Розбивка робочого діапазону частот на піддіапазони

Існуючі технічні засоби зміни параметрів коливального контуру забезпечують коефіцієнт перекриття по діапазону порядку 1,05 ¸ 3,5.

Для забезпечення роботи приймача в ширшому частотному діапазоні ми змушені вводити розбивку діапазону частот на піддіапазони. Існує два підходи до вирішення цієї задачі:

1) Розбивка по принципу рівних частотних інтервалів

2) Розбивка по принципу рівних коефіцієнтів діапазонів

При використанні другого принципу розбивки на піддіапазони

Ширина смуги для n-го під діапазону рівна:

 

піддіапазон	fmin	fmax	Δf
I	1МГц	2МГц	1МГц
II	2МГц	4МГц	2МГЦ
III	4МГц	8МГц	4МГц

 

По мірі росту номеру піддіапазону зростає частотний інтервал, що перекривається в межах даного піддіапазону. Це означає, що на одиницю кута повороту, наприклад, конденсатора змінної ємності як органу настройки приймача буде припадати більший частотний інтервал.

Більш дешевим є метод електронної розтяжки піддіапазону. Для цього в схему вмикають коректуючі елементи С_пар та С_пос. (Рис. 4.1)

Для спрощення аналізу впливу введених елементів на величину резонансної частоти коливального контуру приймемо, що при максимальній ємності конденсатора коливального контуру ємністю паралельно ввімкнених конденсаторів можна знехтувати: . При мінімальній ємності конденсатора коливального контуру можна знехтувати ємністю послідовно ввімкненого конденсатора: .

Максимальна резонансна частота коливального контуру до введення коректуючих елементів рівна:

де С_М – монтажна ємність.

При введених коректуючих елементах максимальна резонансна частота коливального контуру буде рівна:

Нове значення максимальної резонансної частоти буде меншим попереднього:

Мінімальна резонансна частота до введення коректуючих елементів рівна:

Введення коректуючих елементів змінює цю величину і вона стає рівною:

Тоді одержимо, що .

 

Схемотехнічна реалізація принципу розбиття на піддіапазони має вигляд:

 

Схема рис. 4.3.а це є приклад класичної механічної системи вибору піддіапазону. Наявність механічних контактів понижує надійність пристрою. Цей фактор особливо важливий з урахуванням рівнів сигналів, які ми маємо у вхідному колі.

В схемі рис. 4.3.б вибір піддіапазону здійснюється шляхом подачі напруги керування на той чи інший керуючий вхід. При цьому провідність відповідного діоду збільшується, а отже індуктивність ввімкнена в анод діоду заземлюється. Відсутність напруги керування означає, що ні одна котушка індуктивності не під’єднана до спільного провідника, а отже коливальний контур – відсутній. В рамках даної схеми вибір частоти сигналу станції можна здійснювати шляхом використання варикапу, на який подається напруга зміщення від цифрового генератора лінійно-змінної напруги.

В схемі рис.4.4 використано такі скорочення; ТГ – тактовий генератор; РЛ – реверсивний лічильник; ЦАП – цифро-аналоговий перетворювач; СК – схема керування; ДОН – джерело опорної напруги.

Генератор даного типу формує сходинкоподібну напругу, число сходинок якої визначається розрядністю ЦАП-а. При 10-розрядному ЦАП-і амплітудне значення однієї сходинки складає 0,001 максимальної амплітуди вихідного сигналу. Схеми такого типу генераторів знайшли використання в системах автоматики, оскільки даний генератор дозволяє в будь-який момент часу зупинити, змінити напрям зміни амплітуди. Переважна більшість використовуваних ЦАП-ів є 14-розрядна.

 

 

Резонансні підсилювачі.

На параметри електричного підсилювача значний вплив здійснюють попередні та наступні каскади. Особливо сильно цей вплив проявляється у випадку резонансних підсилювачів, де параметри коливального контуру змінюються під впливом наступного каскаду, а також під впливом власного підсилювального елементу даного каскаду. Цей вплив проявляється як в зміні величини резонансної частоти, так і в зміні смуги пропускання, в зміні коефіцієнту підсилення. В зв’язку з цим підсилювальний елемент резонансного підсилювача, а також послідуючий підсилювальний каскад під’єднуються до резонансного контуру через чотириполюсники узгодження. Отже, еквівалентна схема резонансного підсилювача матиме вигляд приведений на рис. 5.1

В приведеній еквівалентній схемі:

Y₂₁ – провідність прямої передачі, при цьому Y₂₁×U_вх дають залежне джерело струму.

Y₂₂ – власна вихідна провідність підсилювального каскаду.

m₁ – чотириполюсник узгодження з відповідним коефіцієнтом передачі.

Y_н – провідність резонансного контуру.

m₂ – коефіцієнт узгодження, і відповідно чотириполюсник узгодження, наступного каскаду з коливальним контуром.

Y₁₁ – вхідна провідність другого, а отже наступного, каскаду.

Найбільш типовий приклад принципової електричної схеми діапазонного резонансного підсилювача приведено на рис. 5.5

Підсилювачі розглянутого типу часто називають діапазонними, підрозуміваючи, що в першу чергу вони є резонансними, причому абсолютне значення резонансної частоти змінюється в заданому діапазоні частот.

 

Смугові підсилювачі.

Для забезпечення заданої смуги пропускання (особливо каскади ППЧ де в основному нижні частоти) можна використати пари взаєморозстроєних резонансних підсилювачів. Причому резонансна частота першого резонансного підсилювача

а другого:

Результуюча характеристика, в залежності від величини узагальненої розстройки Х, буде одногорбою або двогорбою (рис. 5.6).

Більш високу рівномірність АЧХ смугового підсилювача вдається забезпечити при наявності трьох підсилювачів, один з яких має частоту рівну f₀, а інші розстроєні вверх і вниз по частоті.

В більшості практичних випадків використовують підсилювачі колекторним навантаженням, яких є зв’язані коливальні контури. Число зв’язаних коливальних контурів два і більше. Схема при цьому матиме вигляд приведений на рис. 5.7 а

 

Еквівалентна схема цього ж підсилювача приведена на рис. 5.7 б.

Приведемо вихідні параметри підсилювального елементу до першого коливального контуру, а вхідні параметри наступного каскаду до другого коливального контуру. При цьому отримаємо

:

№ 80 Перетворювачі частоти, їх типи. Принципи перетворення частоти та побічні продукти перетворення.

Перетворювач частоти́ (автоматичний регулятор частоти або інвертор) — це пристрій, що перетворює вхідну синусоїдну напругу фіксованої частоти та амплітуди у вихідну імпульсну напругу змінної частоти та амплітуди за допомогою ШІМ (широтно-імпульсної модуляції), яка формує в обмотках двигуна синусоїдний струм. Таким чином, плавно збільшуючи частоту і амплітуду напруги, що подається на статорні обмотки асинхронного електродвигуна, можна забезпечити плавне регулювання швидкості обертання валу електродвигуна.

Перетворювачі частоти.

Перетворення частоти означає перенесення спектру прийнятого сигналу з одного радіочастотного діапазону в інший без зміни співвідношення та взаєморозміщення окремих спектральних складових прийнятого сигналу.

На структурному рівні перетворювач частоти зображається, як деякий параметричний пристрій (ПП) на який подаються сигнали від гетеродина (Г) та перетворюваний сигнал. Далі чотириполюсник узгодження (m₁), фільтр (Ф), вихідний чотириполюсник узгодження (m₂). Амплітуда U_c = 10 ¸ 100мкВ.

Рис. 6.1

Величина напруги гетеродину значно більша і складає U_г~0,5÷1 В.

Під дією великої напруги гетеродина ПП змінює той чи інший свій параметр. Причому, в усьому діапазон амплітуд перетворюваного сигналу параметри ПП не повинні змінюватись.

До основних параметрів ПЧ відноситься:

1. Коефіцієнт передачі по напрузі.

Цей параметр вимірюється при фіксованій частоті гетеродина і номінальній величині проміжної частоти. Розраховується як

2. Діапазон зміни частоти гетеродину.

Діапазон повинен бути таким, щоб в усьому діапазоні зміни частоти сигналу від f_{c min} до f_{c max} виконувалась рівність

3. Нестабільність частоти гетеродину.

“Плавання” частоти гетеродину буде приводити до зміни частоти сигналу станції, яку ми приймаємо. Отже буде спостерігатися “сповзання” з частоти на яку налаштований приймач. Нестабільність оцінюється відношенням Df_г/f_г, де Df_г – абсолютна зміна частоти гетеродину під впливом дестабілізуючих факторів.

4. Селективність перетворювача частоти по сигналу сусідньої станції.

5. Шумові характеристики перетворювача частоти.

Даний параметр особливо важливий, якщо йде мова про прийом сигналів малої амплітуди ~ 0,1мкВ.