Обоснование вида связи с усилителем радиочастоты

При выборе коэффициента трансформации между избирательной системой входного устройства и входом первого каскада усилителя радиочастоты необходимо учитывать следующее:

1. Величина выбирается из условия обеспечения возможно более равномерного значения коэффициента передачи при переходе от одного поддиапазона к другому. Для этого на верхнем поддиапазонеберется максимально возможным (для полевых транзисторов), а для каждого предшествующего поддиапазонаимеет значение, обеспечивающее выравнивание коэффициента передачи по диапазону.

2. Величина должна выбираться из условия уменьшения влияния входного активного и реактивного сопротивлений каскада УРЧ на контуры входного устройства. Для каскадов УРЧ, выполненных на полевых транзисторах, можно считать коэффициент(пол­ное включение). Для первых каскадов, выполненных на биполярных транзисторах, коэффициентпредварительно может быть опреде­лён из руководства [12].

Таким образом, в диапазонах ДВ, СВ и КВ наиболее часто применяются одноконтурные ВУ с трансформаторной, внешнеемкостной или комбинированной (индуктивно-емкостной) связью с антенной. Входное устройство с трансформаторной связью применяется для работы с ненастроенными и настроенными, несимметричными и симметричными антеннами. При работе с ненастроенной антенной возможны два режима:

Режим удлинения (собственная длина волны антенны больше максимальной длины волны рабочего диапазона).

Режим укорочения (собственная длина волны антенны меньше минимальной длины волны рабочего диапазона).

Входное устройство с емкостной связью используется при работе с ненастроенными несимметричными антеннами. Это устройство отличается простотой выполнения. Выбором C_свможно изменить значение коэффициента связи с антенной (коэффициента передачи по напряжению), что позволяет применять его с антеннами, имеющими большой разброс параметров. Недостатком этого входного устройства является резкое изменение коэффициента передачи по напряжению в рабочем диапазоне частот. Поэтому данная схема находит применение в приемниках с узкими поддиапазонами (К_пд≤ 1,3 - 1,7).

Входное устройство с комбинированной связью с антенной применяется в РПУ с большим перекрытием поддиапазона в целях уменьшения неравномерности коэффициента передачи по напряжению.

При работе РПУ в условиях сильных помех и повышенных требований по избирательности применяются двухконтурные входные устройства. В двухконтурных ВУ связь с антенной чаще всего выбирается трансформаторной, а связь между контурами – комбинированной для обеспечения более высокой чувствительности и постоянства избирательности. Многоконтурные ВУ по сравнению с одноконтурными имеют более сложную конструкцию и худшие качественные показатели: меньшее значение коэффициента передачи по напряжению, меньшую чувствительность, большее значение коэффициента шума.

2. Расчет входного устройства с емкостной связью с антенной

На рис. 2.1 дана принципиальная схема ВУ с емкостной связью с антенной.

Рис. 2.1

Назначение элементов:

С_кL_к– емкость и индуктивность контура, определяющие рабочий поддиапазон (частоты настройки) приемника;

С_п– конденсатор подстроечный, обеспечивающий «сжатие» или сопряжение настроек контуров рассчитываемого поддиапазона;

С_св– конденсатор связи, определяющий коэффициент связи между антенной и колебательным контуром (входным устройством).

Определяем параметры контура входного устройства. Если в качестве органа настройки используется блок конденсаторов переменной емкости (КПЕ), то величина минимальной эквивалентной емкости контура определяется следующим образом:

, (2.1)

где C_min– минимальная начальная емкость КПЕ;

C_L– собственная емкость катушки контура;

C_M– емкость монтажа;

С_пср– среднее значение емкости подстроечного конденсатора;

С_пн– входная емкость ролевого транзистора.

Величины емкостей выбирают:

C_min– по данным табл. 2.1, где даны примерные значения переменных и подстроечных конденсаторов;

C_L– по данным табл. 2.2, в которой приведены ориентировочные значения собственной емкости катушек индуктивности контуров;

C_M– выбирают ориентировочно (в диапазонах КВ, СВ, ДВ лежит в пределах 10 – 20 пФ);

С_п– по данным табл. 2.1.

Величина С_псррассчитывается по формуле:

; (2.2)

С_пн– из справочника по транзисторам.

Таблица 2.1

Диапазон частот, МГц	Емкость переменного конденсатора, пФ		Емкость подстроечного конденсатора, пФ
	Сmin	Cmax	Cпmin	Cпmax
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 2.2

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

Целесообразно в качестве усилительного прибора первого каскада усилителя радиочастоты (УРЧ) выбрать полевой транзистор.

Максимальная эквивалентная емкость контура определяется по формуле:

, (2.3)

где

.

Таким образом, для контуров проектируемого преселектора необходимо выбирать КПЕ с пределами С_min÷C_max.

Индуктивность контура ВУ на максимальной частоте поддиапазона рассчитывается по формуле:

, (2.4)

где ƒ_0maxПД– в герцах; С_эmin– в фарадах;L_э– в генри.

Выбираем емкость связи.

С_св– выбирается из следующих двух условий:

Допустимого сдвига частоты настройки ВУ;

Допустимого расширения полосы пропускания ВУ.

Согласно первому условию, если допустим сдвиг частоты настройки ВУ не более, чем на половину полосы пропускания, то емкость связи:

, (2.5)

где ƒ – в мегагерцах; С_А– в пикофарадах;L_э– в микрогенри.

В диапазоне частот 1,5 – 6,0 МГц выбирают Q_э= 40 – 80, а в диапазоне 6,0 – 30 МГц выбираютQ_э= 50 – 100.

Согласно второму условию, если считать допустимым расширение полосы пропускания Весли считать допустимым расширение полосы пропускания У зона рассчитывается по формуле:ами Сдуктивности контуров;4343434343434343434343434343У не более чем на 25%, то

, (2.6)

где , (2.7)

С_А,R_А– средние параметры антенны;

q_C,q_R– коэффициенты, характеризующие возможные отклонения емкости и сопротивления антенны от средних значений. Обычно принимаютq_C=q_R= 1,2 – 2,0. Чем выше частота, тем большей величины необходимо выбирать коэффициентыq_Cиq_R;

f₀– в мегагерцах;L_Э– в микрогенри;R_А– в Омах; ΔС – в пикофарадах.

Из двух полученных значений С'_СВ, С'_СВнеобходимо выбрать наименьшее значение, которое и будет фактической С_СВ.

Определяем коэффициент передачи напряжения входного устройства. Расчет коэффициента передачи напряжения (К_0ВУ) производится для трех частот поддиапазонаf_{0 min},f_{0 ср},f_{0 max}согласно выражению

, (2.8)

где С_СВ– в фарадах;f₀– в герцах;L_Э– в генри.

Определяем полосу пропускания входного устройства. Расчет полосы пропускания ведется для трех частот поддиапапзона f_{c min},f_{с ср},f_{c max}:

, (2.9)

где f₀– в мегагерцах.

Рассчитываем ослабление побочных каналов приема:

Ослабление по зеркальному каналу:

, (2.10)

где f₀– максимальная частота рабочего диапапзона;

m– число одиночных контуров в преселекторе.

Ослабление по каналу промежуточной частоты:

. (2.11)

Обозначения f₀,f_ПЧ1,Q_ПС,mаналогичны выражению δ_ЗК.