Экспериментальные данные
В ходе экспериментального исследования диапазонной входной цепи в программной среде Qucs были получены АЧХ для различных видов связи с ненастроенной антенной. Измерения проводились на нижней, средней и верхней частотах рабочего диапазона. Резонансный коэффициент передачи K0 определяется как отношение выходного напряжения к ЭДС антенны. Полоса пропускания измерялась на уровне 0,707 от максимального значения.
Исследование проводилось на электрической принципиальной схеме, собранной в среде Qucs, рисунок 3.1
Рисунок 3.1 – Электрическая принципиальная схема входной цепи
Емкостная связь
Связь осуществлена через конденсатор C3 = 2 пФ. На рисунке 3.2 представлены АЧХ входной цепи при емкостной связи через конденсатор С3 для нижней, средней и верхней частот диапазона.
Рисунок 3.2 – АЧХ входной цепи емкостной связи С3
Используя формулы (1.1–1.7) были проведены расчеты, результаты которых приведены в таблице 3.1:
Таблица 3.1 – Результаты расчета при использовании емкостной связи С3
Частота |
fmin |
fср |
fmax |
F, кГц |
560 |
1100 |
1670 |
K0 |
0,367 |
0,785 |
1,21 |
ПВЦ, кГц |
12 |
40 |
80 |
КПf |
2,98 |
||
На рисунке 3.3 представлены АЧХ емкостной связи через конденсатор С4.
Рисунок 3.3 – АЧХ входной цепи емкостной связи через С4
Аналогично предыдущим, были проведены расчеты, результаты которых показаны в таблице 3.2:
Таблица 3.2 – Результаты расчета при использовании емкостной связи С4
Частота |
fmin |
fср |
fmax |
F, кГц |
549 |
1030 |
1450 |
K0 |
2,85 |
5,11 |
6,3 |
ПВЦ, кГц |
8 |
40 |
80 |
КПf |
2,64 |
||
Индуктивная связь
На рисунке 3.4 показаны АЧХ входной цепи при индуктивной связи через катушку L1 = 20 мкГн, что соответствует режиму укорочения.
Рисунок 3.4 – АЧХ входной цепи при индуктивной связи в режиме укорочения
Далее были проведены расчеты для индуктивной связи в режиме укорочения, результаты которых показаны в таблице 3.3:
Таблица 3.3 – Результаты расчета при использовании индуктивной связи в режиме укорочения
Частота |
fmin |
fср |
fmax |
F, кГц |
561 |
1110 |
1720 |
K0 |
2,63 |
5,38 |
6,98 |
КПf |
3,06 |
||
На рисунке 3.5 представлены АЧХ входной цепи при индуктивной связи через катушку L2, что соответствует режиму удлинения. Диапазон частот при этом сместился в область более низких частот.
Рисунок 3.5 – АЧХ входной цепи при индуктивной связи в режиме удлинения
Затем были проведены расчеты для индуктивной связи в режиме удлинения, результаты которых показаны в таблице 3.4:
Таблица 3.4 – Результаты расчета при использовании индуктивной связи в режиме удлинения
Частота |
fmin |
fср |
fmax |
F, кГц |
675 |
1310 |
2040 |
K0 |
6.46 |
5.47 |
3.92 |
КПf |
3.73 |
||
Резонансная частота антенной цепи, кГц |
281 |
||
На рисунке 3.6 показаны АЧХ входной цепи при комбинированной связи (одновременное использование ёмкостной и индуктивной связей).
Рисунок 3.6 – АЧХ входной цепи при комбинированной связи
Результаты вычислений для комбинированной связи представлены в таблице 3.5:
Таблица 3.5 – Результаты расчета при комбинированной связи
Частота |
fmin |
fср |
fmax |
F, кГц |
672 |
1220 |
1710 |
K0 |
6.27 |
6.88 |
6.96 |
КПf |
2.54 |
||
Резонансная частота антенной цепи, кГц |
257 |
||
По данным таблиц 3.1 – 3.5 был построен обобщенный график, на котором отображены резонансы всех типов связей. График показан на рисунке 3.7:
Рисунок 3.7 – Обобщенные АЧХ контуров
