Радиоприемные устройства.-2

ходимо введение дополнительного колебательного контура в состав преселектора.

132

3.2.9Рекомендации по расчету и конструкторской проработке входных цепей

При расчете входных цепей возникает необходимость оценка физической реализуемости конструкции контурных катушек и катушек связи, а также возможности реализации коэффициента включения в контур. Практически все контурные катушки преселектора выполняют в цилиндрическом исполнении. На частотах ниже 2 МГц (катушки диапазонов ДВ и СВ) целесообразно применение сердечников 600НН или 700НМ, а на частотах 3…30 МГц (контуры диапазона КВ) — сердечников 13ВЧ, 30ВЧ2, 100НН или карбонильного железа.

Для получения возможно большой добротности и возможно большого предела изменения индуктивности внешний диаметр каркаса катушки не должен превышать диаметр ферритового сердечника более чем в 2…2,5 раза, а карбонильного в 1,2 раза. Длина намотки катушки должна составлять примерно 0,9 длины сердечника. Следует отметить также, что при значениях индуктивности с автотрансформаторной связью менее 10 нГн отвод от контурной катушки с коэффициентом включения m < 0,1 становится проблематичным. В этом случае рекомендуется использовать трансформаторную связь.

Расчет числа витков контурной катушки с однослойной намоткой производят по формуле [13]

где L — индуктивность катушки в мкГн;

D — диаметр однослойной намотки, в мм;

k1 — коэффициент, зависящий от конструкции катушки. Коэффициент k1 определяется из графика (рис. 3.24).

133

Рис. 3.24 — Зависимость коэффициента k1 от конструктивных размеров однослойной катушки с плотной намоткой

Величина индуктивности для однослойных катушек, намотанных с определенным шагом P, определяется выражением

L 2 D k1 k2 10 4 ,

где k1 и k2 определяются из графиков (рис. 3.24 и рис. 3.25).

Рис. 3.25 — Зависимость коэффициента k2 для однослойной катушки, намотанной с шагом

134

При величине индуктивности L > 100 мкГн (контуры диапазонов ДВ и СВ) катушки индуктивности выполняют в многослойном виде. Число витков многослойной катушки определяется формулой

где Dср — средний диаметр обмотки;

k3 — коэффициент, определяется по графику (рис. 3.26).

Рис. 3.26 — График зависимости коэффициента k3 для многослойной катушки

Для расчета числа витков катушки, выполненной на унифицированном каркасе с сердечником, можно воспользоваться выражением [13]

k L ,

135

где k — коэффициент, зависящий от конструктивного исполнения контурной катушки;

L — величина индуктивности контурной катушки в мкГн. Значения коэффициента k4 приведены в таблице

При расчете числа витков катушки с ферритовым сердечником, величину индуктивности уменьшают в 1,3…1,5 раза, тогда при введении сердечника получим требуемое значение индуктивности. При использовании в качестве сердечника таких металлов, как латунь, медь или алюминий, величина индуктивности с введением сердечника уменьшается в 1,2…1,4 раза. Однако добротность таких катушек уменьшается.

Для увеличения добротности используют многожильный высокочастотный обмоточный провод марок ЛЭП, ЛЭЛ, ЛЭШО, ЛЭШД, ЛЭЛОЮ ЛЭЛД. Добротность контуров при этом возрастает на частотах ДВ- и СВ-диапазонов в 1,5…2 раза.

Собственная емкость однослойной цилиндрической неэкранированной катушки, намотанной на каркасе диаметром D из полиэтилена, полистирола, органического стекла, картона, пропитанного лаком, может быть определена по формуле

CL k5 D .

При плотной намотке витков катушки (виток к витку) коэффициент k5 0.65, а при намотке шагом P он имеет следующие значения

136

Если витки уложить по нарезке, предварительно сделанной на каркасе, то CL увеличится на 15…20 %. Собственная емкость бескаркасных катушек уменьшается на 15…20 %.

Многослойные катушки имеют емкость в десятки пикофарад. Если катушка секционирована с расстояниями, равными длине секции, то емкость уменьшается: для 2-х секционных катушек в 1,5 раза, для 3-х — в 1,8 раза, для 4-х секционных — в 2 раза. Покрытие катушки лаком увеличивает емкость на 25…30 %. Сердечник или экран может увеличить емкость в 2…3 раза.

Контурные катушки входных цепей и других избирательных цепей преселектора необходимо размещать на расстоянии не менее 15…20 мм друг от друга вблизи разъема (гнезда) подключения внешней антенны.

3.3Выбор и расчет электрической принципиальной схемы селективного усилителя

При определении конкретных требований к селективным усилителям необходимо учитывать их назначение и место в структурной схеме радиоприемного устройства [1]. Усилители радиочастоты используются во входных каскадах радиоприемника и могут быть с переменной (в диапазонных приемниках звукового вещания) и с фиксированной настройкой, что характерно для приемников телевизионного вещания, радиосвязи и других приемников профессионального назначения.

При выборе и обосновании усилителей радиочастоты необходимо учитывать следующие особенности:

1.Малый уровень сигнала на входе усилителя радиочастоты (поэтому усилитель должен иметь малые собственные шумы и высокую степень линейности амплитудной характеристики).

2.Широкий динамический диапазон входных воздействий на входе усилителя радиочастоты.

3.Малый уровень нелинейных искажений, обусловленных воздействием полезного сигнала и помех по основному и дополнительным (паразитным) каналам приема (поэтому необходимо

139

RФ + Uп

CФ

Рис. 3.29 — Электрическая принципиальная схема усилителя с трансформаторной связью

Рис. 3.30 — Электрическая принципиальная схема усилителя с внутриемкостной связью

Для схем усилителей радиочастоты, предназначенных для работы в составе преселектора, по количеству используемых контуров различают одноконтурные и двухконтурные. В перестраиваемых двухконтурных УРЧ связь между контурами выбирается индуктивной. В двухконтурных усилителях с фиксированной на-

140

стройкой используется индуктивная или неполная внешнеемкостная связь между контурами. В усилителях радиочастоты диапазонных радиовещательных приемников используются одноконтурные каскады.

Для обеспечения устойчивости усиления используется дифференциальный каскад. Схема подключения контура представлена на рисунке (рис. 3.31). Для компенсации дестабилизирующих факторов, вызванных парафазными составляющими помех и шумов, в дифференциальном каскаде источник питания подключается к средней точке контурной катушки.

+Еп

Рис. 3.31 — Схема подключения контура к выходу дифференциального каскада

Все одноконтурные селективные усилители могут быть представлены в виде эквивалентной однонаправленной линейной модели эквивалентной схемы с двойной индуктивной связью с одиночным резонансным контуром, представленной на рисунке (рис. 3.32). Входные и выходные цепи каскада представлены в виде параллельно соединенных проводимостей и емкостей. Значения входных и выходных комплексных проводимостей приве-