Расчёт входных цепей: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию радиоприёмных устройств. Часть 1

Министерство связи Российской Федерации

Новосибирский электротехнический институт связи

А. И. Фалько

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по курсовому и дипломному проектированию

радиоприёмных устройств

“РАСЧЁТ ВХОДНЫХ ЦЕПЕЙ”

Часть 1

Новосибирск – 1994

          Методические указания содержат рекомендации по расчёту входных цепей с трансформаторной связью с антенной для настроенных и ненастроенных антенн. Рекомандуется использовать при курсовом и дипломном проектировании радиоприёмных устройств.

ВВЕДЕНИЕ

          Расчёт входного устройства включает в себя определение элементов колебательного контура, выбор и расчёт связи контура с антенной и первым активным элементом (АЭ) приёмника, а также расчёт основных характеристик входной цепи (ВЦ). Такими характеристиками являются зависимость коэффициента передачи от частоты, избирательность по зеркальному каналу и неравномерность в полосе пропускания. Исходными данными для расчёта являются:

          1. Диапазон рабочих частот f_Н¢, f_В¢.

2. Параметры антенны R_А, C_А, L_А с заданным разбросом.

3. Входное сопротивление R_ВХ и ёмкость C_ВХ первого активного элемента приёмника.

4. Эквивалентная добротность контура Q_Э.

5. Полоса пропускания преселектора П_ПРЕС при заданной неравномерности s.

6. Избирательность по зеркальному каналу S_{Е ЗК}.

1. РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОГОКОНТУРА ПРЕСЕЛЕКТОРА

          В радиоприёмных устройствах в преселекторах находят применение две разновидности схем колебательных контуров (рис. 1.1 и 1.2).

Контуры по схеме рис. 1.1 используются на нерастянутых диапазонах (k_d ³ 1,5). Контуры по схеме рис. 1.2 используются на растянутых и полурастянутых диапазонах (k_d < 1,5). В этих контурах конденсатор переменной ёмкости С_К или варикап (варикапная матрица) для настройки на заданную частоту выбирается так, чтобы он перекрывал самый протяжённый по частоте диапазон приёмника:

   С_Кmax

  ¾-¾- ³ (2.5…5,5) k²_d,                    (1.1)

    C_Кmin

где k_d = f_В / f_Н – коэффициент диапазона с учётом (2…3)% запаса по перекрытию;

 f_В = (1,02…1,03)f_В^¢, f_Н = (0,97…0,98)f_Н^¢.

          После выбора элемента настройки С_К необходимо выбрать схему контура входного устройства. Для этого рассчитывается добавочная ёмкость С_?, параллельная элементу настройки

                                                 С_Кmax – C_Кmin k²_?

С_? = ¾-¾-¾-¾-.                                                           (1.2)

k²_? –  1 

Эта ёмкость складывается из ёмкости подстроечного конденсатора С_П и ёмкости С_СХ, состоящей из ёмкости монтажа С_М » 5…15 пФ, распределённой ёмкости катушки индуктивности C_L » 2…5 пФ и пересчитанной к контуру ёмкости входа активного элемента n²C_ВХ:

С_? = С_П + С_СХ = С_П + С_М + C_L + n²C_ВХ.                                                          (1.3)

Из (1.3) определяется среднее значение ёмкости подстроечного конденсатора С_{П СР} = 0,5(С_Пmax + C_Пmin) по формуле:

С_{П СР} = С_? – С_СХ,                                                                                               (1.4)

где С_СХ = С_М + С_L + n²C_ВХ.

      Для обеспечения подстройки контуров должно выполняться условие

                С_{П СР} ³ (0,3…0,4)С_СХ.                                                  (1.5)

Практически реализуемая величина С_{П СР} = 5…15 пФ. Если из (1.2) и (1.4) С_{П СР} получается меньше, то это означает, что элемент настройки С_К выбран неудачно. Надо взять С_К с большими пределами изменения. Если значение С_{П СР} получается излишне большим, то параллельно подстроечному конденсатору включают конденсатор постоянной ёмкости (С_?1).

          Далее определяется индуктивность контурной катушки

       2,53*10⁴           k²_? - 1

L_К = ¾¾¾¾¾  *  ¾¾¾.                                             (1.6)

        С_Кmax – С_Кmin          f²_В

В эту формулу С_К подставляют в пФ, f_В – в МГц, тогда L_К получается в мкГн.

          При малых коэффициентах перекрытия диапозона (k_? £ 1,1…1,2) минимальная ёмкость контура в схеме рис.1.1 может оказаться слишком большой (С_? ³ 1000пФ), пэтому шкала настройки будет очень неравномерной, а индуктивность контура слишком малой, меньше реализуемой. Применение контура по схеме рис.1.1 допустимо если при расчёте по формуле (1.6) индуктивность контура будет больше 1 мкГн. Если L_К £ 1 мкГн, то контур преселектора выполняют по схеме рис.1.2. Расчёт элементов контура при этом проводится по методике [1,2].

          Расчёт контуров преселектора и гетеродина с электронной настройкой на растянутых КВ диапазонах имеет некоторые особенности в том случае, если настройка на нескольких диапазонах осуществляется без переключения варикапной матрицы и катушки контура, а только изменением напряжения смещения, подаваемого на варикапы (рис. 1.3).