Пример 2.1.

Рассчитать входное устройство с трансформаторной связью с антенной в режиме удлинения.

Рис. 2.1.3. Схема входной цепи с трансформаторной связью с антенной.

Для проектирования необходимы следующие исходные данные:

- рабочий диапазон частот: 1,5 – 30 МГц;

- рабочий поддиапазон частот: 1,5 – 3,0 МГц;

- активное сопротивление антенны: R_А = 75 Ом;

- средние параметры антенны:

- емкость: C_А = 400 пФ;

- индуктивность: L_А = 40 мкГн;

- номинальное значение промежуточной частоты: f_пр = 42,5 МГц;

- эквивалентная добротность: Q_Э = 50.

Определим параметры контура ВЦ аналогично методике расчета схемы ВЦ с емкостной связью с антенной.

Определим минимальное значение эквивалентной ёмкости контура:

С_{Э min} = C_min + C_L + C_M + C_пср + С_вх,

где C_min, C_L, C_M, С_вх – выбираем по данным табл. 2.1.1; 2.1.2; 2.1.3.

C_пср рассчитывается по формуле (2.1.2).

Таблица 2.1.2. Значения емкостей переменного и подстроечного конденсатора

Диапазон частот, МГц	Емкость переменного конденсатора, пФ		Емкость подстроечного конденсатора, пФ
	Сmin	Cmax	Cн min	Cн max
0,1 и ниже	15 – 30	450 – 750	2 – 5	15 – 25
0,1 – 1,5	12 – 25	250 – 500	2 – 3	10 – 20
1,5 – 30	7 – 15	50 – 250	2 – 3	8 – 15
30 – 100	3 – 7	10 – 50	0,6 – 1,5	2 – 5

Таблица 2.1.3. Значение емкости катушки индуктивности

Тип катушки	CL, пФ
Катушка с однослойной намоткой с шагом	1 – 2
Катушка с однослойной намоткой без шага	2 – 6
Катушка с перекрестной универсальной намоткой	5 – 10
Катушка с простой универсальной намоткой	15 – 30
Катушка с рядовой многослойной намоткой	50 и более

Получим: С_{Э min} = 7 + 5 + 10 + 5 + 5 = 32 пФ.

В качестве нагрузки ВЦ выбираем полевой транзистор КП 305Д

(С_вх = 5 пФ).

Определим максимальную эквивалентную емкость:

С_{Э max} = C_Эmin· k²_пд = 32 · 2² = 128 пФ.

Определим эквивалентную ёмкость:

Гн,

где - верхняя частота поддиапазона.

Выбираем режим удлинения, который обеспечивает большую равномерность коэффициента передачи входной цепи (К_{0 ВУ}) в пределах частот поддиапазона.

Определяем собственную частоту антенной цепи:

,

где - коэффициент удлинения ( =1,3 – 3,0).

Выбираем = 1,5, тогда собственная частота антенной цепи:

Собственная частота антенной цепи f_0А не должна совпадать с частотами f_ЗК и f_пр.

Определим индуктивность катушки связи:

,

где L, мкГн; С, пФ; f, МГц;

С_А, L_А – средние параметры антенны;

q_L, q_C и q_R – коэффициенты, характеризующие возможные отклонения индуктивности, емкости и активного сопротивления антенны от среднего значения (обычно принимают q_L = q_C = q_R = 1,2 ÷ 2,0).

Выбираем средние параметры антенны:

С_А = 400 пФ; L_А = 40 мкГн; q_L = q_C = 1,2.

Получим индуктивность связи:

мкГн.

Определим активное сопротивление катушки связи:

,

где f, МГц; L, мкГн; r, Ом;

Q_СВ = 30 – 100 (выбираем Q_СВ = 50).

Производим расчет:

Ом.

Определим активное сопротивление антенной цепи:

Ом.

Определим добротность антенной цепи:

,

где f, МГц; L, мкГн; r, Ом.

Подставляем значения:

.

Определим значение коэффициента связи контура с антенной цепью. Расчет коэффициента связи производится с учетом двух условий:

- допустимого уменьшения коэффициента передачи напряжения и добротности контура;

- допустимого сдвига резонансной частоты контура (допустимого смещения настройки).

Согласно первому условию:

,

где - критическое значение коэффициента связи.

В диапазоне 1,5 – 6,0 МГц значение эквивалентной добротности Q_э = 40 – 80, выбираем Q_э = 50. Тогда:

.

.

Согласно второму условию:

,

где ;

- смещение настройки, ;

Зададимся k_удл = 1,2; q_L = q_C = 1,2.

Осуществляем расчет:

.

Из условия для коэффициента связи выбираем наименьшее:

; ; .

Определим величину взаимоиндукции между индуктивностями связи и контура:

мкГн.

Определим резонансный коэффициент передачи напряжения входного устройства для трех частот поддиапазона (нижней, средней и верхней):

,

- значение коэффициента передачи для нижней частоты поддиапазона;

- значение коэффициента передачи для средней частоты поддиапазона;

- значение коэффициента передачи для верхней частоты поддиапазона.

Находим коэффициент неравномерности коэффициента передачи входной цепи:

.

Определяем полосу пропускания ВЦ для трех частот поддиапазона:

МГц;

МГц;

МГц.

Рассчитаем ослабление побочных каналов приема.

Ослабление по зеркальному каналу:

,

где f_ЗК = 30+2·42,5 = 113 МГц – частота зеркального канала;

раз.

Это означает, что на максимальной частоте диапазона помеха по зеркальному каналу ослабляется одиночным колебательным контуром преселектора в 175 раз.

Ослабление по каналу промежуточной частоты:

.

раз.

Помеха по промежуточной частоте ослабляется в 36 раз.

Далее необходимо результаты расчетов ослабления побочных каналов приема сравнить с заданными.