O ПЕРЕСТРОЙКЕ ЧАСТОТЫ LC-ГЕНЕРАТОРА
При решении некоторых технических задач в радиоэлектронике возникают трудности, связанные с перестройкой частоты генераторов. В портативной аппаратуре часто бывают нежелательны конденсаторы переменной емкости из-за их больших габаритов и массы, а также из-за повышенной чувствительности к вибрации. Применение варикапов ведет к заметному усложнению конструкции, особенно низковольтной (необходимость в источнике повышенного стабильного напряжения). Перестройка перемещением подстроечника катушки, рассчитанная на частое пользование, механически слишком сложна и громоздка.
В генераторах, работающих на сравнительно низкой частоте (1...10 кГц), перечисленные способы еще менее пригодны.
Вместе с этим есть способ перестройки частоты LC-генератора, свободный от указанных недостатков. Он не нов, однако радиолюбители используют его очень редко.
Рассмотрим последовательную цепь, состоящую из конденсатора С и резистора R (рис.1). В соответствии с теоретическими основами электротехники ее можно представить в виде эквивалентной параллельной цепи R,C,. Параметры этих элементов связаны уравнениями:
Генератор должен работать в режиме, обеспечивающем компенсацию потерь (1), вносимых в контур RC-цепыо. Для этого необходимо выполнение условия Ск > С1. Проверка показала, что максимальное значение емкости С1 = Э,5С, (6).
При таком значении емкости С1 и сопротивления R1, рассчитанного по формуле (5), теоретически возможна перестройка частоты в пределах дf= ± 0,lfср (fср — средняя частота генератора), чего в большинстве случаев вполне достаточно. Этому соответствует значение коэффициента перекрытия эквивалентной емкости (4) n = 15,2.
Все сказанное выше было проверено экспериментально в частотных пределах 1...200 кГц и показало полное соответствие практическим результатам. Обнаружена также некоторая неравномерность амплитудно-частотной характеристики, легко объясни мая, если учесть уравнение (1). Во многих случаях неравномерность АЧХ не имеет решающего значения.
Вместе с этим необходимо добавить, что описанный способ перестройки частоты контура нельзя применять в усилителях ВЧ и в некоторых других узлах, где недопустимо снижение добротности контура RC-цепью. Следует также иметь в виду и существенную нелинейность перестройки контура.
Расчет контура несложно выполнить по формулам (4)— (б), задавая или выбирая значения n и С 1. Рассмотрим практический пример: заданы средняя частота генератора fср= 50 кГц и емкость Ск = 6000 пФ; нужно определить номиналы RC- цепи ~ R1 и С1, -обеспечивающие максимальную полосу перестройки частоты f=± 0.lfср .
Сэ max= Cк/2 = 3000пф.
Сэ min =Сэ max/n = 198 пФ.
Рис. 1
Сэ=C/((wCR)2+l (3)
из чего видно, что при R = 0 емкость Сэ = С и максимальна. Введем обозначение Сэ max/ Сэ min = n (4), где Сэ min определяют из уравнения
[3) при R = 0. Решая совместно уравнения (3) и
[4) относительно R, получим
(5)
Это показывает, что используя переменный резистор в RC-цепи, подключаемой к lc-koh-туру генератора (рис.2), можно перестраивать чacrory генерации. Контур образуют катушка Lк и конденсатор Ск, а дополнительная цепь составлена из резистора R1 и конденсатора С1. Максимальное сопротивление резистора нахо-
дят по формуле (5). В ней n — коэффициент перекрытия по частоте.
Рис.2
Сэ min = С/((wCR)^2+1) = =3000*10^-2/((6,28*50*3000*10^-12*4000)^2+1)
Ск max = Ск + Сэ max = 9000 пФ;
Ск min = Ск + Сэ min = 6198 пФ.
Если необходимо ввести “растяжку” перестройки, то потребуется рассчитать параметры элементов колебательной системы при известной расстройке. По формуле Томсона определяют границы изменения емкости контурного конденсатора, а затем вычисляют емкость и сопротивление элементов RC-цепи.
Г.БАГДАСАРЯН
г. Ереван
P 7/94-37
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
