Преселектор
Преселектор — это название электронного устройства , которое подключается между радиоантенной и радиоприемником . Преселектор ), который в противном случае представляет собой полосовой фильтр , который блокирует прохождение неприятных расстроенных частот от антенны к радиоприемнику ( или предусилителю был бы напрямую подключен к антенне.
Цель
[ редактировать ]Преселектор улучшает работу практически любого приемника, но особенно полезен [а] к приемникам с широкополосными внешними интерфейсами, которые склонны к перегрузке , таким как сканеры приемники потребительского рынка и обычные коротковолновые и AM-вещательные , особенно к приемникам, работающим на частотах ниже 10–20 МГц, где статические помехи широко распространены . Иногда слабые сигналы, занимающие очень узкий диапазон частот (например, радиотелеграф или CW ), можно услышать более отчетливо, если полоса пропускания приема сделана уже, чем самая узкая, которую может настроить приемник общего назначения; Аналогичным образом, сигналы, которые по отдельности используют довольно широкий диапазон частот, такие как широковещательный AM, можно сделать менее шумными за счет сужения полосы пропускания сигнала, хотя создание диапазона принимаемых частот уже, чем был передан, приведет к некоторой потере точности звука . Хороший преселектор часто может уменьшить полосу приема радиостанции до более узкого диапазона частот, чем многие радиостанции общего назначения могут справиться самостоятельно.
Преселектор обычно настраивается на узкую полосу пропускания , сосредоточенную на рабочей частоте приемника. Преселектор пропускает сигнал на настроенной частоте в неизмененном виде (или лишь слегка уменьшенном), но уменьшает или удаляет нечастотные сигналы, сокращая или устраняя нежелательные помехи . [б]
Дополнительная фильтрация может быть полезна, поскольку первый входной каскад («входной каскад») приемников содержит как минимум один ВЧ-усилитель , имеющий ограничения по мощности (« динамический диапазон »). Встроенные устройства большинства радиоприемников усиливают все радиочастоты, поступающие на антенное соединение. Таким образом, нечастотные сигналы создают нагрузку на ВЧ-усилитель, тратя часть его динамического диапазона на неиспользуемые и нежелательные сигналы. «Ограниченный динамический диапазон » означает, что схемы усилителя имеют ограничение на общую величину входящего радиочастотного сигнала, который они могут усилить без перегрузки ; симптомами перегрузки являются нелинейность (« искажение ») и, в конечном итоге, клиппирование (« гул »).
При перегрузке входной части производительность приемника сильно снижается, а в крайних случаях может привести к повреждению приемника. [1] В ситуациях с шумными и переполненными диапазонами или при наличии громких помех от близлежащих мощных станций динамический диапазон приемника может быть быстро превышен. Дополнительная фильтрация преселектором ограничивает диапазон частот и требования к мощности, которые применяются ко всем последующим каскадам приемника, загружая его только сигналами в пределах заранее выбранного диапазона.
Многофункциональные преселекторы
[ редактировать ]Преселектор можно спроектировать таким образом, чтобы он помимо ослабления помех от нежелательных частот выполнял и другие функции, которые могут быть полезны для приемника:
- Он может ограничить напряжение входного сигнала, чтобы защитить чувствительный приемник от повреждений, вызванных статическим разрядом, скачками напряжения поблизости и перегрузкой сигналов близлежащих передатчиков.
- Он может обеспечить путь постоянного тока к земле для отвода статического заряда , который имеет тенденцию собираться на антенне.
- Он также может включать в себя небольшой каскад усилителя радиочастоты для усиления отфильтрованного сигнала.
Ни одно из этих дополнительных удобств не требуется для функции предварительного выбора, и, в частности, для типичных зашумленных полос частот, где необходим преселектор, усилитель в преселекторе не имеет полезной функции.
С другой стороны, когда действительно необходим антенный предусилитель (предусилитель), его можно сделать «перестраиваемым», включив в него схему входного предварительного выбора для улучшения его характеристик. Интегрированное устройство является одновременно предусилителем и преселектором, и любое название верно. Эта двусмысленность иногда приводит к путанице – смешиванию предварительного отбора с усилением .
Обычные преселекторы (которые являются всего лишь преселекторами) не содержат усилителя: это полностью пассивные устройства. К стандартному обычному преселектору иногда добавляется слово «пассивный» — следовательно, «пассивный преселектор» означает «обычный преселектор» . Это прилагательное является излишним, но оно подчеркивает для тех, кто знаком только с настраиваемыми предусилителями , что преселектор обычный, не имеет внутреннего усилителя и не требует источника питания. Поскольку все обычные преселекторы являются «пассивными» , добавление избыточного слова является педантичностью, и в шумных длинноволновых , средневолновых и коротковолновых диапазонах, где обычно используются преселекторы, при использовании с «современными» (после 1950 года) приемниками они работают без заметных потерь. мощности сигнала.
Предварительный выбор банка фильтров
[ редактировать ]Анализаторы спектра и некоторые широкополосные программно-определяемые радиоприемники включают в себя блок переключаемых преселекторов для отклонения внеполосных сигналов, которые могут привести к появлению паразитных сигналов на анализируемых частотах. В случае программно-определяемых радиоприемников, многие из которых имеют ограниченный динамический диапазон, набор фильтров с предварительным выбором также служит для ограничения сильных внеполосных сигналов, которые потенциально могут насыщать входной каскад приемника. [2]
Компромисс между полосой пропускания и уровнем сигнала
[ редактировать ]У всех преселекторов есть очень небольшие потери на настроенной частоте; обычно большая часть потерь приходится на индуктор (катушку настройки). Увеличение индуктивности дает преселектору более узкую полосу пропускания (или более высокую добротность , или большую селективность) и немного увеличивает потери, которые, тем не менее, остаются очень небольшими.
Большинство преселекторов имеют отдельные настройки для одной катушки индуктивности и одного конденсатора (по крайней мере). [с] Таким образом, имея как минимум две регулировки для настройки только на одну частоту, часто существует множество возможных настроек, которые позволят настроить преселектор на частоты в его среднем диапазоне.
Для самой узкой полосы пропускания (самой высокой добротности ) преселектор настраивается с использованием самой высокой индуктивности и самой низкой емкости для желаемой частоты, но это приводит к наибольшим потерям. Это также требует более частой перенастройки преселектора при поиске слабых сигналов, чтобы полоса пропускания преселектора перекрывала частоту приема радиостанции.
Для достижения минимальных потерь (и самой широкой полосы пропускания) преселектор настраивается с использованием наименьшей индуктивности и наибольшей емкости (и наименьшего добротности или наименьшей селективности) для желаемой частоты. Более широкая полоса пропускания пропускает больше помех от соседних частот, но уменьшает необходимость перенастройки преселектора при настройке приемника, поскольку любая установка преселектора с низкой индуктивностью будет проходить в более широком диапазоне близлежащих частот.
Отличие от антенного тюнера
[ редактировать ]Хотя преселектор расположен между радиоприемником и антенной, в том же электрическом месте, что и согласующий блок фидерной линии , он служит другой цели: трансматч или «антенный» тюнер соединяет две линии передачи с разными импедансами и лишь случайно блокирует -настроить частоты (если вообще их блокирует).
Транссогласование передатчика с импедансом согласовывает импеданс и фазой питающей линии, так что мощность сигнала от радиопередатчика плавно передается в питающий кабель антенны; правильно настроенное преобразование предотвращает отражение передаваемой мощности обратно в передатчик ( «обратный ток» ). Некоторые схемы антенных тюнеров могут как согласовывать импедансы, так и предварительно выбирать их. [3] например, тюнер с последовательным параллельным конденсатором (SPC) и многие согласующие схемы типа «настроенный трансформатор», используемые во многих тюнерах симметричной линии (BLT), могут быть настроены для работы в качестве полосовых фильтров . [д]
См. также
[ редактировать ]Сноски
[ редактировать ]- ^ Несмотря на то, что преселектор полезен для уменьшения внечастотных помех на относительно широкополосных антеннах, таких как диполи и антенны с произвольной структурой проводов , он практически не дает преимуществ приемникам или предусилителям , когда они питаются от узкополосного источника, такого как настроенная малая петля. антенна .
- ^ Обратите внимание, что преселектор не может устранить любые помехи, возникающие на той же частоте, на которую настроены и он, и приемник.
- ^ Ручки настройки могут быть обозначены как « BAND » (индуктор, возможно также выбор батареи конденсаторов) и « TUNE » (конденсатор или дополнительная емкость для точной настройки). Независимо от маркировки, если для одной и той же частоты возможно более одной настройки из двух, полоса пропускания настроек будет отличаться, а также другие свойства, такие как выходное и входное сопротивление .
- ^ Некоторые более простые типы антенных тюнеров , которые не являются полосовыми схемами, также могут обеспечивать ограниченный предварительный выбор. Распространенная в настоящее время схема CLC -типа «T» представляет собой схему верхних частот , которая всегда по существу устраняет частоты ниже рабочей частоты, но даже при настройке на максимальную селективность не может блокировать более высокие частоты почти так же хорошо, как обычный преселектор. [4] Однако его можно настроить на высокую рабочую добротность , которая может ослабить шум выше рабочей частоты на целых 20 дБ . [5] Дополнительная « π » -сеть схему , которая обычно включалась в финальную ступень «винтажных» ламповых передатчиков и усилителей, представляет собой нижних частот ; он всегда по существу исключает частоты выше настроенной частоты и может быть аналогичным образом отрегулирован для обеспечения ослабления ниже настроенной частоты на целых 20 дБ . [5]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Катсоджордж, Джордж (2014) [2009]. Управление межстанционными помехами с помощью коаксиальных шлейфов и фильтров (2-е изд.). Аптос, Калифорния: Международная радиокорпорация.
- ^ «Букварь по радиочастотным фильтрам для программно-определяемой радиосвязи» . Упрощенное программно-определяемое радио (блог). 24 февраля 2020 г. Проверено 17 апреля 2022 г.
- ^ Стэнли, Джон ( K4ERO ) (1999). «Фильтюнер». Справочник по антеннам ARRL . Том. 6. Ньюингтон, Коннектикут: Американская лига радиорелейной связи .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Гриффит, Эндрю С. ( W4ULD ) (январь 1995 г.). «Как получить максимальную отдачу от антенного тюнера Т-сети». QST Журнал Журнал . Ньюингтон, Коннектикут: Американская лига радиорелейной связи . стр. 44–47. ISSN 0033-4812 . OCLC 1623841 .
{{cite magazine}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Стэнли, Джон ( K4ERO ) (сентябрь 2015 г.). «Антенные тюнеры как преселекторы». Техническая переписка. Журнал QST . Ньюингтон, Коннектикут: Американская лига радиорелейной связи. п. 61.
{{cite magazine}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «Проектирование и конструкция преселектора» . bobsamerica.com . Коротковолновое прослушивание.