В основе любого радиоприемника лежит принцип избирательного воспроизведения сигнала, модулированного определенной несущей частотой, которая, в свою очередь, определяется резонансом колебательного контура, являющегося основным элементом схемы ресивера. От того, насколько правильно будет выбрана эта частота, зависит качество принимаемого сигнала.
Избирательность, или селективность приемника определяется тем, насколько сигналы, мешающие устойчивому приему, будут ослаблены, а полезные – усилены. Добротность контура – это величина, объективно демонстрирующая в числовом выражении успешность решения этой задачи.
Резонансная частота контура определяется по формуле Томпсона:
f=1/(2π√LC), в которой
L – величина индуктивности;
С – величина электрической ёмкости.
Для того чтобы понять, каким образом происходят колебания в контуре, следует разобраться в том, как он работает.
И емкостная, и индуктивная нагрузки препятствуют возникновению электрического тока, но делают это в противофазе. Таким образом, они создают условия для возникновения колебательного процесса, примерно так же, как это происходит на качелях, когда двое катающихся толкают их в разные стороны попеременно. Теоретически, меняя величину емкости конденсатора или катушки, можно добиться того, что резонансная частота контура совпадет с несущей частотой передающей радиостанции. Чем они больше будут отличаться, тем менее качественным будет сигнал. На практике приемник настраивают, меняя емкость конденсатора.
Весь вопрос состоит в том, насколько острым будет пик на графике частотной характеристики приемного устройства. Именно так зрительно можно понять, как будет усилен полезный сигнал, насколько подавлены помехи. Добротность контура и является тем параметром, который определяет избирательность приема.
Определяется она по формуле:
Q=2πFW/P, где
F - резонансная частота контура;
W - энергия в колебательном контуре;
P - мощность рассеивания.
Добротность контура при параллельном включении конденсатора и индуктивности определяется по такой формуле:
Q=R√(C/L)
С величинами индуктивности и емкости конденсатора все понятно, а что касается R, то оно напоминает, что кроме реактивного сопротивления катушка имеет и активную составляющую. Поэтому схему контура часто изображают, включая в нее три элемента: емкость С, индуктивность L и активное сопротивление R.
Добротность контура является величиной, обратно пропорциональной скорости затухания в нем колебаний. Чем она больше, тем медленнее происходит релаксация системы.
На практике самым значительным фактором, влияющим на добротность контура, является качество катушки, зависящее от магнитной проницаемости ее сердечника, от числа витков, степени изолированности провода, и от ее сопротивления, а также от потерь при прохождении токов высокой частоты. Поэтому для регулировки частоты приема обычно применяют конденсаторы переменной величины, представляющие собой два набора пластин, входящих и выходящих друг из друга при вращении. Такая система характерна для практически всех нецифровых радиоприёмников.
Впрочем, и в ресиверах с цифровой настройкой также есть свои колебательные контуры, просто их резонансная частота меняется иначе.
