книги из ГПНТБ / Учебник механика военно-воздушных сил. Радиооборудование самолетов

дуляции, причем они быстро убывают с увеличением номера гармоники. Поэтому под шириной полосы ча- стотно-модулированных колебаний понимают спектр ча­ стот, в пределах которого амплитуды боковых частот убывают до значения 10—12% от 'амплитуды несущей частоты. Различают узкополосную и широкополосную модуляцию.

При узкополосной модуляции (m.f< 1) полоса частот приблизительно равна удвоенному значению наивысшей из модулирующих частот, т. е. 2F. В этом случае поло­ са частот частотно-модулированных колебаний равна полосе амплитудно-модулированных колебаний.

При широкополосной модуляции (т}> 1) полоса ча­ стот ограничивается удвоенной величиной отклонения частоты 2Д/, т. е. значительно больше полосы частот колебаний, модулированных по амплитуде.

Практически полоса частот частотно-модулирован­ ных колебаний составляет сотни килогерц. Поэтому этот вид модуляции используется лишь в диапазоне уль­ тракоротких волн. Частотная модуляция осуществляет­ ся в задающем генераторе, так как он определяет ча­ стоту колебаний всего передатчика.

Простейшей схемой частотной модуляции является схема с использованием динамической емкости сетка — катод лампы модулятора (рис. ІѴ.21,г). В этой схеме левая лампа представляет собой обычный генератор с самовозбуждением, а правая лампа является частотным модулятором. Участок сетка — катод лампы модулятора подключается в точках а, б к контуру возбудителя. В цепь сетки модулятора включен микрофон. Нагруз­ кой вторичной обмотки служит сопротивление Rc, с ко­ торого снимается напряжение звуковой частоты на сет­ ку лампы модулятора. Конденсатор Сі исключает за­ мыкание батареи Ес через вторичную обмотку транс­ форматора Тр. На сетку лампы подается отрицатель­ ное напряжение смещения, необходимое для пропорцио­ нального изменения емкости сетка — катод с измене­ нием амплитуды передаваемого сигнала. На анод лампы модулятора поступает небольшой положитель­ ный потенциал для того, чтобы дать направление дви­ жения электронам, попавшим на анод. Анодная цепь лампы модулятора вспомогательная, поэтому по высо­ кой частоте анод заблокирован конденсатором. Подача

211

напряжения звуковой частоты на сетку лампы модуля­ тора приводит к изменению емкости сетка — катод лам­ пы, а следовательно, и к изменению частоты задающего генератора. Отклонение и «качание» частоты возбуди­ теля зависят от амплитуды и частоты передаваемого сигнала.

Эта схема проста и надежна в работе, поэтому она находит широкое применение. Широко также приме­ няется схема с реактивной лампой, работа которой опи­ сана в § 2 главы VI настоящего учебника.

\

Г Л А В А V

РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Радиоприемные устройства предназначены для при­ ема радиосигналов, распространяющихся в простран­ стве в виде электромагнитных волн, и преобразования их в сигналы, повторяющие модулирующий сигнал пе­ редающего устройства.

Радиоприемники могут классифицироваться по са­ мым различным признакам. В зависимости от назначе­ ния различают приемники радиосвязные, радиолокаци­ онные, радионавигационные, радиовещательные, теле­ визионные и приемники для управления механизмами. В зависимости от диапазона частот принимаемых сиг­ налов различают приемники длинноволновые, средне­ волновые, коротковолновые, ультракоротковолновые.

Наиболее важными показателями приемника яв­ ляются выходная мощность или выходное напряжение, чувствительность, избирательность, ширина полосы про­ пускания, качество воспроизведения полезного сигнала, диапазон принимаемых частот и надежность.

Величина выходной мощности должна быть доста­ точной для обеспечения нормальной работы оконечного аппарата (громкоговорителя, реле телеграфного аппа­ рата и т. п.).

Чувствительность радиоприемника определяется ми­ нимальной величиной сигнала, поступающего на вход приемника, при которой к оконечному аппарату подво­ дится заданная выходная мощность. Величина сигна­ ла и вх на входе приемника определяется произведением

213

напряженности электрического поля у антенны Е на действующую высоту антенны /гд (UBX = Ehд). Следова­ тельно, чем меньше величина полезного сигнала на вхо­ де UBX, при которой обеспечивается нормальный прием, тем выше чувствительность приемника.

И з б и р а т е л ь н о с т ь ю приемника называется его способность выделять сигналы нужной радиостанции из всех других сигналов, которые могут быть приняты ан­ тенной. Избирательность зависит от ш и р и н ы п о л о с ы

п р о п у с к а н и я приемного устройства и формы его резонансной кривой. Различные виды резонансных кри­ вых приемников приведены на рис. Ѵ.І.

ливает только полезный сигнал со всеми его боковыми частотами и совершенно не усиливает сигналы, находя­ щиеся за пределами полосы пропускания. Резонансная кривая приемника с одиночными контурами имеет не прямоугольную форму (рис. Ѵ.І, б). У приемника с по­ лосовыми фильтрами форма резонансной кривой полу­ чается близкой к прямоугольной (рис. Ѵ.І, в). Полосой пропускания радиоприемника называется полоса час­ тот, в пределах которой усиление составляет не мень­ ше 0,707 от максимального значения.

Перекрытие заданного диапазона частот приемником обеспечивается настройкой его контуров с помощью

214

мы резонансной кривой и ширины полосы пропускания приемника, а также от величины нелинейных искаже­ ний, имеющих место при усилении и преобразовании сигналов.

Н а д е ж н о с т ь приемного устройства оценивается способностью его к нормальной работе в различных ус­ ловиях эксплуатации. Приемник обладает высокой надежностью, если при изменении напряжения питания, температуры, влажности и давления воздуха, а также при тряске и толчках он продолжает нормально рабо­ тать.

По принципу действия приемники подразделяются на приемники прямого усиления и приемники суперге­ теродинного типа. Наиболее простым является прием­ ник прямого усиления. Функциональная схема такого приемника приведена на рис. V.2.

О ги б аю щ ая

V,

о

Рис. V.2. Функциональная схема приемника прямого усиления

Колебания из антенны поступают во входную цепь приемника, представляющую собой контур, связанный с антенной. Входная цепь, настраиваемая на частоту принимаемого сигнала, осуществляет выделение этого сигнала и некоторое его усиление. Основное усиление полезных и ослабление мешающих сигналов происходит в усилителе высокой частоты. С выхода этого усилителя сигналы поступают на вход детектора, в котором про­ исходит выделение из высокочастотного модулирован­ ного колебания низкочастотного управляющего (моду­ лирующего) сигнала. Эти сигналы после усиления в уси­ лителе низкой частоты подаются на выходное устрой­ ство приемника (телефон, репродуктор и т. п.)

215

§2. ВХОДНЫЕ ЦЕПИ РАДИОПРИЕМНИКОВ

Входной цепью радиоприемника называется цепь, связывающая антенну с управляющей сеткой первой лампы приемника. В состав входной цепи входит на­ страиваемый на частоту принимаемого сигнала контур, что позволяет выделить полезный сигнал из всех сигна­ лов, поступающих из антенны, и осуществить его пред­ варительное усиление за счет резонансных свойств кон­ тура.

Входные цепи различаются по характеру связи ан­ тенны с контуром. Связь антенны с контуром может быть непосредственной, .индуктивной, емкостной и ин­ дуктивно-емкостной. Непосредственное подключение антенны к контуру применяется редко из-за непостоян­ ства реактивного сопротивления антенны.

Рассмотрим только индуктивную и емкостную связь антенны с контуром, так как они наиболее часто встре­ чаются в практике.

На рис. Ѵ.З, а приведена входная цепь с трансфор­ маторной (индуктивной) связью антенны с контуром. Под действием приходящих электромагнитных волн в цепи антенны возникает электродвижущая сила, кото­ рая вызывает появление тока в антенной цепи. Вслед­ ствие наличия индуктивной связи между антенной и входным контуром на контуре создается напряжение ивх,

резонанс с частотой полезного сигнала на нем создает­ ся напряжение в Q раз больше напряжения ЭДС в ан­ тенне. Для мешающих сигналов контур оказывается расстроенным и напряжение помех на входе первой лампы получается значительно ослабленным. Связь контура с антенной цепью берется малой, следователь­ но, в контур вносится малое реактивное сопротивление и изменение параметров антенны не оказывает сущест­ венного влияния на настройку контура.

На рис. Ѵ.З, б приведена входная цепь с емкостной связью антенны с контуром. Конденсатор Ссв обычно берется малой емкости (10—20 пф). Сопротивление R берется большой величины и служит для стенания на землю зарядов, наводимых в антенне атмосферным электричеством. ЭДС, наведенная в антенне, подводится

216

к колебательному контуру через конденсатор связи Ссв. Под воздействием этой ЭДС в контуре возникают колебания тока, создающего на нем напряжение ивх, подводимое на вход усилителя высокой частоты.

Рассмотрим влияние изменения параметров антенны на настройку входной цепи. Из рис. Ѵ.З, б видно, что

а

б

Рис. Ѵ .З. Входные цепи радиоприем­ ников:

а — цепь с трансформаторной связью ме­ жду антенной и контуром; б — цепь с ем* костной связью между антенной и кон­ туром

параллельно контуру подключается добавочная ем­ кость, представляющая собой последовательное соеди­

217

§ â. УСИЛИТЕЛИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Усилители высокой частоты служат для усиления Полезных высокочастотных сигналов и ослабления ме­ шающих сигналов. Они должны обладать большим коэффициентом усиления, хорошей избирательностью и малыми нелинейными искажениями сигналов.

В качестве усилителя высокой частоты обычно ис­ пользуется резонансный усилитель, состоящий из уси­ лительной лампы и подключенного к ней параллель­ ного колебательного контура. В усилителях высокой ча­ стоты чаще всего используют высокочастотные пентоды, обладающие большим внутренним сопротивлением и ма­ лыми межэлектродными емкостями. Схемы резонансных усилителей высокой частоты различаются по способу питания анодной цепи и включения контуров в анодную цепь.

На рис. V.4, а приведена схема усилителя высокой частоты с последовательным питанием. Нагрузкой уси­ лителя является колебательный контур, состоящий из катушки L, включаемой в анодную цепь лампы после­ довательно с источником питания, и переменного кон­ денсатора С.

Рассмотрим принцип действия усилителя. Под влия­ нием переменного напряжения, подводимого на управ­ ляющую сетку лампы, анодный ток лампы пульсирует с частотой усиливаемого сигнала. , Пульсирующий ток можно представить состоящим из постоянной и пере­ менной составляющих. Постоянная составляющая про­ текает от плюса источника анодного напряжения через катушку контура L, через лампу и через сопротивление автоматического смещения RK к минусу источника анод­ ного напряжения. Переменная составляющая протекает через колебательный контур, лампу и блокировочные конденсаторы Сб и Ск. Колебательный ток в контуре создает на нем переменное напряжение, которое через разделительный конденсатор Сс подается ко входу сле­ дующего каскада. Если контур в анодной цепи наст­ роен в резонанс с частотой сигнала, то эквивалентное сопротивление контура, а следовательно, и напряжение на выходе становятся максимальными. Для мешающих сигналов контур оказывается расстроенным, а эквива­ лентное сопротивление— малым, поэтому напряжение

21 8

мешающих сигналов на выходе будет ослабленным. Таким образом, усилитель высокой частоты усиливает полезные и ослабляет мешающие сигналы.

В цепях катодов обеих ламп включены сопротивле­ ния автоматического смещения RK. Сопротивление RK обычно шунтируется конденсатором Ск, вследствие чего переменная составляющая анодного тока проходит не

Рис. V.4. Схемы усилителей высокой частоты:

а — с последовательным питанием; б— эквивалентная -схема; б — с парал­ лельным питанием; г —- с трансформаторной связью

через сопротивление, а через конденсатор и на сопротивлении переменное напряжение не создается. Если бы не было этого конденсатора, то возникшее на сопротив­ лении /?к переменное напряжение попало бы на сетку ламп вместе с напряжением полезного сигнала и осла­ било его, потому что эти, напряжения находятся в про­ тивофазе. В результате уменьшилось бы усиление.

Сопротивление Rc вместе с конденсатором С0 обра­ зует так называемую цепь связи. Конденсатор С0 отде­ ляет управляющую сетку следующей лампы от посто­ янного напряжения источника анодного питания. Ем­ кость этого конденсатора достигает сотен пикофарад.

219