Теперь в полосе приема оказалась ТОЛЬКО ОДНА СТАНЦИЯ! Поскольку после смешения частот и получения fпром в АЧХ "вмещается" только ОДИН канал! Приведем численное обоснование сказанного:
Итак,
f0 = 10 МГц; fгет = 10,465 МГц;
тогда:
fгет - fпром = 465 кГц!
Рассмотрим ситуацию с ближайшим каналом, частота которого равна:
f3 = 10,010 МГц.
При той же частоте гетеродина, равной 10,465 МГц, имеем:
fгет - f3 = 10,465 МГц - 10,010 МГц = 455 кГц.
В полосу пропускания контура промежуточной частоты f3 уже НЕ ПОПАДАЕТ!
"Н": Вот что дает перенос полезного сигнала на новую несущую, равную fпром!
Мне кажется, что добротности, равной 100, здесь даже многовато!
"С": Совершенно верно! Поэтому полосовые фильтры на 465 кГц, используемые для радиовещательных приемников, имеют обычно Q = 70–80. Попутно решалась задача, стоящая перед Армстронгом - как получить устойчивое высокое усиление для сигнала радиочастоты.
"Н": А разве для ВЧ сигнала действительно необходимо высокое усиление?
"А": Давай посмотрим… Пусть на антенном входе интересующая нас станция развивает сигнал, величина которого равна 50 микровольт!
"Н": Так мало?
"А": Ты хотел сказать - так много?! Потому что сигнал, обычно, несколько меньше!.. Подать на вход детектора необходимо хотя бы милливольт 100–200! Таким образом, даже при самом грубом подсчете, коэффициент усиления по напряжению до детектора - порядка нескольких тысяч! А реально, учитывая потери в аттенюаторе, преобразователе частоты и т. п. - несколько десятков тысяч раз!
"С": А то и больше!
"А": Однако сделать хороший усилитель высокой частоты (имеется в виду - однокаскадный) с коэффициентом усиления по напряжению "всего" 50 раз - задача очень непростая!
Ты, Незнайкин, еще вспомнишь мои слова насей счет! В то же время сделать хороший УПЧ с коэффициентом усиления НЕСКОЛЬКО ТЫСЯЧ - задача значительно более легкая!
"Н": Ты меня убедил! А что, недостатков у супергетеродина действительно нет?
"А": Да может ли такое быть? Это ведь не божественная сущность, а техническое устройство!
Основными недостатками супергетеродина является наличие ДВУХ крайне нежелательных каналов приема, которые всегда существуют независимо от того, в каком диапазоне осуществляется прием…
"С": Я, пожалуй, не стал бы так категорически утверждать, что "всегда", хотя для рассмотренной структурной схемы супергетеродина Армстронга-Леви это действительно справедливо!.. Но дорогой Аматор, прошу прощения за вмешательство!
"А": Я только благодарен за него, дорогой Спец, поскольку если с этими недостатками существуют средства борьбы, то я искренне рад!
"Н": Не отвлекайтесь, пожалуйста!.. Так какие это ДВА канала?
"А": Это ПОБОЧНЫЕ каналы приема, в дальнейшем будем называть их ПОМЕХАМИ. Первый - это ЗЕРКАЛЬНЫЙ канал (зеркальная помеха). Второй - помеха с частотой, равной промежуточной. Итак, во-первых, рассмотрим, что представляет из себя помеха по зеркальному каналу.
Мы уже говорили, что в супергетеродинах частота гетеродина ВСЕГДА выше частоты принимаемой станции. Будь это не так, мы просто не смогли бы принимать станции, расположенные в диапазоне длинных волн, поскольку частота гетеродина при этом должна была бы стать ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ!
Но представим себе, что прием ведется в диапазонах СВ или КВ. Наш приемник настроен на частоту, равную 10 МГц. Мы ведь уже имели с ней дело, не так ли? При этом частота гетеродина:
fгет = 10,465 МГц.
А теперь вообразим (фантазия для этого нужна не бог весть какая), что на вход приемника поступает еще один сигнал, частота которого:
fc2 = 10,930 МГц.
В этом случае разностная частота равна… 465 кГц!
"Н": Значит для тракта промежуточной частоты совершенно безразлично, какой из двух сигналов усиливать! Если на вход УПЧ поступают вышеупомянутые частоты (10 МГц и 10,930 МГц), то усиливаться и детектироваться они будут ВМЕСТЕ и ОДНОВРЕМЕННО!
"А": Именно так! Поэтому с полным основанием можем записать:
fзерк. = 2fпром. = 930 КГц!
Это соотношение справедливо при ЛЮБОЙ настройке приемника!
"Н": А разве 930 кГц разницы - это мало?
"А": А вот сейчас посмотрим (см. рис. 6.2)!.. Входной преселектор, собственно и нужен, чтобы отсечь зеркальный канал или "зеркалку"! И для частоты 10 МГц это удается сделать достаточно удовлетворительно.
Действительно:
f0 = 10 МГц; Q = 100.
Тогда полоса частот по уровню 0,707 равна 100 кГц!
Вроде бы - все отлично! Но не забывай, Незнайкин, что мы говорим про уровень 0,707! А что будет, если посмотреть "колокольчик" по уровню 0,1, скажем?
"Н": Да ведь полоса тогда почти ВЧЕТВЕРО шире!
"А": Да и запас селективности уже невелик!
То есть в этом случае преселектор уже не в силах существенно подавить помеху по "зеркалке"! И если нежелательная станция создаст на входе сигнал, раз в 20–30 больший, чем сигнал интересующей нас станции, то амплитуда зеркальной помехи будет равна или даже будет превосходить амплитуду принимаемого сигнала! Ситуация эта встречалась достаточно часто!
"Н": Но без преселектора было бы еще хуже?
"А": Вне сомнения! Поэтому в супергетеродинах преселектор ставится всегда! Чтобы хоть как-то ослабить зеркальный канал!
"С": У преселектора есть и дополнительные обязанности. Благодаря ему значительно снижается напряжение шумов, действующих на входе.
"А": Давайте о шумах побеседуем отдельно, если вы не против!
"С": И о шумах, и о помехах мы еще будем говорить! А пока, Аматор, продолжай.
"А": Кроме помехи по зеркальному каналу, существует еще одна. Несмотря на то, что промежуточная частота выбрана из того расчета, что она "свободна" от радиостанций, в процессе работы двигателей, сварочных аппаратов, рекламных щитов и т. д., наводки с частотой 465 кГц достаточно часто проникают в приемную антенну!
Для борьбы с этим видом помехи, в антенной цепи приемника устанавливают различные фильтры. Например, фильтр - пробку, представляющий собой обычный параллельный колебательный контур, настроенный на частоту 465 кГц и включенный в антенную цепь. А поскольку на резонансной частоте такой контур имеет большое сопротивление, он не пропустит на вход приемника сигналы с частотой равной 465 кГц!
"С": Ну, что же, сегодня мы начали говорить о супергетеродине. И, согласитесь, он стоит того, чтобы продолжить эту тему завтра!
Глава 7. От одиночного преобразования - к двойному!
"С": Ну как, пришли в себя? Продолжим наш рассказ?
"А": Но я, в общих чертах, уже всё рассказал, дорогой Спец!
"С": Не совсем, друг мой!.. Мы не отметили ещё один момент, который характерен для преселекторов, перестраиваемых с помощью конденсаторов переменной емкости, а это ведь присуще именно Супергетеродину Армстронга, не так ли?
"Н": Ну конечно, я тоже видел, что из себя представляет конденсатор переменной емкости! Аматор показывал мне сдвоенный и строенный конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком. И объяснил, зачем это сделано.
"А": Да, уважаемый Спец! Я рассказал Незнайкину, что путем механического вращения, осуществляемого посредством ручки настройки и системы шкивов, ротор, представляющий собой ось с укрепленными на ней пластинами перемещается относительно неподвижных пластин статора, чем достигается изменение емкости. А сдвоенными или строенными эти конденсаторы делаются, например, для того, чтобы можно было реализовать, скажем, такую структурную схему супергетеродина (рис. 7.1).