Методическое пособие 293
.pdf
увеличению резонансного коэффициента передачи ВЦ на верхних частотах диапазона.
К0 = m2 20 LК СА QЭ,(1.6)
то есть резонансный коэффициент передачи ВЦ при ее перестройке конденсатором возрастает пропорционально
квадрату частотынастройки. Соответственно изменяется чувствительность приемника при перестройке, что нежелательно.
Общее выражение для расчета избирательности
Se(f)= |
f0 |
|
|
|
|
|
|
|
. |
(1.7) |
||||
|
|
1 Э2 |
||||||||||||
f |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где Э-обобщенная расстройка, э = э |
|
f− |
|
. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
2 f |
|||||||||||
В области малых расстроек (при |
|
|
|
0.1), Э |
|
|
|
|||||||
|
|
|
dЭ f0 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
f0 |
|
||||||||
Se(f)= |
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.8) |
|||||
1 Э2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
При больших расстройках ( Э 1) это выражение можно преобразовать к виду:
Se(f) |
f0 |
|
|
|
|
f0 |
|
1 |
|
|
f |
|
f0 |
Q |
1 |
f02 |
(1.9) |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
f |
|
э |
|
|
f dЭ |
f0 |
|
f |
э |
|
f2 |
|
|||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
На частотах f f0, Se Э , то есть избирательность одноконтурной ВЦ хуже, чем избирательность одиночного контура (из-за влияния элемента связи ССВ).
Полоса пропускания ВЦ определяется выражением
(1.10).
9
П |
2 f |
dЭf0 |
1 |
1. |
П0.7 dэf0 |
(1.10) |
|
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Схема ВЦ с и н д у к т и в н о й связью с антенной приведена на рис. 2, в. В этом случае антенная цепь представляет собой резонансный контур с фиксированной настройкой, состоящий из емкости СА=САНТ, индуктивности LА=LАНТ+LСВи сопротивления rА=rАНТ+rСВ. Индуктивность LСВ обычно выбирается так, чтобы резонанс в антенной цепи находился за пределами поддиапазона. Тогда внутри поддиапазона rА xА и сопротивление антенной цепи практически равно ее реактивному сопротивлению. На частоте настройки контура ВЦ
zA=zA0= |
|
|
|
|
|
= |
|
L |
1 |
|
ω L |
|
1 |
ω2 |
, (1.11) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
r2 |
x2 |
|
x |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
2 |
||||||||||||
|
|
0 |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ω0C |
|
|
|
|
ω0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где А= 1/
LACA - резонансная частота антенной цепи.
Выражение для резонансного коэффициента передачи
ВЦ:
К0== |
kCB m2Q |
Э |
|
LK |
, |
(1.12) |
|
|
1 fA2 /f02 |
|
|
||||
|
|
|
|
LA |
|
||
где kСВ=M/
LCBLK M/
LALK –коэффициент связи,
M–взаимная индуктивность Lk и Lсв.
Вид частотной характеристики коэффициента передачи ВЦ, как следует из (1.12), зависит от соотношения частот fA и f0. Изменяя LСВ, можно расположить fA выше или ниже поддиапазона рабочих частот, либо внутри поддиапазона.
В первом случае, когда частота резонанса в антенной цепи находится выше верхней частоты поддиапазона
10
(fA f0MAX, то есть A 0MIN- режим укорочения антенны), ре-
зонансный коэффициент передачи резко возрастает с увеличением частоты настройки ВЦ.
Для случая (fA2 f0MAX2 ) получаем:
2
K k m Q f0 LK , (1.13)
0 CB 2 Э fA2 LA
то есть при постоянных m2 и QЭ резонансный коэффициент передачи возрастает пропорционально квадрату частоты настройки.
Во втором случае, когда частота резонанса в антенной цепи находится ниже нижней частоты поддиапазона (fA f0MIN,
A 0MAХрежим удлинения антенны), резонансный коэффи-
циент передачи уменьшается с ростом частоты настройки, но изменяется менее резко, чем в предыдущем случае, так как уменьшение тока в антенной цепи с ростом частоты компенсируется увеличением сопротивления связи.
При fA2 f0MIN2 получаем:
K0 kCBm2QЭ LK LA , |
(1.14) |
то есть при постоянных m2 и QЭ резонансный коэффициент передачи практически постоянен в пределах поддиапазона.
В третьем случае, когда частота резонанса антенной цепи находится внутри поддиапазона (f0MIN fA f0MAX), резонансный коэффициент передачи сильно изменяется при перестройке ВЦ, достигая максимального значения внутри поддиапазона (при f0 fA), поэтому такой режим в радиоприемниках не используется.
Избирательность ВЦ для первого и второго случаев определяется для большинства расстроек следующем выражением:
11
|
1- |
f2 |
|
f2 |
1 |
|
|
|||
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
||
Se(f)=Qэ |
f2 |
|
f02 |
. |
(1.15) |
|||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1- |
f2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
A |
|
|
|
|
|||
f02 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Это выражение может быть использовано при
определении |
избирательности |
по |
зеркальному |
каналу |
||
( = зк) |
или |
прямому каналу |
( |
= пк = пр) |
для |
каждой |
|
|
|
||||
заданной частоты настройки контура ВЦ.
Полоса пропускания ВЦ определяется формулами
(1.10).
Используемые при анализе предположения о постоянстве m2 и QЭ справедливы не всегда. Характер их изменения с частотой зависит как от нагрузки ВЦ (лампа, транзистор), так и от вида связи контура ВЦ с нагрузкой.
Для получения более высокого и равномерного в пределах поддиапазона коэффициента передачи используется и н д ук т и в н о - е м к о с т н а я связь контура ВЦ с антенной (рис. 2, г). ЭДС, вносимая в контур за счет внешнеемкостной связи (конденсатора ССВ), растет, а ЭДС, вносимая в контур через взаимоиндуктивность М, уменьшается (в режиме удлинения антенны) с ростом частоты настройки. Включение катушек LК и LСВ выбирается так, чтобы вносимые ЭДС были синфазны, а значения ССВ, LСВ и kСВ выбираются так, чтобы суммарная вносимая ЭДС мало изменялась при перестройке ВЦ.
Резонансный коэффициент передачи ВЦ с индуцированной емкостной связью примерно равен сумме коэффициентов передачи за счет емкостной и индуктивной связей и определяется выражением
= |
св |
|
Ссв/Сэ |
∙ |
|
. |
(1.16) |
|
|
||||||
|
св |
/ |
э |
||||
|
|
|
12
Избирательность ВЦ с индуктивно-емкостной связью на частотах f<f0– как для схемы с индуктивной связью, а на частотах f>f0 – как для схемы с емкостной связью.
Сэ = Сэ |
|
(1.17) |
|
= 1.607 Мгц, = 0.525,1.0,1.607 Мгц.
Домашнее задание № 4
Рассчитать входную цепь в соответствии с вариантом домашнего задания.
Рассчитать входную цепь для о д н о г о вида связи контура с ненастроенной антенной в соответствии с вариантом задания. Определить на крайних частотах и на средней частоте соответствующего поддиапазона резонансный коэффициент передачи, полосу пропускания на уровне 0.707, избирательность по соседнему, зеркальному и прямому каналам.
Построить по этим данным графики зависимости соответствующих показателей от частоты настройки.
Исходные данные для расчета: СКMIN=10пФ, СКMAX=430пФ, ССХ=20 пФ, границы поддиапазонов приведены в табл. 1, остальные данные в табл. 2, 3, 4.
Таблица 1 Границы поддиапазонов радиоприемника Рига-103
Поддиапазон |
ДВ |
СВ |
КВ1 |
КВ2 |
КВ3 |
f0MIN, МГц |
0.15 |
0.525 |
9.4 |
5.65 |
3.95 |
f0MAX, МГц |
0.408 |
1.605 |
12.1 |
7.4 |
5.76 |
13
|
|
Внешнеемкостная связь |
|
|
|
Таблица 2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Вид связи |
|
|
|
Внешнеемкостная |
|
|
|
|
|||||||
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
|||
Диапазон |
КВ1 |
|
КВ1 |
КВ2 |
КВ2 |
|
КВ3 |
|
КВ3 |
|
|||||
ССВ, пФ |
6.8 |
27 |
6.8 |
27 |
|
|
6.8 |
|
27 |
|
|
||||
LК, мкГ |
1.75 |
1.75 |
4.2 |
4.2 |
|
|
6.2 |
|
6.2 |
|
|
||||
m2 |
0.27 |
0.27 |
0.25 |
0.25 |
|
0.18 |
|
0.18 |
|
||||||
kСВ |
|
– |
|
– |
– |
– |
|
– |
|
– |
|
||||
kудл |
|
– |
|
– |
– |
– |
|
– |
|
– |
|
||||
Схема, |
схема рис.2, б; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
исходные |
САНТ=200 пФ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
данные |
QЭСР=25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Индуктивная связь |
|
|
|
Таблица 3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Вид связи |
|
|
|
|
Индуктивная |
|
|
|
|
|||||
|
Вариант |
|
7 |
|
8 |
9 |
10 |
|
11 |
|
12 |
|
|
||
|
Диапазон |
|
СВ |
|
СВ |
СВ |
СВ |
|
СВ |
|
СВ |
|
|||
|
ССВ, пФ |
|
– |
|
– |
– |
– |
|
|
– |
|
|
– |
|
|
|
LК, мкГ |
|
– |
|
– |
– |
– |
|
|
– |
|
|
– |
|
|
|
m2 |
|
0.3 |
|
0.3 |
0.3 |
0.3 |
|
0.3 |
|
0.3 |
|
|
||
|
kСВ |
|
0.4 |
|
0.35 |
0.45 |
0.3 |
|
0.35 |
|
0.3 |
|
|
||
|
kудл |
|
1.2 |
|
1.4 |
1.5 |
1.6 |
|
1.45 |
|
1.25 |
|
|
||
|
Схема, |
|
схема рис.2, в; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
исходные |
|
САНТ=150 пФ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
данные |
|
QЭСР=25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
14
Таблица 4
Индуктивно-емкостная связь
Вид связи |
|
|
Индуктивно-емкостная |
|
|||
Вариант |
13 |
|
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
Диапазон |
ДВ |
|
ДВ |
СВ |
СВ |
ДВ |
СВ |
ССВ, пФ |
12 |
|
12 |
6.8 |
6.8 |
12 |
6.8 |
m2 |
0.3 |
|
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
kСВ |
0.4 |
|
0.4 |
0.4 |
0.22 |
0.3 |
0.3 |
kудл |
1.25 |
|
1.4 |
1.25 |
1.4 |
1.25 |
1.3 |
Rвх, кОм |
– |
|
– |
– |
– |
– |
– |
Схема, |
схема рис.2, г; |
|
|
|
|
||
исходные |
CАНТ= 150 пФ; |
|
|
|
|
||
данные |
Qэср = 25 |
|
|
|
|
|
|
Теоретические сведения
При выполнении расчетов домашнего задания используются формулы (1.6), (1.12) для определения резонансного коэффициента передачи; формулы (1.8), (1.9) и (1.15) для определения избирательности по соседнему, зеркальному и прямому каналам; формула (1.10) для определения полосы пропускания.
15
Задание № 1
Электрический расчет входной цепи для случая емкостной связи антенны с колебательным контуром для одного из КВ диапазонов и диапазона СВ в соответствии с вариантом домашнего задания.
Границы диапазонов:
КВ1 – 9,4 … 12,1 МГц, КВ2 – 5,65 … 7,4 МГц, КВ3 – 3,45 – 5,76 МГц, СВ – 0,525 – 1,607 МГц.
Для диапазонов КВ электрическая принципиальная схема имеет вид, представленный на рис. 2, б.
Исходные данные для расчета: Скmin – Ckmax(10-430) пФ, Ссх = 20 пФ, Lk для поддиапазонов КВ – 1,8 …6,5 мкГн,
Qэср – 50…80.
Для диапазона СВ электрическая принципиальная схема имеет вид, представленный на рис. 2, б, только отсутствует растягивающие конденсаторы C1 и C2.
Lk для СВ диапазона – 200 … 900 мкГн, Qэср – 25…60, Ссв – 6,8 … 27 пФ, m2 – 0,15 … 0,8 (коэффициент включения нагрузки), Сант – 150…200 пФ, fпр= 465 кГц, fг>fc.
Рассчитать входную цепь для с л уч а я е м к о с т н о й связи контура с ненастроенной антенной в соответствии с вариантом задания (табл. 5). Определить на крайних частотах и на средней частоте соответствующего поддиапазона резонансный коэффициент передачи, полосу пропускания на уровне 0,707, избирательность по соседнемус, зеркальному зк и прямому пр каналам.
Рассчитать и построить графики ФЧХ ВЦ на трех частотах (на средней и на крайних частотах) заданного поддиапазона. Объяснить полученные зависимости.
16
Таблица 5
Внешнеемкостная связь
Вид связи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внешнеемкостная |
|
|
|||||||||||
Вариант |
|
|
|
1 |
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
||||||
Диапазон |
|
|
КВ1 |
КВ1 |
КВ2 |
КВ2 |
|
КВ3 |
КВ3 |
СВ |
СВ |
|||||||||||||
ССВ, пФ |
|
|
|
6.8 |
27 |
|
6.8 |
|
27 |
|
6.8 |
27 |
6,8 |
25 |
||||||||||
LК, мкГ |
|
|
|
1.75 |
1.75 |
|
4.2 |
|
4.2 |
|
6.2 |
6.2 |
200 |
300 |
||||||||||
m2 |
|
|
|
0.27 |
0.27 |
0.25 |
0.25 |
|
0.18 |
0.18 |
0,3 |
0,4 |
||||||||||||
Исходные |
САНТ=150 пФ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
данные |
|
|
|
QЭСР=25 (для СВ) и Qэср=50(для КВ) |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
Теоретические сведения |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
Решение представлено в общем виде: |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
К |
овхч |
=m w |
0 |
2L C |
|
Q |
|
, |
|
|
|
(1.18) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
K |
A |
|
эср |
|
|
|
|
|
|
||||||
где С |
A |
= |
CАнт Ссв |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1.19) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
САнт +Ссв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2Δf |
|
|
|
|
f o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
0.707 = Qэср . |
|
|
|
|
|
(1.20) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
Δf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выяснить |
f о ≤ 0,1 |
|
- область малых расстроек, можно |
|||||||||||||||||||
используя упрощенные формулы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
Δf=9кГц . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
σ |
= |
|
|
1+(Q |
|
|
|
2ΔΔ |
)2 . |
|
(1.21) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
эср |
|
|
fo |
|
|
|
||||
Область больших расстроек:
17
|
|
|
f |
|
|
|
|
f |
зк |
|
f |
o |
|
|
f |
2 |
|
|
σ |
зк |
= |
|
o |
Q |
|
( |
|
|
|
|
) = Q |
1 |
|
0 . |
(1.22) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
f |
|
'ср |
|
|
fo |
f зк |
эср |
f |
2 |
|
||||||
|
|
|
зк |
|
|
|
|
зк |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fзк = fo +2fпр . |
|
|
|
(1.23) |
|||||
∆f=930 кГц, |
Δf |
≥ 0,1 . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
f с |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σпр=Qэср1 |
o2 |
(1.24) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fпр |
|
|
График АЧХ ВЦ для любых расстроек:
= |
|
|
|
|
– |
(1.25) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
эср( )
Примечание. Как правило, зеркальный канал в диапазонах ДВ и СВ лежит в области больших расстроек, а в диапазонах КВ – в области малых расстроек.
18