3.4. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ВХОДНОЙ ЦЕПИ
Перед расчётом параметров входной цепи необходимо подвести некий промежуточный итог, который необходим для выбора корректной методики расчёта параметров ВЦ. Итак: в пункте 3.2 было установлено, что антенна приёмника является ненастроенной; в пункте 3.3 было установлено, что входная цепь является одноконтурной; как данность установлено: схема подключения ВЦ – это индуктивная связь с антенной и с транзистором. Также данностью является то, что контура в УРЧ повторяют контура ВЦ.
Отдельно стоит отметить, что входная цепь, в рамках проекта, является неперестраиваемой.
Схема ВЦ с индуктивной связью с антенной и индуктивной связью с транзистором представлена на рисунке 3.4.1.
Рисунок 3.4.1 – Схема ВЦ с индуктивной связью с антенной и индуктивной связью с транзистором
Выбранный способ подключения ВЦ обеспечивает работу в режиме удлинения, то есть резонансная частота антенны ниже, чем минимальная частота принимаемого диапазона.
Расчёт параметров ВЦ начинается с вычисления максимальной Cк_макс и минимальной Cк_мин ёмкостей переменного конденсатора настройки контура. Пусть минимальное значение ёмкости равно Cк_мин 10 pF , а начальная ёмкость контура C0 15 pF. Тогда максимальную ёмкость можно рассчитать по формуле:
2 |
|
2 |
|
(13) |
Cк_макс Kд |
Cк_мин+C0 Kд |
-1 . |
|
|
Численное значение равно:
Cк_макс=219 pF
Далее необходимо рассчитать максимально допустимую ёмкость входной цепи (формула (14)) и индуктивность контура ВЦ (формула (15)). Максимально допустимая ёмкость ВЦ равна:
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
Cсх |
Cк_макс-Kд |
Cк_мин |
, |
|
(14) |
|||||
|
|
|
2 |
- |
|
|
|
|||
|
|
Kд |
|
1 |
|
|
|
|
||
а индуктивность ВЦ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-4 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
L 253 10 |
|
|
|
Kд |
-1 |
|
. |
(15) |
||
|
2 CА_макс-CА_мин |
|||||||||
|
|
fмакс |
|
|
||||||
Численные значения рассчитанных величин следующие:
Cсх=15.113 pF,
L=401.196 μH.
Далее рассчитывается индуктивность катушки связи с антенной при заданном коэффициенте удлинения антенны kуд, который имеет значения от 1.2 до 2.
Пусть kуд 1.8. Тогда индуктивность катушки связи можно рассчитать по формуле (16), а её численное значение равно:
Lсв_А 253 10-4 |
kуд |
2 |
=1660.913 μH. |
(16) |
|
CА_мин fмин |
|
|
После этого необходимо определить коэффициент связи с антенной и коэффициент включения ВЦ ко входу УРЧ для получения требуемой селективности по зеркальному каналу. Для этого необходимо определить входные параметры УРЧ. В рамках проекта они будут следующими:
Rвх 200 Ω,
Cвх 115 pF,
где Rвх – эквивалентное входное сопротивление УРЧ; Cвх – эквивалентная входная ёмкость УРЧ.
Также стоит отметить, что эквивалентное собственное затухание контура равно d 0.005.
Далее рассчитывается вспомогательный коэффициент А по следующей формуле:
A |
L Lсв_А |
|
|
2 π fмин 2 Kд-1 |
|
|
|
. |
(17) |
||||||
Rвх RА |
|
1 -2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||
|
|
- |
-1 |
- |
|
|
-2 |
|
|
||||||
|
|
1 |
2 |
|
-Kд |
1 |
2 |
Kд |
2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
kуд |
|
|
|
|
kуд |
|
|
|
|
|
|
После высчитывается коэффициент mвх_зк |
по формуле (18): |
|
|
|
|
||||||||||||
|
- |
1 |
|
|
|
dэ-d 2 π fмин Rвх Lсв_А |
|
|
2 . |
|
|||||||
mвх_зк 1 |
2 |
|
|
|
|
|
+ 2 π f |
|
2 L L |
|
|
1- |
1 |
(18) |
|||
|
|
kуд |
|
A R |
А |
R |
вх |
мин |
св_А |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kуд |
|
|
|
И, в конечном итоге, определяется коэффициент связи с антенной по ЗК по формуле (19), а его численное значение равно:
kсв_А_зк mвх_зк A=0.644 . |
(19) |
|
Следующим шагом рассчитывается коэффициент связи с антенной, обеспечивающий допустимую расстройку контура ВЦ. При расчёте полагается, что антенна и входная ёмкость УРЧ вносят одинаковую расстройку, причём суммарная расстройка не превышает половины ширины полосы пропускания. Также предполагается, что при регулировке компенсируется среднее изменение индуктивности L, так что неспомпенсированным остаётся лишь влияние отклонений CА при
эксплуатации.
Для осуществления расчёта сперва необходимо вычислить максимальную fА_макс и минимальную fА_мин частоты работы антенны. Расчёт осуществляется
по следующим формулам:
fА_макс |
|
|
1 |
, |
(20) |
||
|
|
|
|||||
|
|
2 π Lсв_А CА_мин |
|
||||
fА_мин |
|
|
|
1 |
. |
(21) |
|
|
|
|
|
||||
|
2 π Lсв_А CА_макс |
|
|||||
Далее необходимо рассчитать вспомогательные коэффициенты |
XА_мин и |
||||||
XА_макс: |
|
|
|
|
|
|
|
XА_мин |
|
fмин |
, |
(22) |
|||
fА_макс |
|||||||
|
|
|
|
|
|||
XА_макс |
fмакс |
. |
(23) |
||||
fА_мин |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
После этого, по формуле (24) рассчитывается коэффициент связи с антенной, обеспечивающих допустимую расстройку:
|
|
2 |
|
|
|
2 |
- |
|
dэ |
|
|
kсв_А_f≤ |
XА_мин |
|
-1 |
XА_макс |
|
1 |
. |
(24) |
|||
|
|
|
2 |
-XА_мин |
2 |
|
|
||||
|
XА_макс |
|
|
|
|
|
|||||
Окончательный коэффициент связи с антенной выбирается исходя из следующих неравенств:
kсв_А≤kк, |
(25) |
|
kсв_А≤kсв_А_зк, |
||
|
||
kсв_А≤kсв_А_f, |
|
где kк – конструктивно выполнимый коэффициент связи, равный 0.5 – 0.6 для
катушек с универсальной намоткой и 0.4 – 0.5 для катушек с однослойной намоткой.
Численное значение kсв_А_f равно:
|
|
2 |
|
|
|
2 |
- |
|
dэ |
|
kсв_А_f |
XА_мин |
|
-1 |
XА_макс |
|
1 |
=0.074 . |
|||
|
|
|
2 |
-XА_мин |
2 |
|
|
|||
|
XА_макс |
|
|
|
|
|||||
Тогда неравенства (25) примут вид:
kсв_А≤0.45, kсв_А≤0.644, kсв_А≤0.074.
Коэффициент связи с антенной выбирается по меньшему значению, то есть он будет равен kсв_А 0.074.
Следующим шагом рассчитывается индуктивность связи, причём так, чтобы она образовывала контур с ёмкостью Cвх, настроенный на частоту
выше fмакс+2 fпр (верхней настройки гетеродина). Это условие описывается следующим образом:
Lсв_вх≤ |
|
1 |
|
|
|
, |
|
|
|
+2 f |
|
2 |
C |
|
|||
|
4 π2 f |
макс |
пр |
вх |
(26) |
|||
|
1 |
|
|
|
||||
Lсв_вх |
|
|
|
=34.249 μH. |
|
|||
|
|
|
|
|
||||
|
4 π2 fмакс+2 fпр 2 Cвх |
|
|
|
||||
Далее необходимо рассчитать коэффициент связи между катушками L и Lсв_вх, необходимый для получения коэффициента mвх_зк=0.009 . Он
рассчитывается по следующей формуле:
kсв_вх mвх_зк |
L =0.029 . |
(27) |
|
Lсв_вх |
|
После этого вычисляется ёмкость подстроечного конденсатора CП по формуле (29):
CП Cсх-mвх_зк2 Cвх, (29)
численное значение которого равно:
CП Cсх-mвх_зк2 Cвх=15.105 pF.
Последним шагом вычисляется коэффициент передачи ВЦ на граничных частотах принимаемой полосы частот по формуле (30) на левой границе диапазона и по формуле (31) на правой границе.
K0_ВЦ kсв_А mвх_зк |
L |
|
|
fмин |
2 |
|
(30) |
|
dэ |
÷ |
Lсв_А 1- |
kуд2 fср2 |
, |
||||
|
|
|
|
|
||||
K0_ВЦ kсв_А mвх_зк |
L |
|
|
fмакс |
2 |
|
(31) |
|
dэ |
÷ |
Lсв_А 1- |
kуд2 fср2 |
. |
||||
|
|
|
|
|
||||
Численные значения коэффициента передачи ВЦ равны:
K0_ВЦ kсв_А mвх_зк |
L |
|
|
|
fмин |
2 |
|
|
|
dэ |
÷ |
Lсв_А 1- |
kуд2 fср |
2 |
=0.05 , |
||||
|
|
|
|
|
|||||
K0_ВЦ kсв_А mвх_зк |
L |
|
|
|
fмакс |
2 |
|
|
|
dэ |
÷ |
Lсв_А 1- |
kуд2 fср2 |
=0.155 . |
|||||
|
|
|
|
||||||
