Материал: Радиоприемные устройства учебник.

Здесь С0 — начальная емкость контура; А — число, выбранное с помощью декадных переключателей; / в, / н — соответственно верх­ няя и нижняя частоты поддиапазона, в пределах которого осущест­ вляется настройка приемника. Нелинейная зависимость (10.1) час­ тоты настройки / нас от числа А существенно затрудняет управление дискретно перестраиваемой колебательной системой. Поэтому для сопряжения кода частоты с положением декадных переключателей при­ меняют специальные функциональные преобразователи.

На рис. 10.3 приведена структурная схема перестройки «дискрет­ ного» конденсатора с линейно-изменяющейся емкостью, который уп­ равляется реверсивным счетчиком импульсов. Последний при поступ­ лении специального импульса «Установка нуля» устанавливается в ис-

Установка нули

„Назад”

Рис. 10.3

ходное положение. Это положение фиксируется преобразователем «код — аналог», который вырабатывает напряжение «2. поступающее на устройство сравнения. На это же устройство подают напряжение «1 с выхода функционального преобразователя, вход которого связан с выходом преобразователя «код — аналог». Этот преобразователь вырабатывает напряжение, соответствующее коду частоты настройки. При отсутствии равенства между величинами напряжений и х и иа с выхода схемы сравнения поступают импульсы, которые накапливают­ ся счетчиком. После достижения примерного равенства U i ^ u 2 сра­ батывает схема сравнения, поступление импульсов на вход счетчика прекращается, а «дискретный» конденсатор остается в положении, соответствующем коду частоты настройки, установленному с помощью декадных переключателей.

Дискретные методы настройки современных супергетеродинных приемников систем радиосвязи [2] могут сочетаться с дискретными методами формирования частот гетеродинов в декадных синтезаторах частоты [3], что вызвано прежде всего неуклонным повышением тре­ бований к допустимой величине нестабильности частот гетеродина, которая должна быть в течение суток не хуже 5 • I0-8 [2]. Эти требо­ вания. в широком диапазоне частот при использовании в гетеродинах приемников кварцевых' или диапазонных LC-генераторов не удается реализовать даже с помощью специальных методов стабилизации: термостатирования, термокомпенсации, герметизации и т. п. При этом

352

в лучшем случае величина нестабильности частоты может достигать

(2 -f- 5) КГ6.

Можно существенно уменьшить нестабильность частоты гетероди­ нов современных приемников с помощью систем стабилизации, в ко­ торых используют один высокостабильный опорный генератор и уст­ ройство преобразования, обеспечивающее на выходе получение дис­ кретных частот в требуемом диапазоне с необходимым интервалом между ними.

В настоящее время разработаны и нашли практическое применение * различные схемы декадных синтезаторов частот. На рис. 10.4 показана

Рис. 10.4

структурная схема гетеродина приемника, построенного по методу «идентичных декад». В этом гетеродине с помощью смесителей См, фильтров Ф, умножителей Ум и делителей Дел частоты из сигнала опор­ ного генератора ОГ, работающего'на фиксированной частоте, форми­ руется колебание требуемой частоты на выходе. В качестве опорных генераторов в таких схемах распространены кварцевые и молеку­ лярные генераторы. Ввиду сравнительной сложности существующих конструкций последних, их применяют лишь тогда, когда требования к стабильности частоты превышают 10_1°. Чаще всего используют спе­ циальные конструкции кварцевых генераторов с системой двойного термостатирования, состоящей из внутреннего и внешнего термостатов. В таких конструкциях удается получить величину суточной нестабиль­ ности частоты порядка 5 • 10~9, что удовлетворяет в большинстве слу­ чаев современным требованиям к гетеродину приемников систем радио­ связи. Принцип работы такого гетеродина понятен из рассмотрения схемы рис. 10.4, на котором обозначены величины частот колебаний, формируемых в соответствующих блоках умножителей и делителей или

пропускаемых фильтрами после формирования в смесителях колебаний с суммарными (+) или разностными (—) частотами. Существенным до­ стоинством схемы гетеродина с «идентичными декадами» является возможность получения любого мелкого шага сетки частот путем нара­ щивания числа декад.

В современных приемниках систем радиосвязи применение декад­ ных синтезаторов частоты может сочетаться как с непрерывными, так и с дискретными методами настройки колебательных систем приемника. Схемы дискретного формирования частот гетеродинов и настройки при­ емников являются достаточно сложными, поэтому, выбирая способы упрощения схем и конструкций современных приемников, обычно в первую очередь удовлетворяют требованиям к допустимой неста­ бильности частоты гетеродина и только во вторую очередь требованиям максимально допустимого времени перестройки по диапазону. Поэтому декадные синтезаторы частоты применяются в приемниках обычно в сочетании с электромеханической непрерывной настройкой колеба­ тельных систем с помощью конденсаторов переменной емкости. Это в значительной степени упрощает схему и конструкцию приемника.

И н д и к а ц и я н а с т р о й к и в широкодиапазонных прием­ никах может осуществляться различными способами. В приемниках систем радиовещания для индикации обычно используются шкалы, конструкция которых разрабатывается в соответствии с требованиями к внешнему виду приемника. Для повышения точности настройки приемника на частоту передатчика широко применяют электронно­ лучевые индикаторы и стрелочные приборы. В профессиональных приемниках систем радиосвязи индикация настройки часто осуществ­ ляется с помощью специальных шкал, снабженных оптическими устройствами для повышения точности отсчета. В последние годы для индикации настройки различных профессиональных приемников начи­ нают применяться газоразрядные цифровые индикаторы.

10.3. Методы регулировки усиления

Для того чтобы обеспечить заданные чувствительность, динами­ ческий диапазон и коэффициент нелинейных искажений, необходимо определенным образом распределить усиление по каскадам приемника. В процессе проектирования приходится принимать компромиссное решение, удовлетворяющее.в определенной степени требованиям как к чувствительности, так и к линейности тракта. При решении задач распределения усиления обычно заданы: собственное напряжение шума каждого каскада Umn, пересчитанное к его входу, и требования к коэф­ фициенту нелинейных искажений низкочастотного сигнала и уровню шумовых составляющих в нем на выходе приемника.

Существует определенная взаимосвязь между коэффициентом не­ линейных искажений и шумовыми составляющими в низкочастотном сигнале. При малых уровнях сигнала особенно важно не ухудшить соотношение сигнал/шум последующими за УРЧ каскадами. Обычно

354

считается допустимым выбор коэффициента усиления для УРЧ из условия

При таком распределении усиления между каскадами удается прак­ тически полностью реализовать коэффициент шума входного каскада, не ухудшая динамического диапазона. Для увеличения динамического диапазона выбирают усилительные элементы с протяженным линейным участком амплитудной характеристики и малым коэффициентом шума.

Решение задачи распределения усиления по каскадам приемника тесно связано с задачей регулирования усиления, которое позволяет' не только подобрать требуемую величину выходной мощности, но и ликвидировать перегрузку последних каскадов приемника. Относи­ тельнопостоянный уровень напряжения на входе детектора приемника поддерживают регулировкой усиления, которая может производиться вручную иЛи автоматически:

а) изменением коэффициента усиления каскада путем изменения режима по постоянному току или введения регулируемой отрицатель­ ной обратной связи;

б) управлением специальными элементами регулировки усиления (ЭР), введенными непосредственно в тракт прохождения сигнала.

Усилительные каскады с регулировкой режима по постоянному току просты в изготовлении, поэтому такой способ регулирования усиления широко используется в вещательных приемниках. На рис. 10.5 приведена схема ручной регулировки усиления в ламповых УПЧ путем изменения напряжения смещения, что изменяет крутизну ламп. Отрицательное напряжение от источника питания подается на потенциометр R r. Напряжение смещения Е с = а ЕЩЪ где а — коэф­ фициент пропорциональности, снимается с движка, этого потенцио­ метра. Конденсаторы С3, С4 замыкают контуры и ЕгСг на катоды ламп Лх, Л 2 и одновременно с резисторами R 2, R 3 являются фильтра- , ми в их сеточных цепях. Цепь катодного автосмещения не применяется из-за того, что при изменении Е0 она будет препятствовать изменению крутизны ламп, так как эта цепь создает отрицательную обратную связь по постоянному току.

Особое значение имеет форма статической характеристики регули­ руемых ламп при приеме AM сигналов, так как при увеличении напря­ жения смещения по абсолютной величине рабочая точка сдвигается влево в область большой нелинейности. Это приводит к увеличению нелинейных искажений. Для получения достаточной глубины регули­

При приеме импульсных сигналов нелинейные искажения не играют

роли и поэтому можно использовать лампы с короткой харам^-*»- етикой.

В транзисторных усилителях регулировку усиления изменением режима стараются не применять, так как в этом случае изменяются все параметры транзистора, что приводит к изменению частотной харак­ теристики приемника. Часто усиление в транзисторном каскаде регу­ лируют путем изменения величины отрицательной обратной связи. На рис. 10.6 изображена схема регулировки усиления путем введения отрицательной обратной связи по переменному току в цепь эмиттера усилительного каскада на транзисторе Т х. Глубину отрицательной свя­ зи регулируют путем шунтирования R x выходным сопротивлением

транзистора Т 2. На практике необходимо учитывать, что при умень­ шении коэффициента усиления рассматриваемого каскада возрастает его входное сопротивление. Поэтому если такой каскад использовать в многокаскадном усилителе и не принять специальные меры по развяз­ ке соседних каскадов, усиление предыдущего каскада будет увеличи­ ваться, снижая эффективность регулировки всего усилителя.

В различных приемниках достаточно широко распространено руч­ ное регулирование усиления в детекторе или первых каскадах низко­ частотного тракта. Схема детекторного каскада с ручным регулятором усиления приведена на рис. 10.7, а. Здесь нагрузка R детектора пред­ ставляет собой делитель, с подвижного контакта которого снимается напряжение сигнала. Использование этой схемы в вещательных прием­ никах приводит к искажениям сигнала, связанным с особенностями человеческого слуха. Человек плохо слышит негромкие звуки низкой и высокой частоты, но хорошо различает звуки средней частоты (2000— 3000) Гц, имеющие ту же интенсивность. Можно избавиться от такого рода частотных искажений, если при понижении усиления Ьдновременно увеличивать относительную интенсивность низких и высоких звуков, т. е. сообщать частотной характеристике соответствующий подъем на низких и высоких частотах. Регулятор с такой коррекцией частотной характеристики называют компенсированным. Его схема приведена на рис. 10.7, б. При передвижении вниз подвижного кон­ такта потенциометра R lt шунтируемого входными емкостью Свх и со­ противлением R BXследующего каскада, начинает сказываться действие

356