metodika (Устройства приёма-обработки сигналов УПОС)

Государственный комитет Российской федерации по высшему образованию

Санкт-Петербургский государственный технический университет

Радиофизический факультет

Кафедра радиотехники

СОПРЯЖЕНИЕ НАСТРОЕК ВХОДНЫХ И ГЕТЕРОДИННЫХ КОНТУРОВ

Методические указания к курсовому проектированию по курсу "Устройства приема и обработки сигналов"

Санкт-Петербург

1995

Составители: А.Ю.Дзевановская, С.Б.Макаров.

УДК 621.396.7

Сопряжение настроек гетеродинных и входных контуров усилитель­нопреобразовательного тракта: Методическое указание к курсовому проектированию. Санкт-Петербургский гос. техн. университет; Сост.

А.Ю.Дзевановская, С.Б.Макаров. С.Пб, 1995 .

Приводится описание программы расчета сопряжения настроек гете­родинных и входных контуров усилительно-преобразовательного тракта устройств приема и обработки сигналов. Даются варианты расчета для различных частотных диапазонов при использовании в качестве пе­рестраиваемого элемента конденсатора переменной емкости и варика­па. Предназначен для студентов специальности "Радиотехника", вы­полняющих курсовое проектирование по курсу: "Устройства приема и обработки сигналов", а также могут быть использованы в общетехни­ческих циклах подготовки бакалавров по направлению "Радиотехника".

Ил. Библиогр. Тираж 50 экз. Печатается по решению редакционно-из­дательского совета СанктПетербургского государственного техничес­кого университета.

1. ВВЕДЕНИЕ.

В супергетеродинных устройствах приема и обработки сигналов, рабо­тающих в широком диапазоне частот, необходимо согласование или соп­ряжение настройки частоты контуров преселектора на частоту сигнала fc и гетеродина - на частоту fг = fc + fпр, где fпр - промежуточная частота, блоком идентичных конденсаторов переменной емкости или ва­рикапов. Для получения различных резонансных частот этих контуров в контур гетеродина включаются добавочные постоянные конденсаторы.

На рис 1. показана обобщенная схема контуров входной цепи - LkC~ и гетеродина - LgC~ с добавочными конденсаторами C1,C2,C3. В такой схеме не удается точно выполнить условие настройки

fс0 = fс,

fпр = fг - fc,

где fс0 - резонансная частота входного контура, на всех частотах

диапазона. Обычно при пректировании точно выполняется лишь условие

fпр = fг - fc.

Расстройка входных контуров относительно частоты входного сигнала

df = fc - fс0 (1)

называется неточностью сопряжения.

Методические указания предназначены для выполнения на ПЭВМ расче­тов сопряжения настроек входных и гетеродинных контуров усилитель­нопреобразовательных трактов устройств приема и обработки сигналов.

Расчеты применимы для различных вариантов входных цепей, а также для различных вариантов регулировки частоты (с помощью блока пере­менных конденсаторов или с помощью варикапов).

2. РАСЧЕТ НЕТОЧНОСТИ СОПРЯЖЕНИЯ НАСТРОЕК КОНТУРОВ.

В соответствии с рис 1. полная емкость гетеродинного контура

Cг = C1 + C2*(C3+C~)/(C2+C3+C~). (2)

Частота гетеродина определяется выражением:

fг = 1/[2*pi*SQRT(Lг*Cг)], (3)

а величина емкости может быть определена через резонансную частоту

входного контура

C~ = 1/[SQR(2*pi*fс0)*Lk]. (4)

Выразим fг через значения Cг - (2) и C~ - (4)

fг = SQRT[m*(fс0*fс0+n)/(fс0*fс0+l)], (5)

где m = (C2+C3)/[4*pi*pi*(C1*C2+C1*C3+C2*C3)],

n = 1/[4*pi*pi*Lk*(C2+C3)],

l = (C1+C2)/[4*pi*pi*(C1*C2+C1*C3+C2*C3)].

Подставляя (5) в (1) и производя ряд преобразований, можно получить выражение для определения неточности сопряжения в виде:

df = [m*(fс0*fс0+n)-SQR(fс0-f)*(fс0*fс0+l)] /

[2*(fс0+f)*(fс0*fс0+l)]. (6)

Выражение (6) является полиномом 4-ой степени относительно f0 и, соответственно, имеет 4 корня. Анализ показывает, что один из корней является отрицательным и лежит за пределами рабочего диапазона час­тот. Три других корня определяют точки точного сопряжения в 3-х точ­ках диапазона.

В коротковолновом диапазоне достаточно осуществить сопряжение в 2-х точках. При этом схема контура гетеродина упрощается (рис.2).

ИСХОДНЫМИ ДАННЫМИ ПРИ РАСЧЕТЕ ЯВЛЯЮТСЯ: значения граничных частот диапазона - fmin,fmax, значение промежуточной частоты - fпр, значение индуктивности входного контура - Lk, емкость катушки - Cl и емкость монтажа - Cm, число точек точного сопряжения - Т;

а также вид входной цепи:

для ДВ и СВ диапазонов

1.- с внешней емкостной связью с антенной,

2.- с трансформаторной связью с антенной и внутренней емкостной с усилителем радиочастоты (УРЧ),

3.- с автотрансформаторной связью с антенной и внутрен­ней емкостной связью с УРЧ,

4.- с трансформаторной связью с антенной и УРЧ,

5.- с ферритовой антенной в качестве входного контура и внутренней емкостной связью с УРЧ,

для КВ и УКВ диапазонов

6.- с ферритовой антенной в качестве входного контура и трансформаторной связью с УРЧ, для КВ диапазона

7.- с внешней емкостной связью с антенной,

8.- с трансформаторной связью с антенной,

9.- с магнитной антенной в качестве входного контура.

ПРОГРАММА РАСЧЕТА - файл COPRGET.exe

Вспомогательные программы: GRAPHIC.com

CYRILLIC.com

4