Материал: Радиоприемные устройства учебник.

цепи R 2C3, которая ослабляет колебания средних и верхних звуковых частот, в то время как действие конденсатора С2 приводит к подъему частотной характеристики в области верхних частот. В результате частотная характеристика такого регулятора имеет приблизительно требуемую зависимость: уменьшение величины напряжения на входе усилителя низких частот сопровождается спадом частотной характе­ ристики в области средних звуковых частот.

В современных профессиональных приемниках различных радио­ систем регулирование усиления осуществляют либо введением регули­

руемой отрицательной обратной связи, которая улучшает линейность усилителя, либо путем использования управляемых аттенюаторов на диодах или варикапах. Элементы регулировки, вводимые непосредст­ венно в тракт, включают между каскадами усиления через трансфор­ маторы или без них, если согласуемые сопротивления близки по своей величине. В качестве примера на рис. 10.8 изображена принципиаль­ ная схема элемента регулировки усиления, выполненного на вари-

окажется практически сбалансированным, а коэффициент передачи

приемниках обычно служит субъективное ощущение слушателя. В про-

357

фессиональных приемниках систем радиосвязи и радиолокационных приемниках индикатором усиления часто является стрелочный прибор с нанесенным на шкале полем допуска требуемой интенсивности уси­ ленного сигнала.

10.4. Автоматическая регулировка частоты

Для предотвращения ухода частоты радиосигнала за пределы по­ лосы пропускания в приемниках различного назначения получили широкое применение системы автоматической регулировки частоты (АРЧ). Такие системы позволяют реализовать более узкую полосу про­ пускания линейной части приемника, что особенно важно при повы­ шенных требованиях к его чувствительности и помехоустойчивости.

нала на входе. В зависимости от характера задач, решаемых при введении системы АРЧ в схему приемника, выходной сигнал этой системы может быть снят с выхода любого звена. Свойства элементов этой схемы или структура и значения их передаточных функций будух определять свойства систем АРЧ в целом.

—электронные, обеспечивающие перестройку частоты автогене­ ратора электронным способом;

—механические, в которых изменение частоты автогенератора осу­ ществляется путем механической перестройки элементов контура;

—электронно-механические, которые представляют собой соче­ тание первых двух способов регулировки частоты автогенераторов.

Наиболее широкое распространение получили схемы электронных регуляторов частоты. До частот 20—30 МГц в таких схемах обычно используются реактивные лампы и транзисторы, индуктивности с уп­ равляемым ферритовым сердечником и нелинейные емкости (вариконды).

Вдиапазоне 25—200 МГц применяют управляемые емкости пере* ходов полупроводниковых диодов (варикапов) и реактивные диоды.

358

В регуляторах частоты с варикапами употребляют схемы колебатель­ ных контуров, которые были приведены на рис. 10.2. Схема колебатель­ ного контура автогенератора с реактивным диодом изображена на рис. 10.10. Здесь емкость С через диод Д подключается к контуру авто­ генератора CKL K. Внутреннее сопротивление диода токам частоты ге­ теродина зависит от угла отсечки, который может меняться под дейст­ вием постоянного управляющего напряжения 1/упр. Таким образом, в зависимости от сопротивления диода, которое является функцией управляющего напряжения, частота автогенератора будет изменяться под влиянием емкости С. Дроссель Др позволяет развязать по высокой частоте колебательный контур автогенератора и источник управляю­ щего напряжения Uупр. Хотя схема с реактивным диодом очень проста,

'Л/

Рис. 10.10 Рис. 10.11

она обладает существенными недостатками по сравнению со схемами, в которых используются варикапы. В первую очередь это связано с большим потреблением тока в цепи управления и переменным в диа­ пазоне перестройки шунтированием колебательного контура. Поэтому такая схема используется сравнительно редко.

На частотах свыше 1000 МГц в качестве управляемых автогенера­ торов, как правило, используются клистронные генераторы, частота которых изменяется в пределах зоны генерации при изменении на­ пряжения на отражательном электроде.

На практике чаще всего оказывается, что величина средней час­ тоты спектра Qynp сигнала, управляющего частотой автогенератора, много меньше величины частоты генерируемого им колебания сог, т. е. fiynp С “ г- При выполнении этого условия с достаточной точностью можно считать, что рассмотренные регуляторы частоты являются прак­ тически безынерционными. Это значит, что в процессе управления частота генерируемого колебания меняется по закону, определяемому управляющим сигналом. Поэтому в качестве его основной характерис­ тики можно использовать статическую характеристику, примерный вид которой показан на рис. 10.11. Эта характеристика представляет собой зависимость в установившемся режиме изменения частоты уп­ равляемого автогенератора А/гот управляющего напряжения Пупр, т. е.

А / г ср (Г^упр). ( 10.2)

359

Разлагая функцию (10.2) при Нупр = 0 в ряд Тейлора и учитывая, что ф (0) = 0, получаем

В пределах максимально возможного изменения частоты колебания управляемого автогенератора 2Д/гмакс, соответствующего максимально возможному изменению управляющего напряжения 2(Уупрмакс, функция (10.2) практически линейна, поэтому с достаточной для прак­ тики точностью можно записать

По типу измерительного элемента системы АРЧ разделяются на системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) и системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Отличительная особенность систем ФАПЧ состоит в том, что в них в качестве измерительного элемента используется фазовый детектор. Фаза и частота колебаний, как извест­ но, связаны интегральным соотношением, т. е. измерительный элемент в системе ФАПЧ одновременно выполняет функции интегрирующего элемента. Поэтому установившийся режим в этой системе возможен только при условии, что частоты сравниваемых колебаний одинаковы. Отсутствие остаточной расстройки является важным преимуществом системы ФАПЧ перед системой АПЧ. Поэтому первые в основном применяют в устройствах формирования когерентных по частоте сигналов, а также в некоторых системах синхронизации. Подробно системы ФАПЧ рассмотрены в [4, 5].

Кроме систем ФАПЧ широкое применение в радиоприемных устрой­ ствах различного назначения находят системы АПЧ, которые, в част­ ности, позволяют обеспечить постоянство промежуточной частоты на выходе смесителя супергетеродинного приемника.

Системы автоматической подстройки частоты

На рис. 10.12 приведена типовая структурная схема супергете­ родинного приемника с системой АПЧ. В этой схеме пунктиром выделен измерительный элемент ИЭ, входящий в схему рис. 10.9. Принимаемый радиосигнал усиливается усилителем радиочастоты УРЧ и воздейст­ вует на преобразователь частоты ПЧ, на который подано напряжение гетеродина Г. Колебания суммарной или разностной частоты усили­ ваются усилителем промежуточной частоты УПЧ и поступают на час­ тотный детектор ЧД, на выходе которого формируется управляющее напряжение. Это напряжение через фильтр низких частот ФНЧ и усилитель постоянного тока УПТ поступает на вход регулятора частоты РЧ.

360