Рис. 8.23. Принципиальная схема УПЧ к примеру расчета.
8.16. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА ТРАНЗИСТОРНОГО УПЧ, НАГРУЖЕННОГО ЧАСТОТНЫМ ДЕТЕКТОРОМ
Если двухконтурная |
межкаскадная |
цепь оконечного каскада |
(рис. 8.24) служит для |
пребразования |
частотно-модулированного |
сигнала в амплитудно-модулированный, то это приводит к некото рым дополнительным особенностям при выборе параметров полосо
вого фильтра [6, 36]. |
в следующей последовательности. |
Вычисления |
выполняются |
1. Обобщенный коэффициент связи контуров ß. Величина ß при |
использовании |
дифференциального |
частотного |
детектора |
(рис. 8.24,а, б) |
определяется |
допустимым |
значением |
кэоэффициента |
гармоник Яго при выбранном коэффициенте использования полосы пропускания частотного детектора
2Д/мако |
2Д/макС |
|
ч = — кГ,-----------ЩГ~' |
(8М) |
где А/макс — максимальная |
девиация частоты; |
k — коэффициент |
связи контуров полосового |
фильтра; |
Г1Чд — полоса |
пропускания ча |
стотного детектора.
График для определения ß приведен на рис. 8.25.
В случае детектора отношений (рис. 8.24,в, г) значение ß берет ся равным 0,5, что обеспечивает хорошее подавление паразитной амплитудной модуляции.
2. Коэффициент связи контурных индуктивностей |
k. Из (8.86) |
следует, что |
(8.87) |
*«=И,„/fo. |
3. Эквивалентное затухание контуров d3: |
|
rfa= */ß. |
(8.88) |
4. Индуктивности катушек Lu L2 Из технологических соображе ний целесообразно выбирать L\, L2 такими же, как в полосовых фильтрах предварительных каскадов. Первый контур полосового фильтра Li, Сі в схеме (рис. 8.24,а) зашунтирован выходной прово димостью транзистора g22 и активной составляющей проводимости двухполюсника, схема которого показана на рис. 8.26,а.
Пренебрегая небольшой величиной сопротивления потерь г2 ка тушки Ь2 по сравнению с входным сопротивлением детектора Явж д, легко находим эту проводимость
|
_______ 2/^?вдд ____ |
(8.89) |
|
ё л ~ 1+[(р./2Яя,)(1 - *,)]*’ |
|
|
где р2 = 2 я/о£г — характеристическое сопротивление второго контура; k2~ A42/27.2.
Половины контурной катушки второго контура намотаны способом
«в два провода», что |
обеспечивает величину коэффициента связи |
k2, близкой к единице |
(порядка 0,8—0,95). Это позволяет пренебречь |
Рис. 8.24. Принципиальные схемы оконечного каскада УПЧ, нагру женного частотным детектором:
а — дифференциальный детектор с емкостной связью; б — то же с трансфор маторной связью: в — детектор отношений с емкостной связью; г — то же
странсформаторной связью.
взнаменателе (8.89) малым по сравнению с единицей вторым сла гаемым, т. е.
g Ä= 2 / R Bx д.
5.Эквивалентное затухание первого контура (рис. 8.24,а)
d3 = d + Pi (mf §22 + §„), |
(8.90) |
где рі = 2л/о£і — характеристическое сопротивление первого |
контура. |
Отсюда определяем коэффициент трансформации |
|
|
mt = |
§Д_ |
(8.91) |
|
§ 2 2 |
|
|
|
|
В схеме рис. 8.24,6 проводимость g n трансформаторно |
подключена |
к первому контуру.
Эквивалентное затухание первого контура в этом случае |
|
d3 = |
d + Pi (mf §гг + mg#*). |
(8.92) |
где А3 — коэффициент связи катушек Lu L3; |
|
|
|
тъ= k3 V L Z/L X. |
|
6, Коэффициент трансформации |
mt \ |
|
Till |
W |
' - Pl§22 |
^З — |
(8.93) |
|
® § 2 2 |
|
Аналогичным образом определяются расчетные соотношения для коэффициентов трансформации /и; схем рис. 8.24,в, г. Шунтирующее
действие на первый контур в них, кроме проводимости g22, оказы вают активные составляющие входных проводимостей (рис. 8.26,6, в):
V |
d9 — d ____ ] _ |
, |
_ |
1 |
\ |
PiÉTaa |
gw |
\ 8 л ~ |
Ъ |
) |
mt = |
для |
схемы рис. |
8 .2 4 ,в, |
|
|
|
|
|
|
(8.94) |
}/ |
тІ8я |
da — d _ |
Р1 ЙГ2 2 |
1+ £д^С |
для схемы |
рис. 8 .2 4 ,г. |
Подключение цепей рис. 8.26 к первому контуру полосового фильтра эквивалентно параллельному включению отрицательной емкости:
|
|
— k. |
|
|
Ы |
(I —а*) |
*в2Хд |
‘ + 1 М 1 |
-k2)/2RB[ |
|
|
|
|
Авх д |
|
для |
схем |
рис. |
8 .2 4 ,а, |
б, в, |
- С , |
L 2 |
|
|
|
|
1— k2 |
(8.95) |
|
|
|
|
|
(Явхд + 2/?с)2 |
1 + Р а ( 1 |
— ^г)/2 (/?вхд + 2/?с) |
|
|
|
|
L2(1 |
k2) |
|
|
|
|
^ |
( R m |
+ |
2/?с)2 |
|
|
для |
схемы |
рис. 8 .2 4 ,г. |
|
|
7. Полная емкость первого |
контура |
|
1 |
С Э1 = |
С , + |
С т-(- tn^ С 22 |
Сд |
|
|
(8.96) |
|
|
|
|
|
|
4^ L J l |
Рис. 8.25. График для опреде ления обобщ енного коэффици ента связи контуров полосово го фильтра.
/ г Iß Ь г- 5fl
Отсюда Собственная емкость контура
С |
1 |
с п |
■тI С 22 |
+ С'ді |
|
- |
(8.97) |
|
|
|
|
Во всех схемах рис. 8.24 второй контур полосового фильтоа
шунтируется двойным входным сопротивлением детектора 2RBx л. Поэтому его эквивалентное затухание
d3 = d + p2l2RBK д. |
(8.98) |
б) ■
Рис. 8.26. Схемы частот ного детектора для пере менного тока, подключае мые к первому контуру полосового фильтра:
|
Явхд |
а — в |
с х е м а х |
ри с. |
8.24,0, |
б; |
Н |
б — в |
с х е м е |
ри с. |
8.24,в; |
в — |
3) |
в |
сх е м е |
ри с. |
8.24,г. |
|
|
|
|
|
|
|
Н еобходимое значение RBZ д:
R Bx д — Рг/2(с?э—d ) |
(8.99) |
обеспечивается выбором сопротивлений резисторов нагрузки детек тора.
8. Собственная емкость второго контура
|
|
2 |
Ст |
0,5СВХд. |
|
|
( 8. 100) |
2 |
4n2L 2f |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. Напряжения на диодах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
(г- Ш - . +- 1J |
для |
схем |
рис. |
8 .2 4 ,а, |
в, |
■ u0Kt |
I V+1X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
\ / 2ßm3 |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
+ /* ' ■f 1 ] |
для |
схем |
рис. |
8.24,(7, |
г; |
( 2/(1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(8. 101) |
для |
схем |
рис. |
8 .2 4 ,а , |
в, |
|
«о К, |
у 1 + /х |
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
( Щт3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
\1+Іх |
Одля |
схем |
рис. |
8.24,6', |
г, |
|
Где К х — комплексный |
коэффициент |
усиления кйСкада по нйпфяжё- |
11ИЮ |
|
|
Кх |
(1 + |
(8. 102) |
/ * ) 2 + Р2 |
10. Напряжение на входе оконечного каскада УПЧ. Нормальная работа детектора обеспечивается, если амплитуда напряжения на
диодах составляет не |
менее |
150—300 мв. |
Для этого |
напряжение |
на входе оконечного каскада |
(в |
режиме несущей) должно |
быть не |
меньше |
|
|
|
|
|
|
|
|
яЭ |
0,Зн-0,6 |
1 /У 1 + |
Р2 |
для |
схем |
рис. 8.24,а, |
в, |
|
ь- |
\ / У 1 + |
/Пд Р2 |
для схем рис. 8.24,6', |
г. |
|
А о і |
|
|
11. Коэффициент модуляции преобразованного частотно-модули- |
рованного |
сигнала. Межкаскадная цепь преобразует частот но-моду- |
лированный сигнал в амплитудно-модулированный с коэффициентом модуляции [19]
[ V 1 + |
( * т + Р)2 - |
V 1 + (Хт-Р)2\ Ѵ \ + Р2 |
(8.103) |
|
2 У |
( \ + У - х т)*2 + |
4х2т |
|
где х т — обобщенная |
расстройка, соответствующая девиации частог- |
но-модулированного сигнала: |
|
|
|
|
_2А/макс |
Ф^м . |
|
|
|
^т |
äbf0 |
dof0 |
|
ф, FM— индекс |
частотной |
модуляции |
и максимальная |
модулирую |
щая частота. |
|
|
|
|
|
ГЛАВА 9 |
КАСКАД Ы УПЧ С КАБЕЛЬНЫМИ |
|
|
ПЕРЕХО Д АМ И |
9.1.ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Врадиоприемных устройствах специального назна чения УПЧ может быть разделен на две части: предва рительный усилитель и основной. Оба усилителя соеди няются коаксиальным кабелем. Схемы наиболее распро страненных каскадов УПЧ с кабельными переходами показаны на рис. 9.1 и 9.2.
Параметры схемы выбираются так, чтобы удовлетво рялись условия согласования, т. е. выходная проводи
мость последнего каскада предварительного усилителя g„bix и входная проводимость g BX первого каскада основ ного усилителя были равны волновой проводимости ка беля gф.
Кроме того, реактивные составляющие выходной про водимости последнего каскада предварительного усили теля (&вых) и входной проводимости первого каскада основного усилителя (Ьвх) должны быть достаточно ма лы на частотах, соответствующих краям полосы пропу скания с тем, чтобы степень рассогласования на этих частотах не превышала допустимой.
Для удовлетворения условиям согласования колеба тельные контуры в схемах рис. 9.1,а, б, в и 9.2,а, б на страиваются на номинальную промежуточную частоту. Полоса пропускания контуров выбирается так, чтобы на
частотах, соответствующих границам |
полосы пропуска |
ния / і , 2 = / о+ П п /2 , |
коэффициент бегущей волны в фидере |
|
Кб= (1—h)!( \ +h), |
ё В Ы Х + і ьвых) I |
I (ё ф |
ёвы х jbвых)/(ёФ + |
для |
схем |
рис. 9.1, |
|
где h = |
ёвХ |
/^ в х )/(ё ф ~I"" gBX“Н jbBX)1 |
I (ё ф |
для |
схем |
рис. 9.2 |
|
был не меньше минимально допустимого значения Кбт- Степень расширения полосы пропускания, обусловленная
Рис. 9.1. Схемы выходных каскадов предварительных УПЧ:
а — с параллельным подключением |
фидера к контуру; 6 — с последовательным |
включением фидера в контур при |
индуктивном выходе; в — с последователь |
ным включением фидера в контур |
при емкостном выходе; г — с повторите |
лем (катодный или эмиттерный).
|
|
|
|
|
|
Рис. |
9.2. |
Схемы |
входных |
каскадов |
|
|
основных У П Ч : |
|
а — с |
параллельным |
подключением фидера |
к контуру; |
б — с |
компенсирующей индуктив |
ностью; |
в — с |
резисторным |
входом. |
