Обобщенная эквивалентная схема одноконтурных входных цепей.

Количественные характеристики различных типов одноконтурных входных цепей могут быть получены из рассмотрения обобщенной эквивалентной схемы (рис. 2). В этой схеме комплексное сопротивление связи антенны с контуром Z_св = r_св + j x_свотнесено к антенной цепи. Тогда полное комплексное сопротивление всей антенной цепи равно:

, (1)

где ; ; и – активные составляющие наводимой во входной цепи э.д.с. и комплексного сопротивления связи антенны с контуром соответственно; и – реактивные составляющие наводимой во входной цепи э.д.с. и комплексного сопротивления связи антенны с контуром соответственно.

Полная выходная проводимость антенной цепи:

, (2)

где ; .

C

Lk

p

Uk

uвых

U1

~

Рис. 2 Обобщенная эквивалентная схема входной цепи.

На рис. 2 антенная цепь представлена генератором тока и выходной проводимостью .

Антенная цепь подключается к избирательной системе (контуру) через коэффициент включения p₁=U₁/U_k, (где U₁ и U_k – напряжения на входе контура и на конденсаторе C соответственно), характеризующий степень связи антенной цепи с контуром. Электронный прибор усилителя радиосигналов, подключенный к выходу контура, обладает входной проводимостью:

Y_вх = G₂ + jb₂, (3)

где G₂–активная, а b₂=ω C₂реактивная (емкостная) составляющие электронного прибора. Этот прибор подключается к контуру через коэффициент включения p₂=u_вых/U_k.

При настройке входной цепи на частоту ω _снеобходимо учитывать, что резонансная частота контура ω ₀определяется не только значениями индуктивности L и емкости C, а также в равной степени внешними по отношению к контуру реактивными проводимостями b₁ и b₂. Таким образом, эквивалентная емкость контура С_э равна

(4)

Аналогичной зависимостью будет определяться и эквивалентная проводимость G_эконтура:

. (5)

Рис.3 Эквивалентная схема входной цепи.

Cэ

Gэ

Lk

Uk

uвых

~

p2

Таким образом, схему на рис. 2 удобно заменить более простой эквивалентной схемой рис. 3.

На этом рисунке:

, (6)

. (7)

Резонансный коэффициент передачи будет равен:

. (8)

Резонансный коэффициент передачи входной цепи K_u0 при заданных параметрах антенной цепи, контура и электронного прибора зависит от коэффициентов включения p₁и p₂, которые являются вещественными и могут изменяться в пределах: 0 £ p₁ £ 1 и 0 £ p₂ £ 1. Коэффициент передачи в данных условиях определяется этими двумя переменными и, следовательно, его максимум может быть найден при совместном решении следующих двух уравнений:

; . (9)

Можно показать, что K_u0 будет иметь максимум при:

G₁ ³ G₂ + g, когда p₂ = 1 и ; (10)

G₂ ³ G₁ + g, когда p₁ = 1 и . (11)

Активная составляющая проводимости антенной цепи G₁, как правило, значительно больше входной проводимости G₂в случае использования в качестве электронного прибора транзисторов или интегральных микросхем. Поэтому при выполнении условия (10) обычно достигается максимальное значение резонансного коэффициента передачи.

Учитывая (2) и подставляя (10) в (8), получаем:

. (12)

Полагая, что рассматриваемый контур является трансформатором сопротивлений, легко видеть, что согласно (1.10),

. (13)

Это выражение является условием передачи максимальной мощности от генератора к нагрузке. Следовательно, подбор оптимального значения коэффициента p₁соответствует согласованию нагрузочной проводимости с кажущейся выходной проводимостью генератора тока.

Рассмотрим отношение резонансных коэффициентов передачи по напряжению: . Согласно (8) и (12), имеем:

. (14)

Обозначим p₁/ p_1opt=a. Принимая во внимание, что , и учитывая (10), получаем:

. (15)

Для режима передачи максимальной мощности от генератора к нагрузке оптимальная величина эквивалентной проводимости контура входной цепи, с учетом (10), определяется выражением:

. (16)

Отношение будет иметь вид:

. (17)

0.2

0.4

0.6

0.8

a

Рис. 4 Зависимости отношений и от величины .

Графики, иллюстрирующие зависимости (15) и (17), приведены на рис. 4. Из этих кривых видно, что в случае оптимальной связи антенны с контуром полоса пропускания входной цепи, пропорциональная G_э, возрастает в два раза по отношению к полосе пропускания ненагруженного контура. Увеличение связи выше оптимальной приводит к существенному увеличению полосы пропускания. Наоборот, при связи в два раза меньше оптимальной (a = 0, 5), полоса пропускания всего на 25 % превышает полосу пропускания ненагруженного контура. Дальнейшее уменьшение связи практически незначительно улучшает избирательность входной цепи.

Следовательно, для обеспечения высокой избирательности входной цепи и большого коэффициента передачи, выбирают коэффициент a, равный значению 0, 5. При этом коэффициент передачи будет составлять 80 % от максимального значения, а избирательность входной цепи будет мало отличаться от избирательности ненагруженного контура.

Виды входных цепей.

В качестве элемента связи антенны с контуром во избежание дополнительных потерь обычно используются реактивные элементы. На рис. 5 представлены различные виды входных цепей:

а) – с внешнеемкостной;

б) – с внутриемкостной;

в) – с индуктивной трансформаторной (магнитной);

г) – с комбинированной (трансформаторной и внешнеемкостной);

д) – с автотрансформаторной связью.

Для эквивалентной схемы с внешнеемкостной связью (5, а), очевидно, r_св = 0; ; p₁ = 1; p₂ = 1.

Рис. 5 Виды входных цепей.

а)

к УРС

C

Cсв

Lk

б)

к УРС

C

C

Cсв

L

в)

к УРС

M

C

Lсв

L

к УРС

M

C

Cсв

Lсв

L

г)

д)

к УРС

C

L1

L

Для схемы с индуктивной трансформаторной связью (рис. 5, в): r_св = (r_св)_L; x_св = wL_св; p₁=M/L; p₂ = 1, где (r_св)_L– активное сопротивление катушки связи.

При схеме с автотрансформаторной связью как с антенной, так и с усилителем радиосигналов УРС (рис. 1.5, д), так как нет элемента связи, r_св = 0; x_св = 0; p₁=(L₁+M)/L; p₂ = 1, где M – взаимоиндуктивность между частями контурной катушки, на которые их делит точка подключения антенной цепи.

Типы входных цепей:

· одноконтурные перестраиваемые;

· многоконтурные (обычно двух-, реже трехконтурные) перестраиваемые;

· на основе неперестраиваемых полосовых фильтров;

· на основе фильтров низких частот;

· на основе сложных цепей, содержащих в своем составе режекторные фильтры, избирательно подавляющие помехи на определенных частотах.

Рис. 6 Входная двухконтурная цепь.

На рис. 6 в качестве примера приведена схема входной цепи с перестраиваемым двухконтурным полосовым фильтром (контур L_k1, C₁, C_св2и контур L_k2, C₂, C_св2связаны друг с другом двумя видами связей – внешнеемкостной C_св1и внутриемкостной C_св2).

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Автогенераторы гармонических колебаний: структурная схема, условия самовозбуждения.
2. Блок схема системы автоматического контроля.
3. Блок-схема заключения договора с заказчиком
4. Вопрос № 3. Схема установления социально-психологических свойств личности преступника.
5. Граф-схема технологического процесса
6. Двухступенчатая последовательная схема.
7. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА БУРОВЫХ ЛЕБЕДОК.
8. Контактные и реостатные датчики, схема включения реостатных датчиков
9. Лингвокультурема. Безэквивалентная лексика.
10. МДП- транзисторы в полупроводниковых интегральных схемах.
11. Методы и приборы для измерения расхода Функциональная схема САК расхода.
12. Монтажная схема тепловой сети.