2.2. Выбор числа поддиапазонов и способа перестройки приемника

Количество принимаемых частотных диапазонов и их границы задаются, как правило, в ТЗ. При этом в курсовом проекте часто требуется провести детальный расчет лишь для одного диапазона, а для остальных ограничиться предварительным расчетом. Границы радиовещательных диапазонов ДВ, СВ, КВ, УКВ (УКВ-1) и FM (УКВ-2), а также разбивка КВ диапазона на поддиапазоны приведены в [2, приложение 1]. Поэтому в процессе проектирования выбор числа поддиапазонов требуется лишь в случае, если разработчик сочтет целесообразным произвести дополнительную разбивку заданных диапазонов на поддиапазоны.

Важной характеристикой частотного диапазона является коэффициент перекрытия диапазона К_д= f_макс /f_мин, где f_макс и f_мин — соответственно наибольшая и наименьшая частоты данного диапазона. Если К_д  2 (например, в диапазонах ДВ, СВ), могут встретиться трудности с перекрытием всего диапазона сразу, особенно, если заданы жесткие требования к неравномерности чувствительности приемника по диапазону, либо в качестве настроечного элемента выбран варикап (электронная перестройка). В этих случаях можно пойти на дополнительное разбиение такого диапазона на два поддиапазона. При этом для удобства пользования приемником следует провести разбиение по принципу одинаковых частотных интервалов, т.е.

f_макс1 – f_мин1 = f_макс2 – f_мин2 = (f_макс – f_мин)/2,

где f_макс, f_мин — максимальная и минимальная частоты исходного диапазона, а f_макс1, f_мин1 и f_макс2, f_мин2 — соответственно максимальные и минимальные частоты первого и второго поддиапазонов.

Под выбором способа перестройки радиоприемника понимают выбор типа настроечных элементов. Известно [3], что перестройку колебательного контура можно производить изменением, как индуктивности, так и емкости. Индуктивная перестройка в настоящее время применяется редко как более сложная конструктивно. В прошлом такая настройка использовалась обычно в автомобильных приемниках УКВ диапазона, т.к. при использовании конденсаторов переменной емкости их вибрация приводила к частотной модуляции гетеродина, которая создавала дополнительные помехи и шумы.

Емкостная перестройка может производиться двумя способами: механическим, с помощью блока конденсаторов переменной емкости (КПЕ), либо электронным, с помощью варикапов — емкостных диодов, управляемых напряжением. Значения емкостей КПЕ С_мин и С_макс либо задаются в ТЗ на проектирование, либо выбираются из номиналов конденсаторов, изготавливаемых промышленностью, на основании справочной литературы. Типы варикапов, в случае электронной перестройки, также выбираются по справочникам, исходя из требуемых С_мин, С_макс , коэффициента перекрытия по емкости С_макс/С_мин , а также учитывая величину добротности варикапа Q_в в заданном диапазоне частот.

С точки зрения современной схемотехники, безусловно, рекомендуемым является электронный способ перестройки. В настоящее время производятся варикапные матрицы, состоящие из двух-трех варикапов, имеющих значительный коэффициент перекрытия по емкости. Например, матрицы КВС120А и КВС120Б содержат, соответственно, три и два варикапа с емкостью, изменяющейся от 12 до 260 пф при изменении приложенного напряжения от -26 до -2В. Применение таких матриц особенно рекомендуется в приемниках диапазонов длинных и средних волн, в которых требуется большой коэффициент перекрытия, а также высокая точность совпадения законов изменения емкости в нескольких колебательных контурах одновременно.

Электронная перестройка обладает значительным преимуществом перед механической. Во-первых, при ее использовании упрощается переключение диапазонов, так как в контур каждого диапазона можно включить отдельный варикап и производить переключение контуров целиком, в отличие от случая механической перестройки, когда используется единый КПЕ на все диапазоны, поэтому требуются достаточно сложные цепи коммутации. Данное преимущество позволяет уменьшить паразитные емкости, вносимые в контур, и существенно повышает стабильность элементов контура.

Во-вторых, при электронной перестройке за счет выбора соответствующих законов изменения управляющих напряжений появляется возможность повысить точность сопряжения настроек контуров преселектора и гетеродина, хотя реализация этой возможности требует усложнения схемы.

Кроме того, применение варикапов с большим коэффициентом перекрытия по емкости, например КВС120, позволяет перекрыть несколько поддиапазонов, используя лишь один контур [2].

При выборе типа варикапа необходимо обратить внимание на требуемый диапазон изменения управляющего напряжения U_упр и на изменение добротности варикапа в этом диапазоне. Желательно использовать варикапы на том участке вольтфарадной характеристики, где его собственная добротность Q_в  300...400. В противном случае величина Q_в должна быть учтена при определении собственной добротности контура

Q_кр=Q_rQ_вQ_r+Q_в (2.1)

где Q_к - конструктивная добротность катушки индуктивности,

Q_в - добротность варикапа,

Q_кр - результирующая добротность контура.

Следует также иметь в виду, что для максимального использования перекрытия варикапа по емкости требуются обычно значения U_упр от -(1...3)В до -(25...30)В. Поскольку напряжение питания транзисторного радиоприемника обычно не превышает 9...12В, для создания таких величин U_упр приходится предусматривать специальный повышающий преобразователь. В рамках курсового проекта разработка такого преобразователя необходима, если это предусматривается заданием. В противном случае достаточно предъявить требования к такому узлу, либо, если имеются справочные данные по преобразователям промышленного производства (в том числе зарубежных фирм), выбрать один из существующих типов. В любом случае, недопустимо подавать на варикап нестабилизированное напряжение , полученное непосредственно от источника питания.

В заключение следует заметить, что выбор того или иного способа перестройки в проекте обязательно должен быть обоснован, т.е. указаны мотивы, на основании которых этот выбор сделан.