курсач / материалы / Проектирование радиоприемных устройств. Под ред. Сиверса А.П. 1976г

1

Методика расчета одноконтурной ВЦ диапазонного приемника с индуктивной связью с ненастроенной антенной (рис. 4.7)

Выбираем блок конденсаторов согласно рекомендациям, изло­ женным в гл. 1. Вычисляем Сс!1 согласно (4.2). Рассчитываем L по формуле (4.3). Находим индуктивность катушки связи с антенной

коэффициент удлинения антенны, с ростом которого падает коэф­ фициент передачи входной цепи, но растет его равномерность по диапазону; L измерено в микрогенри, f— в мегагерцах, С — в пи­ кофарадах.

Определяем коэффициент связи с антенной и коэффициент вклю­ чения входной цепи к входу УРЧ для получения требуемой Se3K (d8p) так, чтобы на fl} mln и /0 тах были равны суммы затуханий, вносимых антенной и входом УРЧ:

(4-15)

(4.16)

(4.17)

Вычисляем коэффициент связи с антенной, обеспечивающий до­ пустимую расстройку контура входной цепи. При этом полагаем, что антенна и входная емкость УРЧ вносят одинаковую расстрой­ ку, причем суммарная расстройка не превышает 0,5 П. Полагаем также, что при регулировке мы компенсируем среднее изменение L по диапазону. Тогда нескомпенсированным остается лишь влияние случайных отклонений Са при эксплуатации. Для этого берем

0,5—0,6 для катушек с универсальной намоткой и 0,4—0,5 для ка­ тушек с однослойной намоткой.

Выбираем индуктивность связи так, чтобы она совместно с ем­ костью Свх образовывала контур, настроенный на частоту выше /о max + 2 /п при верхней настройке гетеродина:

162

Вычисляем коэффициент связи между катушками L и LCB вх, необходимый для получения /нвх, определенного по формуле (4.16):

Проверяем избирательность по дополнительным каналам приК, ма теми же способами, что и для схемы рис. 4.5.

Проверять d3p min не нужно, ибо величина d8p min = dgp.

Пример 4.2. Требуется рассчитать входную цепь радиовещатель­

RBX — 200 Ом, Свх = 115 пФ; эквивалентное затухание контура входной цепи dap — 0,02; собственное затухание контура d — 0,011; параметры антенны CAmin.= 50 пФ; Сд'тах = 150 пФ; Ra =•

=405 Ом.

Расчет

Согласно § 4.1 выбираем индуктивную связь входного контура

сантенной и входом УРЧ.

1.Выбираем двухсекционный блок конденсаторов КПЕ-3 с па­

1

1,52

__________ (0,02—0,011) 2л-3,95-108-200-73-10~8___________

(1,08.405-200 4-4л2.3,952.1012-5,7-10-8-73 10-8 (1 —1/1 ,52)2

= 0,0775,.

^св а гк = 0,0775 1/ТЖ=0,0805.

6. Вычисляем (4.18)

/а max = 1 /2л V73-10*- -50-10-12 = 2,63 МГц; Хд тш = 3,95/2,63 =1,5;

/аrnm = 1 /2л 1/73.10-М50-10-1г= 1,52 МГц;' Хдтах = 7,4/1,52 = 4,87;

Ко ВЦ = 0,08-0,0775 /5/7/0,0,02 /73 (1 — 3,952/1,52-7,42) = 0,101.

Как видно, выбор /д = 1,5 дал достаточно хорошую равномер­ ность Ко вц по диапазону.

Методика расчета одноконтурной ВЦ диапазонного приемника с комбинированной связью с ненастроенной антенной (рис. 4.8)

Выбор блока конденсаторов, вычисление Сохи L выполняем так же, как для схемы рис. 4.5.

ние разброса параметров антенны на контур, а при уменьшении ее снижается коэффициент передачи входной цепи.

Вычисляем индуктивность катушки связи с антенной

164

Определяем (на верхней частоте поддиапазона) коэффициент

Рассчитываем коэффициент связи контура с антенной и емкость связи из условия допустимой расстройки контура антенной:

/гСв a Af < V2 (XДт1п-1) (XUax -1) dap/3 (Xlmax - XU). (4.29)

где ml = СсвА /СА.

Находим коэффициент передачи входной цепи на f0 т1п и/0 та1

■Ковц = твх [<и2АСсв А 4- бсв аУА/АсваД! —Zomin/^уд /о)]/4>р- (4.34)

Избирательность по дополнительным каналам приема прове­ ряется согласно рекомендациям, изложенным в гл. 1.

Обобщенная расстройка, соответствующая частоте дополнитель­ ного канала приема /дк, равна

165

= 465 кГц; параметры 1-го активного элемента приемника /?вх = 200 Ом; Свх = 115 пФ; эквивалентное затухание контура входной цепи dBp = 0,11; собственное затухание контура d = 0,01; параметры антенны: Са ш1п =50 пФ; СА max =150 пФ; /?д=505 Ом,

Расчет

Согласно § 4.1 выбираем комбинированную связь входного кон­ тура с антенной и индуктивную связь со входом УРЧ (рис. 4.8).

=190 мкГ.

4.Выбираем kyjl — 1,2 и Ссва = 10 пФ.

5. Определяем (4.24) LcbA = 2,53 • 104 • 1,22 / 0,52 • 50 =

=2920 мкГ.

6.Рассчитываем (4.25)

kCBA зк = 10-10-12 V 190-10_6-2920-10_в-4л2-5002-106(3,362—

—1)/[ 1/(1 — 1/1,22)— 1/(1 — 1/1,22-3,362)] = 0,351.

7.Вычисляем по (4.27), (4.28), (4.26):

dBHc = (505/2л • 1,68 • 10е • 190 - 10~в) НО/ (10 + 37 + 10)12= = 0,0077,

dBBL = 505 • 0,3512 / 2л • 1,68 • 10е • 2920 • 10~6 11—1/1,22 х

. х 3,3621 = 0,00214,

твх 8К = 1/(0,11—0,01 — 0,0077 — 0,00214) 200/2л х

~” х 1,68- 10е-190- 10~в = 0,094.

8. Определяем по (4.29) и (4.30)

fАтах = 1 /2л V2920-10-«-50-10-12 =

= 416 кГц; XAmin = 500/416 = 1,2;

Fa mm = 1 /2л V2920-10-e-150-10-12 = 240 кГц; . ХА max =1680/240 = 7;

fees АДГ < V2 (1,22-1) (72— 1) 0,11 /3 (72- 1,22) = 0,179;

Сев адг < 100-10-12 У(12 + 5) 0,11/3-100 = 7 пФ.

9. Сравниваем &сва < 0,4; йсвА < 0,351 и /?свА С 0,179. Вы­ бираем (4.31) ^сва = 0,179.

10.Находим (4.33) Сп = 37—5—10—0.0942 • 115 = 21 пФ.

11.Рассчитываем по (4,34):

ДЛЯ /0 тщ = 500 кГц

Яовц = 0,094 [4л2-5002- 10е-190- 10"в-10-” +

4- 0,1791/190/2920/(1 - 5002/1,22 - 5002)J/0,11 = 0,143;

166

для f0 шах = 1680 кГц

/Совц = 0,094 [4л2.1680?-106 1 90 1 0"e 10-”-f- 4-0,179 V190/2920/( 1 — 5002/1,22 ■ 16802)]/0,11 = 0,221.

Изменение коэффициента передачи по диапазону сравнитель­ но невелико (1,6 раза). Полной компенсации изменения коэффици­ ента передачи входной цепи получить не удалось. Это обусловлено тем, что выбранное значение ксвА оказалось меньше того, которое обеспечивает наименьшее изменение коэффициента передачи.

Методика расчета ВЦ с магнитной антенной (рис. 4.4)

Магнитная антенна конструктивно представляет собой ферри­ товый стержень (сердечник), на котором размещен каркас с намо­ танной на нем катушкой входного контура (рис. 4.9). Чаще всего

способов (см. расчет схем рис. 4.5, 4.7). Чаще всего используется индуктивная связь с помощью катушки связи.

Исходными данными для расчета являются: требуемая индук­ тивность контура магнитной антенны L (либо параметры элемента настройки, необходимые для ее расчета, который производится

Цепи, характеризующая избирательность приемника по дополни­ тельным каналам и частотные искажения в полосе пропускания.

Выбираем сердечник магнитной антенны. Ориентировочный вы­ бор ферритапо величине его начальной магнитной проницаемости р,0 в зависимости от рабочей частоты произведем по табл. 4.1. Окон­ чательно марку феррита уточняем по приложению 6.

Размеры сердечника выбираем из табл. 4.2, где указаны разме­ ры ферритовых стержней, выпускаемых в настоящее время про­ мышленностью. При этом следует иметь в виду, что эффективность антенны растет с увеличением отношения длины стержня к его ди­ аметру //d0 и площади сечения S стержня. Однако размеры стерж­ ня обычно ограничены из конструктивных соображений.

167

Находим отношение l/dQ для выбранного стержня. Из табл. 4.3 определяем значение действующей магнитной проницаемости это­ го стержня.

Таблица 4.3

Коэффициенты L', ть и рь, необходимые для расчета числа витков контурной катушки, определяем по графикам рис. 4.10, 4.11 и 4.12. При этом нужно учесть, что обычно длина намотки ка­ тушки составляет примерно 0,2 длины стержня, а смещение катуш­ ки относительно середины стержня (для обеспечения подстройки индуктивности перемещением катушки вдоль стержня) имеет вели-, чину порядка (0,2...0,3) /.

Диаметр намотки D, во избежание значительного увеличения собственной емкости катушки и диэлектрических потерь в феррите, должен быть примерно в 1,1 раза больше диаметра стержня d0,

168

для чего соответствующим образом выбирают диаметр каркаса. При этом коэффициент qi. « 0,82.

Конструктивное затухание ненагруженного контура магнитной антенны при этом можно принять d = 0,01. Коэффициент транс­ формации m выбираем либо из условий получения минимального коэффициента шума, либо из условий достижения необходимой избирательности входной цепи.

А

0,8

0,6

0,t

о, г

о 0,1 0,2 о,з o,it*li

Рис. 4.10. Зависимость Рис. 4.11. Зависимость Рис. 4.12. Зависимость

ных условий.

При расчете по минимуму коэффициента шума индуктивность

Здесь Гсв—индуктивность катушки связи, мкГ; Д ш1п—мини­ мальная частота диапазона, мГц; й«0,8...0,9— коэффициент свя­ зи между контурной катушкой и катушкой связи; 7?г опт— опти­ мальное сопротивление генератора, Ом, при котором достигается минимум коэффициента шума для выбранного транзистора, указы­ вается в справочнике; d — собственное затухание контура.

При расчете по заданной избирательности входной цепи индук­ тивность катушки связи

гается заданная избирательность входной цепи.

Число витков катушки связи рассчитываем по формуле

169

где шк и аусв, L и LCB— число витков и индуктивности контурной катушки и катушки связи соответственно; т — коэффициент транс­ формации.

Контурную катушку рекомендуется наматывать для длинно­ волнового диапазона проводом ПЭВ диаметром 0,1—0,12 мм (в не­

коротковолнового — проводом ПЭВ или медным посеребренным проводом диаметром 0,35—0,5 мм с шагом 1—2 мм. Катушку связи наматывают проводом ПЭЛШО диаметром 0,12—0,14 мм.

Действующую высоту магнитной антенны (в метрах) определя­ ем по формуле

нитная проницаемость сердечника; dap—эквивалентное затуха­ ние нагруженного контура антенны.

Напряженность поля, необходимая для создания на входе 1-го каскада напряжения необходимой величины, равна

Избирательность входной цепи с магнитной антенной по сосед­ нему и дополнительным каналам, полоса пропускания, коэффици­ ент передачи входной цепи, коэффициент шума 1-го каскада рас­ считываем так же, как для обычной одноконтурной входной цепи (без учета расстройки и затухания, вносимых подключением внеш­ ней антенны).

Пример 4.4. Требуется рассчитать входную цепь малогабарит

1-го каскада приемника Uвх mln = 50 мкВ. Эквивалентное затуха­ ние J-jp = 0,04. Входное сопротивление первого каскада 1000 Ом.

Расчет.

1. Руководствуясь указаниями гл. 1, выбираем блок конденса­ торов с Ск mln = 10 пФ и Ск max = 365 пФ.

2. Выбираем сердечник антенны. Согласно табл. 4.1 допусти­

—80 мм.

3.Вычисляем lldn — 80/8 = 10.

Из табл. 4.3 находим значение действующей магнитной прони­ цаемости рд = 63.

170

4. Рассчитываем из (4.3) требуемую индуктивность контура магнитной антенны L = 2,53 • 104 l(408/150)2—1] / (365—10) х X 4082 = 2940 мкГ.

Рассчитываем количество витков контурной катушки. Для этого

Индуктивность катушки связи определяем из условия обеспе­

Х0,13 = 56 вит.

Намотку контурной катушки осуществляем, согласно изложен­ ным ранее рекомендациям, проводом ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм, на­ мотку катушки связи — проводом ПЭЛШО диаметром 0,12 мм.

5. Находим действующую высоту антенны. Площадь одного витка намотки

S = лр2 = 3,14 • 0,0092 = 2,54 • 10~4 м2.

6. Определим напряженность поля, необходимую для создания на входе 1-го каскада приемника напряжения сигнала требуемой величины (4.40):

Е = 50/0,13 • 0,62 = 1060 мкВ/м.

Рассмотрим входную цепь приемника с настроенной антенной. При настроенных антеннах метровых волн обычно применяются одноконтурные входные цепи. В профессиональных приемниках Длинных, средних и коротких волн используются также и двухконтУрные входные цепи.

При выборе связи контура с антенной надо учитывать следую­ щее. При настроенных антеннах, параметры которых в эксплуата­ ции мало меняются, можно применять сильную связь контура с ан­ тенной. Это обеспечивает большой коэффициент передачи входной Цепи. Наибольший коэффициент передачи достигается при согласовании входной цепи с антенной,

171