课题一 输入调谐回路

课题一  输入调谐回路

 

 

 

 

 

 

 

 

 

任务引入

作为天线，它能将空中许许多多的无线电载波信号都能接收下来，但对于一个接收机的某个时间或某个时间段而言，只需某一个无线电载波信号。这时，就需要一个电路能从千百个信号中选择出所需要的信号，它就是输入调谐电路。

任务分析

输入调谐电路也叫输入选择回路，简称输入回路，它是信号进入接收机的第一道“大门”。输入回路的结构形式和性能对接收机的性能有重要影响。天线是空中无线电信号与输入回路之间的传输介质，本任务将结合天线一起学习输入；此外，因输入调谐回路中的调谐电容与变频电路中的调谐电容是同轴相联的，因而有关输入调谐的实训将结合变频电路实施。

相关知识

一、输入调谐回路与调谐原理

1．输入调谐回路

输入调谐回路实际上就是一个并联谐振回路，由个电感线圈和一个可变电容组成。如图3-1-1所示。

图3-1-1  输入调谐回路

2．调谐原理

当并联谐振回路谐振时，呈现的阻抗最大，且为纯电阻。输入调谐回路就是利用此特性，当电路谐振时获得的无线电波信号最大；失谐时，呈现的阻抗很小，获得的信号就很小。通过改变电容的容量就可改变输入回路的谐振频率，也就是改变所选信号的频率，达到选频的目的。有关输入调谐回路的选频特性参见高频谐振电路。电容的容量调节有传统的机械调节电容器和电控调节的变容二极管。如图3-1-2所示为空气介质单联电容器和薄膜介质可变的双联电容器。

    

a)                                  b)

图3-1-2  可变电容器

a)   空气介质单联电容器  b) 薄膜介质可变的双联电容器

二、内置天线与外接天线

1．内置天线

内置天线一般有磁性天线和印制电路型天线，但机内天线的接收能力有限，只适合于中波段或近距离无线传输。如图3-1-1所示，上部箭头所指为扁平磁棒构成的磁性天线 。

图3-1-3 磁性内置天线

2.外接天线

为了提高接收机接收微弱信号的能力，常常装设外接天线，尤其在短波波段和超高频波段，大都采用拉杆天线或抛物面天线。如图3-1-3所示为拉杆天线。

图3-1-3 拉杆天线

三、输入调谐回路与外接天线的耦合方式

一般说来，外接天线不能直接接在输人调谐回路上，如图3-1-1所示。这是由于外接天线与地之间会构成一个较大的天线电容C_A，它将使输入回路的损耗增加，且阻抗不匹配，调谐回路的选择性变差，回路失谐。

在实际接收机中，外接天线与输人调谐回路间常用的耦合方式有电容耦合、电感耦合和电感—电容耦合等。

1．电容耦合方式

电容耦合是将外接天线经过电容器C_C接到调谐回路上，如图3-1-4a）所示。加上C_C后，相当于在天线电容C_A上串联一个小电容，如图3-1-4b）所示。由于C_C的容量很小，一般只有10～30pF，所以使C_C与C_A串联后的总电容减小，因而减小了C_A对C的影响。这种耦合电路，由于C_C的容量很小，对高频信号有一定的容抗，而且它的容抗随频率的升高而减小，随频率的降低而增加，所以在高频端传输系数较大，在低频端传输系数较小，如图3-1-4c）所示。

a)                             b)                                   c)

图3-1-4 电容耦合方式

a)  电容耦合电路        b) 等效电路    c)   天线传输系数K与频率f的关系曲线

2．电感耦合方式

电感耦合是利用绕在磁棒上的一个线圈L_C将接收信号传输给调谐回路，如图3-1-5a）所示。线圈L_C叫天线线圈。电感耦合与电容耦合相反，信号频率越高，L_C的感抗越大，电压传输系数越小，如图3-1-5b）所示。它的电压传输系数随频率的变化不像电容耦合那样显著，当波段范围较小时，变化比较均匀，再加上它的结构比较简单，所以用得较多。

a)                                      b)

图3-1-5   电感耦合方式

a) 电感耦合电路             b)  天线传输系数K与频率f的关系曲线

3．电感一电容耦合方式                    

  这种耦合方式如图3-1-6 a）所示。由图可见，天线与调谐回路既有电感耦合又有电容耦合，因而，它的优点是在整个接收频率范围内其电压传输系数较均匀，如图3-1-6b）所示。但这种耦合方式调试较复杂，一般在性能高的接收机中采用。

               a)                            b)

图3-1-6  电感一电容耦合方式

a) 电感一电容耦合电路             b) 天线传输系数K与频率f的关系曲线

 四、输入回路的主要参数

     1．电压传输系数

     电压传输系数如图3-1-7所示，＝/。

    电压传输系数要尽可能大，以提高收音机的灵敏度，而且要在所接收波段内变化小，即要求在所接收波段内平稳度要好，以便使收音机的灵敏度均匀。

                     图3-1-7 输入回路的电压传输

天线的耦合方式不同，电压传输系数有较大的区别，其相应的电压传输特性曲线如图3-1-6b)所示。

2．选择性

选择性是指从天线接收到很多复杂信号中分出有用信号的能力。选择性好，在超外差式收音机中对抑制相频干扰、中频干扰及其他干扰和提高信噪比是有利的。

根据谐振回路的特点可知，Q值越高，选择性越好。但是电台发射的调幅波信号占有一定的频带宽度。Q值越高，谐振曲线越尖锐，回路中的电流强度随信号的频率变化越剧烈，频率失真越严重。为了不产生显著的频率失真，要求谐振回路的通频带有足够的宽度。

从选择性方面考虑，要求回路的Q值高一些，谐振曲线尖锐些；而从通频带考虑，希望Q值适当低一些，谐振曲线不要太尖锐。对于这一点在超外差式收音机输人回路中必须两者兼顾。一般情况Q＝50～80左右即可。

3．波段覆盖

波段覆盖即收音机在某一波段内所能调谐到的频率范围，并要求所调谐到的每一频率都能达到传输系数和选择性等主要指标要求。波段覆盖常以覆盖系数表示。其定义为波段中最高频率与最低频率之比，即

例如，中波段的最高频率为1605kHz，最低频率为535kHz，其波段覆盖系数为

因此收音机的波段覆盖系数＝3，才能将高频端与低频端的电台包括在调谐范围之内。收音机的每个波段的覆盖系数，一般也不大于3。值太大，设计、制造都有困难，使用也不方便。

思考与实践

观察身边的收音机、手机与无线遥控接收机等无线接收装置，试判断其天线的结构是怎样的，其调谐又是如何实现的？接收机的各波段的接收频率范围是多少？其波段覆盖系数又是多少？