9.1. Однослойная намотка

Катушки индуктивности с однослойной намоткой применяются в диапазонах КВ.В радиовещательных приёмниках обычно используются гладкие цилиндрические каркасы диаметром 7 мм. Применяемый цилиндрический сердечник из феррита марки 100 НН диаметром 2.86 мм и длиной 12 или 14мм для возможности перемещения для подстройки вклеивается в резьбовую втулку с наружной резьбой М-5. Поскольку диаметр каркаса более чем в два раза больше диаметра сердечника, значение действующей магнитной проницаемости невелико и составляет µ_с = 1.8…2.

Диаметр провода таких катушек принимается в пределах 0.15…0.4 мм. Больший диаметр используется на более высокочастотных диапазонах. Марка провода ПЭЛ, ПЭВ, ПЭЛШО.

Для увеличения добротности будем использовать намотку с шагом. Наличие шага в намотке учтём изменением коэффициента неплотности α_н. Будем использовать намотку с шагом в два раза больше диаметра провода в изоляции, то-есть α_н = 2.

Исходные данные:

L = 0.2518 мкГн,

L_в = 0.126 мкГн,

D = 7 мм,

µ_с = 2,

δ_с = 0.7,

α_н = 2,

d = 0.35 мм,

d_из = 0.39 мм (ПЭЛ, ПЭВ).

Рассчитываем число витков катушки:

, где

Определяем длину намотки:

мм.

9.2. Расчёт добротности катушки индуктивности

Добротность катушки индуктивности зависит от её сопротивления потерь. Сопротивление потерь складывается из сопротивления проводу току высокой частоты, сопротивления за счёт диэлектрических потерь в каркасе и сопротивлений, вносимых потерями в сердечнике и экране. При правильно сконструированной катушке индуктивности потери в экране и диэлектрические потери невелики и ими можно пренебречь.

Используемые упрощённые формулы могут приводить к ошибке определения добротности порядка 20..30%.

Рассчитаем сопротивление обмотки постоянному току:

Ом.

Определим коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления провода на высокой частоте за счёт поверхностного эффекта:

где f – средняя частота диапазона в МГц.

Рассчитаем сопротивление потерь в проводе на высокой частоте:

Оцениваем сопротивление потерь в катушке с учётом сердечника:

Ом.

Определяем добротность катушки индуктивности на средней частоте:

Полученное значение добротности удовлетворительно.

10. Заключение

При расчете структурной схемы было выбрано одно преобразование частоты и значение промежуточной частоты . Выбрано 2 колебательных контура преселектора: одноконтурное входное устройство и резонансный УРЧ, исходя из ослабления по зеркальному каналу. Ослабление сигнала зеркального канала, и канала ПЧ, которое были получены в результате расчёта: дБ дБ. Полученные значения ослаблений превышают, заданные в ТЗ дБ и дБ. Избирательность тракта ПЧ, обеспечивается электромеханическим ФСИ, который выбран исходя из требований ТЗ по ослаблению соседнего канала. ФСИ обеспечивает ослабление по соседнему каналу равное дБ, что превышает требуемое по ТЗ ослабление соседнего канала равное дБ. Рассчитанный приёмник полностью удовлетворяет требованиям избирательности, заданным в ТЗ.

Максимальная чувствительность, которую удалось получить в ходе расчёта приёмника при заданном соотношении С/Ш, составляет U_А0 = 1.539 мкВ, что не удовлетворяет требованиям ТЗ по чувствительности, которая по ТЗ должна составлять U_А0 = 1 мкВ.

Требования ТЗ по допустимому коэффициенту интермодуляционных искажений, при оценке которых использовался стандартный испытательный сигнал U_СТ = 1 мВ были полностью выполнены. Коэффициент интермодуляционных искажений составил 1%, что не превышает, заданного в ТЗ 1% допустимого коэффициента интермодуляционных искажений. Сведём в таблицу, полученные результаты.

Таблица результатов расчёта и выполнения требований ТЗ:

Параметры	Требования ТЗ	Полученные значения		Удовлетворение требованиям ТЗ
Чувствительность UА0 , мкВ	1	1.539		Не удовлетворяет
Ослабление соседнего канала , дБ	41	fмин	fмакс	Удовлетворяет
		80.016	80.014
Ослабление зеркального канала , дБ	61	fмин	fмакс	Удовлетворяет
		88.338	87.403
Ослабление канала ПЧ , дБ	61	fмин	fмакс	Удовлетворяет
		105.19	104.94
Коэффициент интермодуляционных искажений КИМ ,%	1	1		Удовлетворяет
Допустимая неравномерность усиления тракта высокой частоты Н	1.3	1.3		Удовлетворяет

Роль АРУ в приёмнике выполняет амплитудный детектор, который регулирует КУ двух каскадов УПЧ, что обеспечивает заданные в ТЗ требования к АРУ.

В качестве элемента настройки выбран варикап КВ130А , выполняющий функции КПЕ. УРЧ построен на биполярном транзисторе КТ339, обладающий относительно малой проходной емкостью. Преобразователь частоты реализован на базе ИМС К174ПС1, представляющей собой законченный функциональный узел. Функции детектора ОМ сигнала выполняет ИМС К174ПС1. Тракт УПЧ включает в себя два каскада, реализованных на базе ИМС К174ПС1.

Детальный электрический расчет включает в себя расчет преселектора, ПрЧ, УПЧ, гетеродина и детектора приемника. При этом выбраны активные приборы и ИМС, выпускаемые промышленностью, а номинальные значения сопротивлений и емкостей выбраны в соответствии со стандартными значениями.

Был выполнен конструктивный расчёт катушки входной цепи.

Представленная разработка является законченной.