lepsze wyniki uzyskuje się z filtrami pasmowoprzepustowymi dopasowanymi na wejściu i wyjściu. W ostatnich latach pojawiła się tendencja do stosowania przełączalnych filtrów pasmowych nawet na wejściu szerokopasmowych profesjonalnych odbiorników komunikacyjnych. Używaj filtrów oktawowych (rzadko), półoktawowych i ćwierćoktawowych. Stosunek górnej częstotliwości ich szerokości pasma do dolnej wynosi odpowiednio 2; 1,41 (pierwiastek kwadratowy z 2) i 1,19 (czwarty pierwiastek z 2). Oczywiście im węższe filtry wejściowe, tym wyższa odporność na zakłócenia odbiornika szerokopasmowego, ale liczba przełączanych filtrów znacznie wzrasta. W przypadku odbiorników zaprojektowanych tylko dla pasm amatorskich liczba filtrów wejściowych jest równa liczbie pasm, a ich szerokość pasma jest równa szerokości pasma, zwykle z marginesem 10 ... 30%. W transceiverach wskazane jest zainstalowanie filtrów pasmowoprzepustowych pomiędzy anteną a przełącznikiem odbiorczym/nadawczym anteny. Jeśli wzmacniacz mocy transceivera jest wystarczająco szeroki, jak ma to miejsce w przypadku wzmacniacza tranzystorowego, jego wyjście może zawierać wiele harmonicznych i inne sygnały pozapasmowe. Filtr pasmowy pomoże je stłumić. W tym przypadku szczególnie ważne jest wymaganie, aby współczynnik przenoszenia mocy filtra był bliski jedności. Elementy filtrujące muszą być zdolne do wytrzymania mocy biernej kilkukrotnej mocy znamionowej nadajnika nadajnika-odbiornika. Wskazane jest, aby impedancja charakterystyczna wszystkich filtrów pasmowych była taka sama i równa impedancji falowej zasilacza 50 lub 75 Ohm.
Klasyczny schemat filtra pasmowoprzepustowego w kształcie litery L przedstawiono na rys. 2a. Jego obliczenie jest niezwykle proste. Najpierw określa się równoważny współczynnik jakości Q = fo/2Df, gdzie fo jest średnią częstotliwością zakresu, 2Df jest szerokością pasma filtra. Indukcyjność i pojemność filtra określają wzory:
gdzie R jest charakterystyczną impedancją filtra. Na wejściu i wyjściu filtr musi być obciążony rezystancjami równymi charakterystyce, mogą to być impedancja wejściowa odbiornika (lub wyjścia nadajnika) oraz impedancja anteny. Niedopasowanie do 10...20% praktycznie ma niewielki wpływ na charakterystykę filtra, ale różnica między rezystancją obciążenia a rezystancją charakterystyczną kilkukrotnie mocno zniekształca krzywą selektywności, głównie w paśmie przepustowym. Jeżeli rezystancja obciążenia jest mniejsza od charakterystycznej, można ją podłączyć autotransformatorem do odczepu cewki L2. Opór zmniejszy się w k2 razy, gdzie k jest współczynnikiem włączenia, równym stosunkowi liczby zwojów od wylotu do wspólnego przewodu do całkowitej liczby zwojów cewki L2. Selektywność jednego ogniwa w kształcie litery L może być niewystarczająca, wtedy łączone są szeregowo dwa ogniwa. Łącza można łączyć ze sobą równolegle lub szeregowo. W pierwszym przypadku uzyskuje się filtr w kształcie litery T, w drugim w kształcie litery U. Elementy L i C połączonych gałęzi są scalane. Jako przykład, fig. 2b przedstawia filtr pasmowoprzepustowy w kształcie litery U. Elementy L2C2 pozostały takie same, a elementy gałęzi podłużnych połączono w indukcyjność 2L i pojemność C1/2. Łatwo zauważyć, że częstotliwość strojenia wynikowego obwodu szeregowego (jak również pozostałych obwodów filtrujących) pozostała taka sama i równa częstotliwości środkowej zakresu. Często przy obliczaniu filtrów wąskopasmowych wartość pojemności gałęzi podłużnej C1/2 okazuje się zbyt mała, a indukcyjność zbyt duża. W tym przypadku odgałęzienie podłużne można podłączyć do odczepów cewek L2, zwiększając pojemność o 1/k2 razy i zmniejszając indukcyjność o tę samą wartość.
W filtrach RF wygodne może być stosowanie tylko równoległych obwodów oscylacyjnych połączonych jednym wyjściem ze wspólnym przewodem. Schemat filtra dwupętlowego z zewnętrznym sprzężeniem pojemnościowym przedstawiono na rys.3. Indukcyjność i pojemność obwodów równoległych oblicza się ze wzorów (1) dla L2 i C2, a pojemność kondensatora sprzęgającego powinna wynosić C3=C2/Q. Współczynniki przełączania wyjść filtrów zależą od wymaganej rezystancji wejściowej Rin oraz impedancji charakterystycznej filtra R: k2=Rin/R. Współczynniki włączenia po obu stronach filtra mogą być różne, zapewniając dopasowanie do anteny i wejścia odbiornika lub wyjścia nadajnika. Aby zwiększyć selektywność, trzy lub więcej identycznych obwodów można włączyć zgodnie ze schematem z ryc. 3, zmniejszając pojemności kondensatorów sprzęgających C3 o 1,4 razy.
Teoretyczną krzywą selektywności filtra trójpętlowego przedstawiono na rys.4. Względne odstrojenie x=2DfQ/fo jest wykreślane poziomo, podczas gdy tłumienie wprowadzone przez filtr jest wykreślane pionowo. W paśmie przezroczystości (x<1) tłumienie wynosi zero, a współczynnik przenoszenia mocy wynosi jeden. Jest to zrozumiałe, jeśli weźmiemy pod uwagę, że krzywa teoretyczna jest zbudowana dla elementów bezstratnych o nieskończonym współczynniku jakości projektu. Filtr rzeczywisty wprowadza również pewne tłumienie w paśmie przepuszczania, co wiąże się ze stratami w elementach filtrujących, głównie w cewkach. Straty w filtrze maleją wraz ze wzrostem współczynnika jakości konstrukcyjnej cewek Q0. Na przykład przy Q0 = 20Q straty nawet w filtrze trójpętlowym nie przekraczają 1 dB. Tłumienie poza pasmem przepustowym jest bezpośrednio związane z liczbą pętli filtra. Dla filtra dwupętlowego tłumienie wynosi 2/3 wskazane na rys. 4, a dla jednopętlowego obwodu wejściowego 1/3. Dla filtra w kształcie litery U z rys. 3b krzywa selektywności z rys. 4 jest odpowiednia bez żadnej korekty.
Praktyczny schemat filtra trójpętlowego o szerokości pasma 7,0...7,5 MHz i jego eksperymentalnie zmierzoną charakterystykę pokazano odpowiednio na rys. 5 i 6. Filtr jest obliczany zgodnie z opisaną metodą dla rezystancji R=1,3 kOhm, ale został obciążony rezystancją wejściową heterodynowego miksera odbiorczego 2 kOhm. Selektywność nieznacznie wzrosła, ale w paśmie przepustowym pojawiły się szczyty i spadki. Cewki filtrujące są nawinięte zwojowo na ramki o średnicy 10 mm z drutem PEL 0,8 i zawierają po 10 zwojów każda. Wycofanie cewki L1 w celu dopasowania do rezystancji podajnika antenowego 75 omów odbywa się od drugiego zwoju. Wszystkie trzy cewki są zamknięte w osobnych ekranach (aluminiowe cylindryczne „kubki” z dziewięciopinowych paneli lamp). Strojenie filtrów jest proste i sprowadza się do dostrojenia obwodów do rezonansu za pomocą trymerów cewek.
Szczególną uwagę należy zwrócić na kwestie uzyskania maksymalnego współczynnika jakości konstrukcyjnej cewek filtracyjnych. Nie należy dążyć do specjalnej miniaturyzacji, gdyż współczynnik jakości rośnie wraz ze wzrostem wymiarów geometrycznych cewki. Z tego samego powodu niepożądane jest używanie zbyt cienkiego drutu. Srebrzenie drutu daje zauważalny efekt tylko na pasmach wysokiej częstotliwości HF i na VHF o współczynniku jakości konstrukcyjnej cewki powyżej 100. Zaleca się stosowanie drutu licowego tylko do cewek nawojowych w zakresie 160 i 80 m. Niższe straty w drucie posrebrzanym i licy wynikają z faktu, że prądy o wysokiej częstotliwości nie wnikają w grubość metalu, a płyną tylko w cienkiej warstwie powierzchniowej drutu (tzw. efekt naskórkowości). Idealnie przewodzący ekran nie obniża współczynnika jakości cewki, a także eliminuje straty energii w obiektach otaczających cewkę. Rzeczywiste sita wprowadzają pewne straty, dlatego zaleca się dobranie średnicy sita równej co najmniej 2-3 średnicom cewki. Jednocześnie w mniejszym stopniu spada również indukcyjność. Głównym celem ekranów jest eliminacja pasożytniczych połączeń między elementami. Nie ma sensu na przykład mówienie o uzyskaniu tłumienia większego niż 20 ... 30 dB, jeśli szczegóły filtra nie są ekranowane, a sygnał może być indukowany z obwodów wejściowych do wyjściowych. Ekran powinien być wykonany z materiału dobrze przewodzącego (miedź, aluminium jest nieco gorsze). Malowanie lub cynowanie wewnętrznych powierzchni ekranu jest niedozwolone. Środki te zapewniają wyjątkowo wysokiej jakości cewki czynnikowe, stosowane np. w rezonatorach śrubowych. W zakresie 144 MHz może osiągnąć 700 ... 1000. Rysunek 7 przedstawia projekt dwuwnękowego filtra pasmowoprzepustowego 144 MHz przeznaczonego do włączenia do linii zasilającej 75 omów. Rezonatory montowane są w prostokątnych ekranach o wymiarach 25X25X50 mm, lutowanych z blachy miedzianej, mosiężnej lub płyt z dwustronnej folii z włókna szklanego. Wewnętrzna przegroda posiada otwór przyłączeniowy o wymiarach 6X12,5 mm. Kondensatory do strojenia powietrza są zamocowane na jednej ze ścian końcowych, których wirniki są połączone z ekranem. Cewki rezonatora są bezramowe. Wykonane są z posrebrzanego drutu o średnicy 1,5...2 mm i posiadają 6 zwojów o średnicy 15 mm, równomiernie naciągniętych na długość około 35 mm. Jedno wyjście cewki jest przylutowane do stojana kondensatora trymera, drugie do ekranu. Zaczepy do wejścia i wyjścia filtra są wykonane z 0,5 obrotu każdej cewki. Szerokość pasma dostrojonego filtra wynosi nieco ponad 2 MHz, tłumienność wtrąceniową oblicza się w dziesiątych decybelach.Szerokość pasma filtra można regulować, zmieniając rozmiar otworu sprzęgającego i wybierając położenie zaczepów cewki.
W pasmach VHF wyższych częstotliwości wskazane jest zastąpienie cewki prostym kawałkiem drutu lub rurki, wtedy rezonator spiralny zamienia się w współosiowy rezonator ćwierćfalowy obciążony pojemnością.Długość rezonatora można wybrać około l / 8, a brakująca długość do jednej czwartej długości fali jest kompensowana przez pojemność strojenia. W szczególnie trudnych warunkach odbioru na pasmach KB obwód wejściowy lub filtr odbiornika heterodynowego jest wąskopasmowy, przestrajalny. Aby uzyskać wysoki współczynnik jakości obciążenia i wąskie pasmo, połączenie z anteną i między obwodami dobiera się tak, aby było minimalne, a do skompensowania zwiększonych strat stosuje się tranzystorowy wzmacniacz polowy. Jego obwód bramki w niewielkim stopniu bocznikuje obwód i prawie nic nie zmniejsza jego współczynnika jakości. Instalacja tranzystorów bipolarnych w URF jest niepraktyczna ze względu na ich niską rezystancję wejściową i znacznie większą nieliniowość. Schemat URCH pokazano na rys. 8. Dwuobwodowy przestrajalny filtr pasmowoprzepustowy na jego wejściu zapewnia całą wymaganą selektywność, dlatego w obwodzie drenu tranzystora zawarty jest nie przestrajalny obwód niskiego dobroci L3C9, bocznikowany przez rezystor R3. Rezystor ten wybiera wzmocnienie kaskady. Ze względu na niskie wzmocnienie neutralizacja przepustu pojemności tranzystora nie jest wymagana.
Pętla spustowa może być również wykorzystana do uzyskania dodatkowej selektywności poprzez wyeliminowanie rezystora bocznikowego i podłączenie spustu tranzystora do odczepu cewki pętli w celu zmniejszenia wzmocnienia. Schemat takiego URCh dla zasięgu 10 m pokazano na rys. 9. Zapewnia czułość odbiornika lepszą niż 0,25 μV.We wzmacniaczu można zastosować tranzystory z podwójną bramką KP306, KP350 i KP326, które mają małą pojemność przepustową, co przyczynia się do stabilności URF przy obciążeniu rezonansowym.
Tryb tranzystorowy ustawia się dobierając rezystory R1 i R3 tak, aby prąd pobierany ze źródła zasilania wynosił 4...7 mA. Wzmocnienie wybiera się przesuwając odczep cewki L3 i gdy cewka jest w pełni włączona, osiąga 20 dB.Cewki pętli L2 i L3 są nawinięte na pierścieniach K10X6X4 wykonanych z ferrytu 30VCh i mają 16 zwojów drutu PELSHO 0,25. Cewki komunikacji z anteną i mikserem zawierają 3-5 zwojów tego samego przewodu. Sygnał AGC można łatwo wprowadzić do wzmacniacza, doprowadzając go do drugiej bramki tranzystora. Gdy potencjał drugiej bramki zostanie zmniejszony do zera, wzmocnienie zmniejsza się o 40...50 dB. literatura
Autor: V.T.Polyakov; Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Bioelektronika zasilana przez człowieka ▪ Lepka ciecz elektronów płynących w grafenie ▪ Pająki, żywiące się grafenem, tkają najsilniejszą sieć
▪ sekcja serwisu Instalacje kolorowe i muzyczne. Wybór artykułów ▪ artykuł Nie ma Greka ani Żyda. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Co to jest świnka morska? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Malarz majsterkować. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Silnik elektryczny jako sonda. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Ramy dla rezonatora spiralnego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony