Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Державний університет телекомунікацій
Харківський коледж
САМОСТІЙНА РОБОТА №1
з дисципліни «Радіоприймальні пристрої»
Виконав студент гр. РТ-21
Мурашевский Олег
Харків
2013 – 2014 навчальний рік
2. Вхідні кола радіоприймальних пристроїв
Вхідні кола (ВК) служать для узгодження антени з активним елементом першого каскаду РПрП і попередньої фільтрації корисного сигналу.
Основні вимоги до ВК:
Вхідне коло складається з послідовно з’єднаних вхідної ланки зв’язку ЛЗ1, фільтруючої ланки Ф і вихідної ланки зв’язку ЛЗ2 (рис. 2.1).
При аналізі ВК слід враховувати наступні параметри: ЕРС в антені ЕА, величина якої пов’язана з напруженістю електромагнітного поля Н через діючу висоту антени залежністю ; комплексний опір антени ZA = RA+jXA; провідність навантаження YH; вхідний опір ЛЗ1 ZВХ і коефіцієнти передачі всіх ланок, значення яких наведено на рис.2.1.
Комплексний опір приймальної антени ZA в широкому діапазоні частот описується складною залежністю, тому що антена є ланкою з розподіленими параметрами. В порівняно вузькому діапазоні частот опір антени може бути подано простим еквівалентом – ланкою з зосередженими параметрами. Еквівалент антени, фізична довжина якої значно менша довжини хвилі, складається з послідовного з’єднання резистора RA і конденсатора CA (рис. 2.2,а). В більш широкому діапазоні частот еквівалент антени повинен бути доповнений індуктивністю LA.
На рис. 2.2,б зображено стандартний еквівалент зовнішньої антени, який використовується при випробовуваннях радіомовних приймачів. В діапазонах ДХ і СХ радіомовного діапазону цей еквівалент можна спростити (рис. 2.2,в), тому що на відносно низьких частотах опір індуктивності LA малий і опором паралельної ланки R2, C2 можна знехтувати. Еквівалент приймальної антени, який використовується на КХ і УКХ, в порівняно вузькому діапазоні може бути представлений резистором RА. Півхвильова антена має опір RA = 75 Ом (рис. 2.2,г). Еквівалент магнітної або рамкової антени складається з активного опору RA і індуктивності LA (рис. 2.2,д).
Внаслідок зміни метеорологічних умов (температури, вологості, ожеледиці) змінюються параметри антени. При сильному зв’язку з антеною це викликає зміну резонансної частоти ВК і змінює форму його частотних характеристик. Для радіомовних приймачів допустимим вважається зміна ємності антени на ±50%.
|
Рис.2.2. |
2.2. Узагальнений аналіз вхідного кола
Коефіцієнт передачі ВК дорівнює (див. рис 2.1):
де - коефіцієнт передачі ланки, утвореної ZВХ і ZA. ZВХ – перерахована до входу ЛЗ1 провідність навантаження YH.
Модуль коефіцієнта передачі ВК:
,
де RA – активний опір антени, ХА – реактивний опір антени, RВХ – приведений до входу активний опір, ХВХ – приведений до входу реактивний опір.
Умова максимальної передачі потужності виконується при узгодженні RA і RВХ, тобто при
1. XA = XВХ і ХВХ = 0. При цьому
2. Вхідна потужність досягає максимуму при умові RA = RВХ:
.
Оскільки у ланках зв’язку і у фільтруючій ланці втрати практично відсутні, то РВХmax = РНmax:
,
звідки
,
тому незалежно від характеристик ланок.
Максимальне значення коефіцієнта передачі потужності близьке до одиниці.
При неузгодженні RA і ZBX можливі наступні випадки:
При частотнонезалежних n1 i n2 частотна характеристика ВК визначається лише ланкою Ф.
В цьому випадку крім ланки Ф на частотну характеристику ВК також впливають частотні залежності ZA i ZBX.
Висновок: завдяки тому, що в ланках ВК втрат практично немає, при повному узгодженні параметрів антени з навантаженням резонансний коефіцієнт передачі залежить тільки від активних опорів антени і навантаження.
2.3. Аналіз одноконтурного вхідного кола
Одноконтурне ВК разом з антеною і навантаженням можна представити еквівалентною схемою, наведеною на рис. 2.3.
Для визначення коефіцієнта передачі ВК замінимо генератор напруги ЕА генератором струму ІА і перерахуємо провідності навантаження і антени до параметрів контуру. При цьому одержимо еквівалентні схеми, вказані на рис. 2.4,а і 2.4,б.
Для останньої схеми легко знайти напругу UK:
.
Врахувавши, що UH =n2UK,, одержимо
.
Будемо вважати, що провідності антени та навантаження мають ємнісний характер. Тому на резонансній частоті можна вважати що реактивності антени, навантаження та контуру взаємно компенсуються:
Підставимо значення реактивностей
,
звідки
Таким чином, резонансний коефіцієнт передачі дорівнює
де ge і Re – відповідно резонансна еквівалентна провідність і еквівалентний опір навантаженого контуру.
Схема одноконтурного ВК з зовнішньоємнісним зв’язком з антеною приведена на рис. 2.5, а його заступна схема на рис. 2.6.
Така схема використовується в діапазонах СЧ і ВЧ, тому опір антени можна вважати чисто ємнісним і ZA буде складатися з послідовно ввімкнених СА і СЗВ. Для даної схеми контур під’єднано повністю до антени і навантаження, тобто n1 = n2 = 1. Тому у формулу для К0 підставимо:
, n1 = n2 = 1.
Тут de – вгамівність навантаженого контуру.
В результаті підстановки одержимо
Величина резонансного коефіцієнта підсилення пропорційна квадрату частоти, тому таке ВК використовують у тих випадках, коли коефіцієнт перекриття діапазону частот малий, або у простих приймачах.
Розглянемо випадок перестроювання ВК зміною індуктивності котушки. Для цього в одержану формулу замість LK підставимо значення :
У цьому випадку резонансний коефіцієнт передачі не залежить від частоти, що є суттєвою перевагою над попередньою схемою. Однак, внаслідок складності реалізації варіометра, таке ВК здебільше використовують в автомобільних приймачах, в яких зовнішня штирова антена з’єднана з входом приймача за допомогою коаксіального кабелю з досить великою власною ємністю. Ця ємність під’єднується паралельно до конденсатора контуру і при зміні останнього значно зменшує коефіцієнт перекриття діапазону ВК.