Приемник прямого усиления не может обеспечить высокой чувствительности и хорошей избирательности, особенно в диапазонах КВ и укв.

Полоса пропускания 2DF одиночного колебательного контура и его добротность Q связаны соотношением

 

(8.1)

где ¦₀ – частота принимаемого сигнала.

Добротность контуров на всех диапазонах практически может быть получена почти неизменной, в результате чего в диапазоне КВ полоса пропускания увеличивается, а избирательность контура ухудшается.

 

 

Рисунок 8.4 Структурная схема супергетеродинного приемника

 

В реальном приемнике избирательность лучше, а полоса пропускания уже. Однако на КВ и УКВ резонансная кривая приемника все равно остается тупой и избирательность его недостаточна.

Приемник прямого усиления характеризуется тем, что его ВЧ тракт осуществляет усиление и частотную избирательность непосредственно (прямо) на частоте принимаемого сигнала. Этим объясняется название приемников такого типа.

В супергетеродинном приемнике принимаемый сигнал ВЧ преобразуется в сигнал другой частоты и уже на этой частоте усиливается до детектора.

При этом форма огибающей кривой АМ ВЧ сигнала после преобразования должна остаться неизменной. На новой частоте, которая называется промежуточной, используются колебательные системы с необходимой полосой пропускания и высокой избирательностью. ВЦ и УРЧ в диапазонах КВ и УКВ имеют пологую резонансную характеристику и поэтому мало влияют на избирательные свойства приемника и оказывают влияние лишь на его чувствительность.

Преобразователь частоты ПЧ состоит из смесителя и гетеродина. Гетеродин представляет собой местный автогенератор ВЧ, который генерирует вспомогательную частоту ¦_г. Процесс ПЧ осуществляется в смесителе. На смеситель воздействуют два ВЧ колебания: одно – колебание сигнала ¦_с, которое поступает из антенны, а другое ¦_г – от гетеродина. На выходе ПЧ обычно выделяются колебания с частотой, равной разности частот ¦_г и ¦_с. Величина разностной частоты должна быть ниже или выше частоты радиосигнала, но обязательно выше частоты модуляции, поэтому ее называют промежуточной частотой

 

(8.2)

 

Гетеродин, как маломощный передатчик, может создавать помехи для близко расположенных РПУ. Этот недостаток сравнительно легко устраним применением экранировки и развязывающих цепей.

Усилитель промежуточной частоты УПЧ работает на постоянной частоте и обеспечивает требуемое усиление сигнала промежуточной частоты до величины, необходимой для нормальной работы детектора. В качестве УПЧ обычно используются полосовые усилители, форма резонансной характеристики которых близка к прямоугольной. Это позволяет получить высокую избирательность и равномерное усиление в полосе пропускания.

Детектор и УНЧ работают так же, как в приемнике прямого усиления.

Супергетеродинный метод приема позволяет обеспечить устойчивый прием весьма слабых сигналов в условиях интенсивных помех.

В супергетеродинных приемниках наряду с высокой избирательностью и чувствительностью значительно улучшены другие показатели.

Существенным недостатком супергетеродинных приемников является наличие побочных каналов приема. В приемнике прямого усиления основными источниками помех служат соседние по частоте станции. Побочные каналы приема создаются в супергетеродинном приемнике в процессе ПЧ. Основным из них является так называемый зеркальный (или симметричный) канал.

На входе приемника всегда действует множество сигналов различных частот, среди которых может оказаться частота, удовлетворяющая условию формирования промежуточной частоты (2). Причем, если в приемнике принято условие , то частота побочного канала . Относительное расположение частот показано на рисунке 8.5.

 

Рисунок 8.5 Расположение частот

 

 

Как видно, частота канала ¦_зк всегда отстоит от частоты принимаемого радиосигнала на расстоянии двух промежуточных частот, т.е. . Частота ¦_зк отстоит от частоты гетеродина ¦_Г на такое же расстояние, что и частота принимаемого радиосигнала ¦_С. Поэтому канал, по которому проникает помеха на частоте ¦_зк, называют симметричным или зеркальным. Для случая частоты ¦_с и ¦_зк поменяются местами.

Второй побочный канал приема, по которому может проникать специфическая для супергетеродинного метода помеха, возникает на частоте, равной промежуточной ¦_прС. Поскольку фильтр, включенный в выходную цепь смесителя, настроен на ¦_прС, смеситель для сигналов, у которых , является усилителем. Эту помеху называют помехой прямого происхождения.

Для того, чтобы уменьшить помеху зеркального канала и помеху прямого происхождения, как и других побочных каналов, необходимо их ослабить до попадания на вход преобразователя. Эта задача выполняется резонансными контурами тракта радиочастоты, который часто называют предварительным преселектором или преселектором.

Для борьбы с зеркальной помехой следует:

1) улучшить избирательность преселектора;

2) выбрать более высокое значение ¦_п.

Промежуточная частота выбирается вне диапазона принимаемых частот. Она должна быть низкой, чтобы на этой частоте оказалось возможным обеспечить заданную полосу пропускания и избирательность. Вместе с тем, величина ¦_п должна быть достаточно велика, чтобы в преселекторе можно было бы добиться требуемой избирательности по отношению к зеркальной помехе и к другим побочным каналам приема.

В радиовещательных приемниках ДВ, СВ и КВ ¦_п стандартизирована и составляет 465кГц. В УКВ приемниках ¦_п более высока – 8,4 МГц, 30 МГц и т.д.

При проектировании супергетеродинного приемника все недостатки могут быть практически полностью устранены рациональным выбором величины промежуточной частоты и режима работы преобразовательного каскада. Супергетеродинная схема является основной схемой современных приемников.

 

Основные характеристики РПУ

 

Всякое РПУ должно удовлетворять определенным требованиям, которые позволяют использовать приемник по его прямому назначению. Технические требования, предъявляемые к радиоприемникам различных назначений, содержат следующие основные показатели: чувствительность, избирательность, искажения принимаемых сигналов, динамический диапазон, диапазон рабочих частот, выходная мощность и мощность источников питания, качество воспроизведения, стабильность и надежность работы, электромагнитная совместимость. При выборе этих параметров нужно исходить из назначения и условий работы приемника.

Диапазон рабочих частот – область частот, в пределах которой РПУ может плавно или скачком перестраиваться с одной частоты на другую без существенного изменения качества воспроизведения сигнала.

Выполнение требования по перекрытию заданного диапазона частот характеризуется крайними частотами того участка спектра электромагнитных колебаний, на частотах которого должен осуществляться прием сигналов. При этом перекрывается диапазон частот от минимальной частоты f_мин до максимальной f_макс.

Способность приемника обеспечить прием сигналов в заданном диапазоне оценивается перекрытием диапазона.

Ширина рабочего диапазона может оцениваться крайними частотами f_мин и f_макс и коэффициентом перекрытия диапазона:

 

.

 

В случае разбивки диапазона на несколько поддиапазонов, каждый из них характеризуется минимальной и максимальной частотами f_пд1мин, f_{пд1макс}, f_пд2мин, f_{пд2макс} и т.д., а также коэффициентами перекрытия:

 

 

Если настройка приемника на частоту принимаемого сигнала осуществляется при помощи резонансных контуров, перекрытие заданного диапазона частот зависит от диапазона изменения их индуктивности или емкости.

Прием сигналов в заданном диапазоне должен обеспечиваться определенной чувствительностью и избирательностью в пределах всего диапазона.

Наряду с диапазонными существуют РПУ, работающие на одной постоянной (фиксированной) частоте.

При проектировании приемника коэффициент перекрытия поддиапазона выбирают не более . Такое ограничение величины обусловлено конструктивными возможностями переменных конденсаторов, с помощью которых перестраивается частота приемника.

Максимальная и минимальная емкости переменного конденсатора находятся в соотношении

 

.

 

При этом условии коэффициент перекрытия поддиапазона не может превзойти величины

 

.

 

В действительности величина оказывается меньше, т.к. колебательный контур неизбежно шунтируется так называемой схемной емкостью , обусловленной собственной емкостью катушки индуктивности, емкостью монтажных проводов и т.д. С учетом этого коэффициент перекрытия поддиапазона определяется формулой

 

.

 

Чувствительностью радиоприемника называется его способность обеспечивать нормальный прием при малой величине ЭДС или мощности сигнала в антенне. Под нормальным приемом понимают такой, при котором обеспечивается установленный режим работы оконечного аппарата.

Чувствительность оценивается минимальной величиной ЭДС или мощности сигнала в антенне, при которой осуществляется нормальный прием, и измеряется в микровольтах или милливаттах. Следовательно, чем меньше ЭДС полезного сигнала в антенне, при котором получается нормальный прием, тем выше чувствительность.

В зависимости от назначения приемника величина чувствительности может быть от десятых долей микровольт до единиц милливольт или в пределах 10^-9 – 10^-19 Вт. Иногда чувствительность выражают в децибелах относительно одного ватта или милливатта.

Получение высокой чувствительности связано в основном с усилительными свойствами приемника и практически может быть реализовано только при условии, что уровень собственных шумов на выходе приемника меньше уровня сигнала.

Величина допустимого превышения уровня сигнала над уровнем шумов устанавливается в зависимости от характера принимаемых сигналов.

Представим структурную схему РПУ в виде рисунка 8.6.

Антенна представлена в виде эквивалентного генератора с ЭДС Е_А, наводимой полем принимаемого сигнала, а внутреннее сопротивление генератора R_А равно сумме сопротивлений излучения и потерь антенны. Сам радиоприемник разделен на две части – линейную и нелинейную. В состав линейной части включены все усилительные и избирательные элементы, стоящие до детектора.

 

Рисунок 8.6 Структурная схема РПУ

 

Линейной эту часть называют потому, что амплитуда сигнала здесь мала и изменение мгновенных значений его происходит в пределах настолько малого участка характеристики, что нелинейность его не проявляется.

В состав нелинейной части входят детектор и усилитель электрического сигнала с его фильтрами. Здесь амплитуда сигнала обычно значительно больше, чем в додетекторной части. Поэтому необходимо учитывать нелинейность характеристик соответствующих элементов.

На выходе приемника включена нагрузка R_н, эквивалентная входному сопротивлению воспроизводящего устройства.

Реальная чувствительность оценивается той наименьшей ЭДС сигнала в антенне Е_Аор (или мощностью Р_сор), при которой обеспечивается нормальная выходная мощность P_N при заданном соотношении сигнал/шум на выходе приемника.

Под нормальной выходной мощностью понимают величину, равную 10% номинальной мощности. Иногда оговаривается нормальное напряжение, величина которого соответствует нормальной мощности на заданном сопротивлении нагрузки:

Заданное соотношение сигнал/шум на выходе приемника определяется видом принимаемого сигнала.

Реальная чувствительность Е_Аор (или Р_сор) неудобна для сравнения радиоприемников с различными трактами усиления электрического сигнала и воспроизводящими устройствами. Кроме того, реальная чувствительность зависит от режима работы детектора и от субъективных свойств оператора, воспринимающего сигнал на выходе приемника. Поэтому, введена предельная чувствительность Е_Аоп (или Р_соп), которая характеризует только линейную часть радиоприемника. Определяется предельная чувствительность наименьшей ЭДС радиосигнала Е_Аоп в антенне или мощностью Р_соп, при которых на выходе линейной части соотношение сигнал/шум равно единице

Так же, как ЭДС, мощность сигнала в антенне должна быть независимой от нагрузки, характеризовать только источник сигнала.

Номинальная мощность источника ЭДС – максимальная мощность, которую источник может отдать в нагрузку (иногда ее называют располагаемой мощностью, мощностью, которой источник располагает). Номинальная мощность отдается источником в нагрузку при согласовании – равенстве активных составляющих и компенсации реактивных составляющих внутреннего сопротивления источника ЭДС и сопротивления нагрузки.

Определяя мощность, отдаваемую источником ЭДС в нагрузку при R_и =R_н, легко показать, что номинальная мощность источника .

Следовательно,

 

.

 

При всех других условиях мощность, отдаваемая в нагрузку, будет меньше номинальной.

Использование для оценки чувствительности приемника номинальной мощности сигнала в антенне позволяет учесть не только его усиление от входа приемника до выхода, но влияние того, как мощность от антенны передается ко входу приемника.

Из определения номинальной мощности вытекает и определение коэффициента усиления номинальной мощности К_нр – отношение номинальной мощности на выходе приемника (или любого четырехполюсника) к номинальной мощности источника сигнала.

В случае, когда радиосигналы на входе РПУ достаточно большой величины и не требуется большого их усиления, чувствительность приемника ограничивается усилением его линейного тракта.

Для нормального протекания процесса детектирования на вход детектора должен быть подан сигнал определенной амплитуды U_mc=U_{m вх дет}. Если известна величина коэффициента усиления линейной части тракта приемника К_о, настроенной на частоту ¦_о, равную несущей частоте принимаемого сигнала ¦_с, то наименьшая ЭДС сигнала в антенне, соответствующая чувствительности приемника,

 

.

 

Обычно Е_Ао задается в действующих значениях, а U_{вх дет} - в амплитудных. Этим объясняется введение коэффициента в знаменатель формулы.

Избирательность называется способность радиоприемника выделять полезный сигнал и ослаблять действие внеполосных мешающих сигналов. Это осуществляется с помощью частотно-фильтрующих устройств в высокочастотном тракте, а также в демодуляторе.

Рассмотрим основные виды избирательности:

Частотная избирательность применяется во всех без исключения РПУ и, получается автоматически, сама собой, поскольку эффективное усиление радиосигналов в приемнике возможно только с помощью резонансных, т.е. частотно-избирательных усилителей.

При оценке частотной избирательности приемников рассматривают два вида избирательности: избирательность по соседнему каналу и избирательность по дополнительным каналам приема. При супергетеродинном приеме основным дополнительным каналом приема является зеркальный канал.

Количественно избирательность приемника оценивается отношением его резонансного коэффициента усиления к коэффициенту усиления на частоте соседнего или дополнительного канала, т.е.

 

, .

 

Пространственная избирательность осуществляется с помощью направленных приемных антенн и позволяет существенно ослабить уровень внешней помехи на входе приемника, если направления на источники сигнала и помехи заметно различаются между собой. Наибольшее распространение этот вид избирательности получил в диапазоне СВЧ, где легко осуществимы остронаправленные приемные антенны.

Поляризационная избирательность основана на различии в поляризации электромагнитных колебаний сигнала и помехи.

Амплитудная избирательность наиболее широко используется в РПУ, предназначенных для приема импульсно-модулированных сигналов.

Временная избирательность может быть реализована, если момент появления сигнала на входе приемника известен достаточно точно. Этот вид избирательности часто используется в импульсных радиолокационных приемниках со стробированием. В режиме стробирования приемник открывается только на короткие интервалы времени, соответствующие ожидаемому приходу отраженных импульсных сигналов. Все остальное время приемник закрыт, что значительно снижает мешающее действие помех.

Избирательность по форме сигнала, одним из примеров которой может служить избирательность по длительности импульса.

На рисунке 8.6 приведены идеальная и реальная характеристики избирательности приемника.

По оси абсцисс отложена расстройка , равная разности между частотой настройки приемника и несущей частотой сигнала. Значение соответствует настройке приемника на несущую частоту принимаемого сигнала. По оси ординат откладывается относительная величина Y, равная отношению чувствительности приемника при его настройке на частоту сигнала к чувствительности при частоте, отличной от несущей.

 

Рисунок 8.7 К вопросу об избирательности радиоприемников

 

Идеальная характеристика избирательности (частотная характеристика) приемника (рис,а) имеет форму прямоугольника; при такой форме характеристики приемник равномерно принимает спектр боковых частот полезного сигнала, что соответствует ординате Y=1, и полностью подавляет сигналы других станций.

Полоса пропускания приемника в этом случае определяется основанием прямоугольника .

Характеристика избирательности реального приемника (рисунок 8.6) зависит от резонансных свойств его колебательных систем. При этом значение ординаты Y=1 соответствует лишь точной настройке приемника на несущую частоту сигнала (). Степень прохождения боковых колебаний с частотами, отличающими от несущей, оценивается ординатами, значения которых получаются меньше единицы. Такое ослабление боковых колебаний в некоторых допустимых пределах почти не влияет на воспроизведение сигнала на выходе приемника.

Полосой пропускания приемника называется область частот, в пределах которой ослабление спектра принимаемых колебаний не превышает заданной величины. Такой заданной величиной ослабления спектра, т.е. уровнем отсчета полосы пропускания, обычно считают уровень (рисунок 8.8,б).

 

Рисунок 8.8 К вопросу об избирательности радиоприемников

 

Приемник, характеристика избирательности которого имеет прямоугольную форму, принимает сигналы одной станции, т.е. обладает абсолютной избирательностью. Реальная характеристика приемника имеет плавные склоны. При такой форме характеристики невозможно получить полное подавление спектра мешающего сигнала.

Для оценки избирательности реального приемника необходимо установить, при какой расстройке следует оценивать мешающее воздействие соседней по частоте станции. Для радиовещательных приемников эта расстройка принимается равной 10 кГц, т.к. она соответствует интервалу между соседними по частоте станциями.

 

 

ВХОДНЫЕ ЦЕПИ

9.1 Назначение и структурная схема входной цепи

 

Входной цепью (ВЦ) называется часть схемы приемника, связывающая антенно-фидерную системы с первым усилительным или преобразовательным прибором. В качестве усилительного или преобразовательного прибора в приемнике может использоваться электронная лампа, транзистор (в диодном или интегральном исполнении), диод (вакуумный или полупроводниковый), лампа бегущей волны и другие приборы. В дальнейшем усилительный или преобразовательный прибор будем называть активным элементом.

Основным назначением входных цепей является передача полезного сигнала от антенны ко входу первого активного элемента приемника и предварительная фильтрация помех. В большинстве радиоприемников во входной цепи используются колебательные системы.

Входные цепи классифицируются по двум основным признакам:

1) по виду колебательной системы, настроенной на частоту принимаемого сигнала;

2) по способу связи этой системы с антенной.

Входная цепь обычно представляет собой пассивный четырехполюсник, содержащий один или несколько резонаторов, в частности, колебательных контуров, настроенных на частоту принимаемого сигнала. Наибольшее распространение получили одноконтурные входные цепи, особенно в приемниках с переменной настройкой. Двухконтурные и многоконтурные входные цепи применяются лишь при высоких требованиях к избирательности.

Принцип действия входного устройства: воспринятая антенной энергия электромагнитной волны, несущей сигнал, должна быть подведена к первому каскаду приемника. Для того чтобы на вход каскада поступил максимум принятой антенной энергии сигнала, необходимо согласовать сопротивление антенны и входное сопротивление каскада. Входная цепь и служит согласующим высокочастотным трансформатором сопротивления. Поскольку в антенне наводятся ЭДС не только сигнала принимаемой радиостанции, но и сигналы от всех других радиостанций, представляющие помеху, трансформатор должен выделить и предать на вход первого каскада преимущественно мощность или напряжение полезного сигнала. Для этого высокочастотный трансформатор настраивается на частоту принимаемого сигнала и поэтому представляет собой цепь, содержащую один или несколько колебательных контуров. Влияние антенны и входного сопротивления каскада на избирательные свойства входной цепи ослабляются специальными элементами связи. Поэтому входную цепь можно представить в виде структурной схемы (рисунок 9.1).

I II III

 

Рисунок 9.1 Структурная схема входной цепи

 

Входная цепь является пассивной линейной системой, так как не содержит источников энергии. Радиосигнал вместе с помехами от антенно-фидерной системы подводится к входной цепи через элемент связи I и поступает на избирательную систему II. Избирательная система выделяет по частотному признаку радиосигнал из помех. Затем радиосигнал через элемент связи III подается на вход первого каскада. Элемент связи I в зависимости от условий работы осуществляет согласование антенно-фидерной системы со входом приемника, а элемент связи III при необходимости используется для согласования резонансного сопротивления контура и входного сопротивления каскада. При согласовании на вход первого каскада подводится наибольшая возможная мощность сигнала.

Схемы различных входных цепей отличаются друг от друга видами фильтров и цепей связи. В качестве фильтров во входных цепях чаще всего используются одиночные колебательные контуры, что связано с простотой их перестройки. В некоторых РПУ для повышения реальной избирательности во входной цепи применяют многоконтурные фильтры. Однако с увеличением числа контуров фильтра входной цепи уменьшается коэффициент передачи по мощности , а следовательно, возрастает . При одиночном контуре обеспечивается компромисс между приемлемой избирательностью и малым коэффициентом шума приемника. В диапазоне дециметровых длин волн во входной цепи находят применение фильтры на резонансных линиях, а в диапазоне сантиметровых и более коротких длин волн – фильтры на объемных резонаторах и полосковые фильтры.

Различают следующие виды цепей связи: непосредственная, емкостная (внутренняя и внешняя), трансформаторная, автотрансформаторная и комбинированная.

На рисунке 9.2,а показана схема одноконтурной входной цепи с трансформаторной связью с антенной и с автотрансформаторной связью с УЭ последующего каскада; на этой схеме вход – зажимы 1-1, выход – зажимы 2-2, перестройка по частоте осуществляется с помощью конденсатора , -коэффициент включения.

Рисунок 9.2 Схемы входных цепей

 

На рисунке 9.2,б приведена схема входной цепи с емкостной связью с антенной и с автотрансформаторной связью с УЭ последующего каскада.

На рисунке 9.2,в приведена схема входной цепи с ферритовой магнитной антенной; колебания с частотой сигнала выделяются контуром и через трансформаторную связь передаются на вход УЭ. Входная цепь с ферритовой антенной представляет собой сочетание антенны и контура входной цепи. Ферритовая антенна – это катушка, намотанная на сердечник из феррита; индуктивность этой антенны достаточно стабильна, по этой причине ее можно использовать в качестве индуктивности входного колебательного контура. Введение ферритового стержня в катушку колебательного контура увеличивает магнитную проницаемость внутри нее, что приводит к увеличению ЭДС , наведенной в катушке полем сигнала. Ферритовая антенна помимо частотной обладает еще и пространственной избирательностью, поскольку ее диаграмма направленности имеет форму «восьмерки».

Основными показателями качества входной цепи являются: коэффициент передачи; избирательность и полоса пропускания; коэффициент шума, обычно определяемый совместно с коэффициентом шума первого каскада приемника; диапазон рабочих частот, характеризуемый граничными частотами и и коэффициент перекрытия диапазона ; стабильность показателей.

Выводы:

1) Входная цепь должна наиболее полно передавать энергию сигнала из антенны в первый каскад приемника и осуществлять предварительную фильтрацию сигнала от помех.

2) Входная цепь содержит фильтр и цепи связи фильтра с антенной и УЭ последующего каскада.

 

9.2 Качественные показатели входных цепей

 

Количественная оценка свойств конкретной входной цепи и сравнение со свойствами других вариантов осуществляются при помощи системы качественных показателей. Качественные показатели позволяют установить степень удовлетворения данным устройством предъявляемых к нему требований.

Коэффициент передачи по напряжению – это отношение напряжения на входе первого каскада к ЭДС в антенне. При настройке входной цепи на частоту принимаемого радиосигнала коэффициент передачи будет иметь наибольшее значение при той же ЭДС в антенне. В этом случае он называется резонансным:

.

Коэффициент передачи желательно иметь возможно больший, так как при этом будет больше при том же , а следовательно, выше чувствительность приемника. Коэффициент передачи входной цепи по мощности

,

где - номинальная мощность сигнала в антенне и на выходе входной цепи.

Мощность на выходе входной цепи выделяется на входном сопротивлении первого каскада :

.

Номинальная мощность сигнала в антенне

.

Учитывая оба приведенных соотношения, можно записать

.

Коэффициент избирательности – это отношение резонансного коэффициента передачи к коэффициенту передачи при заданной расстройке :

.

Он показывает, во сколько раз коэффициент передачи напряжения помехи, отличающейся по частоте от радиосигнала на , меньше коэффициента передачи напряжения радиосигнала на резонансной частоте входной цепи.

В качестве избирательной системы во входной цепи используются резонансные контуры, коэффициент передачи которых зависит от частоты входного сигнала. Чем больше расстройка между резонансной частотой контура и частотой подводимого к нему сигнала, тем меньше его коэффициент передачи .

Следовательно, с увеличением возрастает избирательность . При одной и той же расстройке коэффициент передачи будет тем меньше, чем круче скат резонансной характеристики. Большая крутизна ската соответствует большей добротности (или меньшему затуханию) контура.

Коэффициент избирательности должен быть не ниже заданной нормы. Для этого нужно использовать резонансный контур с соответствующей добротностью или фильтр из нескольких связанных контуров.

Входная цепь приемника прямого усиления должна ослаблять помеху от соседних каналов. В супергетеродинном приемнике входная цепь, прежде всего, должна ослаблять помеху зеркального канала () и на частоте, равной промежуточной.

Коэффициент неравномерности в полосе пропускания – это отношение резонансного коэффициента передачи к коэффициенту передачи на границе полосы пропускания :

. (9.1)

Граница полосы пропускания соответствует некоторой величине расстройки. При переменной расстройке (9.1) является уравнением резонансной характеристики, приведенной на рисунке 9.3.

Рисунок 9.3 Резонансная характеристика входной цепи.

 

Крайние частоты радиосигналов с различной шириной спектра будут иметь различную расстройку относительно резонансной частоты данного входного устройства.

Чем - шире спектр,

тем , т.е. больше расстройка,

тем , т.е. больше ослабление крайних составляющих спектра.

Для того чтобы уменьшить ослабление сигнала на краях спектра до , необходимо уменьшить неравномерность резонансной кривой в полосе пропускания . Это достигается уменьшением добротности резонансного контура . Отсюда следует, что

а) коэффициент неравномерности в полосе пропускания при заданной добротности тем больше, чем шире спектр радиосигнала;

б) коэффициент неравномерности в полосе пропускания для заданной ширины спектра радиосигнала тем меньше, чем меньше добротность резонансного контура;

в) коэффициент неравномерности в полосе пропускания всегда связан с определенной шириной спектра сигнала. Он должен быть не больше заданной нормы.

Диапазонность входной цепи оценивается коэффициентом перекрытия диапазона:

,

где - крайние частоты заданного диапазона рабочих часот.

Поскольку частота настройки

 

,

 

коэффициент перекрытия зависит от диапазона изменения индуктивности или емкости контуров избирательной системы. Вносимые со стороны антенны и входа следующего каскада емкости будут смещать настройку контура, а следовательно, изменять коэффициент перекрытия.

Смещение настройки оценивается величиной относительной расстройки:

 

,

 

где - разность между частотами настройки входной цепи до и после ее смещения.

Смещение настройки тоже желательно иметь малое, так как оно может существенно ухудшить коэффициент передачи, избирательность и неравномерность усиления сигнала.

Изменение качественных показателей в диапазоне рабочих частот производится по следующим характеристикам:

 

,

 

которые показывают зависимость коэффициента передачи , коэффициента избирательности и коэффициента неравномерности в полосе пропускания от частоты настройки входной цепи .

Для оценки неравномерности передачи радиосигнала входной цепью в пределах диапазона используется коэффициент неравномерности по диапазону:

 

.

 

Он показывает, во сколько раз максимальный коэффициент передачи больше минимального.

Входное устройство должно быть сконструировано так, чтобы коэффициент неравномерности по диапазону был ближе к единице. Тогда коэффициент передачи будет более равномерен, а следовательно, и чувствительность приемника в диапазоне будет меняться в меньших пределах.

 

9.3 Антенна как источник сигнала