Расчет одноконтурной входной цепи с комбинированной связью с антенной и трансформаторной связью с нагрузкой

Принципиальная схема рассчитываемой входной цепи приведена на рис.5.10.

Рис.5.10

Порядок расчета следующий.

Параметры контура входной цепи рассчитываем согласно рекомендациям подразд. 5.2.1.

Выбираем ёмкость связи  равной нескольким процентам от , обычно от 1 до 20 пф. При увеличении усиливается влияние разброса параметров антенны на контур, а при уменьшении её снижается коэффициент передачи входной цепи.

Вычисляем индуктивность катушки связи с антенной .

где – мкГн;  – пФ; f –МГц,

= 1,2 … 1,5.

Выбираем индуктивность связи  так, чтобы она совместно с входной ёмкостью УРЧ  образовывала контур, настроенный на частоту выше , при верхней настройке частоты гетеродина

Определяем параметры нагрузки согласно выражению (5.8).

5.2.6. Расчет одноконтурной входной цепи с внешнеемкостной связью с антенной и автотрансформаторной связью с
нагрузкой

Принципиальная схема рассчитываемой входной цепи приведена на рис.5.11.

Рис. 5.11

Порядок расчета следующий.

Параметры контура входной цепи рассчитываем согласно рекомендациям подразд. 5.2.1.

Определяем параметры нагрузки согласно выражению (5.8).

Определяем из условия допустимой расстройки входного контура при подключении антенны

Значение коэффициента включения транзистора в контур  можно найти из условия получения наибольшего коэффициента передачи входной цепи

,

где ‒ резонансное сопротивление контура на средней частоте диапазона .

dэ – эквивалентное затухание контура ВЦ, рассчитанное по формуле (4.19),

dо ‒ собственное затухание контура ВЦ.

Собственное затухание контуров в ДВ и CВ диапазонах обычно равно 0,008 – 0,01, а в КВ диапазоне – 0,01 – 0,02.

При невозможности обеспечить максимальный коэффициент передачи и учитывая слабое влияние антенны, коэффициент включения с нагрузкой определяют из условия допустимого расширения полосы пропускания

5.2.7. Расчет одноконтурной входной цепи с магнитной
антенной

Магнитная антенна конструктивно представляет собой ферритовый стержень (сердечник), на котором размещена катушка входного контура (рис. 5.12). Сердечник имеет в сечении круглую или прямоугольную форму.

Рис.5.12

На рис. 5.12 обозначено:

– длина стержня и его диаметр ;

– диаметр каркаса катушки;

– длина намотки контурной катушки, которая может быть смещена относительно центра стержня на расстояние a;

– длина намотки катушки связи, которая может быть смещена относительно контурной катушки на расстояние b.

Свойства прямоугольного стержня аналогичны свойствам круглого стержня с эквивалентным диаметром

где – соответственно, высота и ширина прямоугольника поперечного сечения стержня.

Далее в расчетах будем полагать, что используется круглый стержень.Связь катушки ферритовой антенны с первым каскадом приёмника может быть реализована одним из известных способов (рис. 5.4).

Исходными данными для расчета магнитной антенны являются те же параметры, что и для рассмотренных выше схем входных цепей. Расчет ведется в следующей последовательности.

1. Независимо от вида связи контурной катушки магнитной антенны с первым каскадом определяем параметры контура согласно рекомендациямподразд.5.2.1.

2. Выбираем сердечник магнитной антенны. Ориентировочный выбор феррита по величине его начальной магнитной проницаемости в зависимости от рабочей частоты производим из
табл.5.3.

Таблица5.3

Диапазон частот, мГц
Менее 0,5	2000 - 1000
0,5 – 2	1000 - 400
2 – 30	400 - 100
Более 30	50 - 10

3. Уточняем марку феррита по табл.П6.1 прил.6 или по табл.П.7.1 прил.7.

4. Размеры сердечника выбираем из табл.5.4, где указаны размеры ферритовых стержней.

Таблица 5.4

Диаметр  или сечение  стержня, мм	Длина стержня , мм
Ø8	80, 100, 125, 140, 160, 200
Ø10	200
	80, 100, 125
	100, 125

При выборе геометрических размеров стержня следует иметь в виду, что эффективность антенны растет с увеличением отношения длинны стержня к его диаметру и площади его сечения  Однако размеры стержня обычно ограничивают из конструктивных соображений.

5. Находим отношение  для выбранного стержня. По графику (рис.5.13) определяем значение действующей магнитной проницаемости стержня

Рис.5.13

6. Количество витков контурной катушки рассчитываем по формуле

,

где – коэффициент, зависящий от удлинения сердечника;

 – диаметр намотки, см;

– коэффициент, зависящий от отношения длины намотки к длине стержня ;

– коэффициент, учитывающий смещение центра катушки относительно средины стержня;

.

Коэффициенты определяем по графикам
(рис. 5.14, рис. 5.15 и рис. 5.16).

На рис. 5.14 приведена зависимость коэффициента пропорциональности  от отношения длины стержня к его диаметру.

Рис. 5.14

На рис. 5.15 приведена зависимость коэффициента пропорциональности  от относительной длины намотки катушки

Рис. 5.15

На рис. 5.16 приведена зависимость коэффициента пропорциональности  от относительного смешения катушки.

Рис. 5.16

При выборе конструкции катушки необходимо учесть, что обычно длина намотки катушки  составляет примерно 0,2 длины стержня, а смещение катушки относительно середины стержня имеет величину порядка , что необходимо для обеспечения настройки путем перемещения катушки по стержню.

Диаметр намотки , для получения малого значения собственной индуктивности, должен быть примерно в 1,1 раза больше диаметра стержня , при этом коэффициент .

Собственное затухание контуров в ДВ и CВ диапазонах обычно равно 0,008 – 0,01, а в КВ диапазоне – 0,01 – 0,02.

Контурную катушку рекомендуется наматывать для длинноволнового диапазона проводом ПЭВ, диаметром 0,1-0,12, в несколько слоев на каркас. Для средневолнового – литцендратом 6х0,06 или 9х0,07, в один слой виток к витку. Для коротковолнового – проводом ПЭВ или медным посеребренным диаметром 0,35 -0,5 мм с шагом 1 -2 мм. Катушку связи наматывают проводом диаметром 0,12 -0,14 мм.

5.2.8.Расчет входной цепи с двухконтурным полосовым
фильтром

Полосовой фильтр во входной цепи применяется в тех случаях, когда нужно получить высокую избирательность и одновременно хорошую равномерность коэффициента передачи в заданной полосе. Например, в радиовещательных приёмниках ДВ и СВ диапазонов возможно использование двухконтурных полосовых фильтров. Во входных цепях коротковолнового диапазона полосовыефильтры не используют, так как конструктивно выполнимые добротности контуров ограничены величиной порядка 100-200. При этом ширина полосы пропускания получается гораздо шире требуемой и выигрыш в избирательности не достигается.

Перестройка контуров по диапазону ведет к изменению параметров входной цепи. Чтобы эти параметры менялись не слишком резко, выбирают такую схему связи между контурами полосового фильтра, при которой с увеличением частоты коэффициент связи будет уменьшаться, а полоса пропускания остается почти неизменной. Для этого используют комбинированную связь между контурами – внутреннюю и внешнюю ёмкостную (рис. 5.17,а) или внутреннюю ёмкостную и трансформаторную (рис.5.17,б).

 

Рис. 5.17

Расчет входной цепи с двухконтурным полосовым фильтром проводят в следующей последовательности.

Определяем параметры контуров согласно методике, изложенной в подразд. 5.2.1, полагая, что контуры идентичны и, что каждый контур шунтируется только с одной стороны: первый – со стороны антенны, второй – со стороны нагрузки. Это значит, что приведенные ёмкости схемы первого и второго контура примерно равны:

Дальнейший расчет ведем, используя обобщенные резонансные кривые двухконтурного фильтра (рис.5.18).

В случае применения внешнеемкостной и внутриемкостной связи (рис.5.17,а) расчет продолжаем в следующей последовательности.

Определяем относительную расстройку на границе полосы пропускания фильтра для нижней частоты диапазона

где dэ – эквивалентное затухание контура ВЦ, рассчитанное по формуле (4.19).

Из графиков обобщенных резонансных кривых (рис. 5.18) выбираем кривую с неравномерностью  в полосе пропускания входной цепи, что обычно соответствует параметру связи и определяем коэффициент связи между контурами

Задаемся величиной  и определяем величину ёмкости

 

Рис. 5.18