Расчет узлов радиоприемных устройств - под ред. проф. Протопопова А.С. (563772), страница 2
Текст из файла (страница 2)
10 Рис. 2,1 П«аемнан антенна (А) в общем алучае может быть представлена В ВИДЕ ЭКВИВНЛЕНта в ПокаэаННОГО На РИО 2 е 1 на е аоатОИЩЕГО ИЗ ГЕНЕ ратора ЖС 4', внутреннего сопротивления Х„или генератора тоКа «4 вн Х' /2„С ВиутрЕННЕй ПрОВОДИМООтЬа 1'„= ~/~„(риа. 2.1,б). Здесь с4 = $ Е , где Ь~ - действующая высота л , е - напра.- неенооев поля в яеоев пнвеяв; внуявеввее 1вввонное) оовроеввле- (2.4) (2Л) (2.6) Риа. 2.3 Х2 ние Ж,, приемкой антенны аоатоит из поаледовательного ооединения ~„,Ю,, С„ (риа. 2.Х,в). На длинных и аредних волнах влиянием ~„ и й'„ можно пренебречь и иапользовать для раачетов упрощенный вариайт эквивалентной ахемн 4 (риа. 2.Х,г).
Такие антенны называют ненаатроеннмми. 8 диапазонах КБ и уКВ применяют антенны, наотроенные на ареднюю чаатоту диапазона, их эквивалентная схема предатавлена на риа. 2.Х,д. Номинальная мщноать сигнала, передаваемого антенной на вход приемника, определяетая формулой Р„~~ = Е„ /ФЖ = 1, /46. Обо иная э ал ея ахема о окон ной . Входные цепи различают по характеру авязи а л и по атруктуре избирательной аиатемы..Проатейшие одноконтурные Нц могут быть, приведены к обобщ~~~~й ахене о автотранаформаторной авязью а 4 и первым каокадом приемника (рно~ 2 2)е На ахеме введены обозначения: 1„=~,Я,; Х~ - аумма комплеканых оо~ротивлений А и элемента авязи; Ф вЂ” аобатвенная проводимооть контура; 6з», С „- активная и реактивная аоатьвляхщие входной проводимоотн йервого каакада приемника, Общее внраиение для коэ4фициента передачи имеет вид (2.Х) Х„'Фа«а „о' «р е „с ~ ««р гдето„=7„~Х, - аумма полного аопротизления антенны и элемента авнзи а айтенйой; Б„„йд а 6+6~ м (2.2) - эквивалентная проводимоать контура; й ««, лай 3=й ( — -~а« ° ~— - обобщенная рааатройиа,' и г эививэ„нентное затухание ° ~у» Р~щ * з» +м Юн„/И' р ~ - характериатичеакое ооцротивление, С „ Р-.с~~— ~ С'а +С+С„Ф л у и» коэфФициенты Включения.
я; ~ ~~4~ * "г " ~в~«» ' у~,у — эквив,алентная добротноать контура. ес ж На резонананой чаатоте а, ~„1 У„'! Ф л» Одноаигнальная избирательноать одиоконтуриой Ж или в логарифмнчеакнх единицах Ю ~~И-гО 1~~~, а8. Х,в~ Избирательноать преоелектора иэ в одинаковых контуроа 5 ГуИ - 10Ц И+ ~~ ), И~ Болоаа пропуакання по уровню 3 дВ: для одноионтурной Нц «)й Ь"»' .'для многоконтурной ЗЦ о, -~,й, ~ "Ю~ ~„",С - выходная емкость антенной цепи и входная емкость 1-го каакзда приемника; я,„е, - коэ44ациенты включении (трансформации) А и входа Е-го каакнда к контуру. При Ю ~ Е,З т 1,5 наатройку целесообразно проводить а цомацью поолвдоватвльного конденсатора С (на рка.
2.3,а,б показан пунктиром). Подстроечный конденсатор С„ используется в этом случае длн выравнивания начальных емкостей всех контуров радио- тракта. ВеличинуС, находят из выражения ~»»»» (2.16) ~",д ~)(Си<С С ь)'С Эквивалентная емкость Бй при податройке емкостью С Сж С'Сз ' при подстройке емкоатью С„„ С Са„ с - - — » —.е,. С~С Икдуктивноать контурной катушки (2.'ЕЭ) 3, Расчет входной цепи при трансформаторной связи ВЦ а антенной (ам. риа. 2.3,а). Эквивалентная схема показана на риа. 2.4,а. Рвзонананый коэффициент передачи зепиаываетая в виде "а- "~яю «~~ ~'- ол~ ~ ~ ~ (2.20) гдв Ю - коэ44иициент взнимоиндукцни; Ь„' = Ь ~А~, "-А~, - эквивалентная ищщктивнооть; Й„ - рвзонананая частота антейного-контура. Риа.
2.4 Наиболее часто ВЦ работает в режиме "удлинения", когда ,9 <й, .„и коэффициент передачи ВЦ почти постоянен в диапазоне рабочих частот. Обычно выбирают Й „в О,б + 0,7Й„,~,. При больших коэффициентах перекрытия диапазона (А >Е,5+2) в темниках на биполярных транзисторах коэ44ыциент передачи Вц будет мвнятьая в пределах диапазона за счет изменениями~„„С „тра,нзиотора 1-го каакяда» Козф4щцивнт связи Й, = — между контуреми 4 и % выбира»» ~~~ М етая из следующих соображений: рааатройка контура антенной цепью нв должна быть больше допуатимойй ~. (2.2Х) коэф$ицивнт связи нв должен превышать половины овоегв;значения при аоглааовании ®, сьс' (2.22) где 4, - затухание антенной цепи", коэффициент авязи не должен превышать конструктивно осуществимого значения.
Из найденных значений надо выбрать меньшее. Введя в формулу (2.18) коэффициент связи Ф,~, выражение для коэффициента передачи ВЦ можно переписать в виде: с$ ~ ~к Ю (2.23) "м"- ),'.Ж'~ Как следует иэ формулы (2.21), увеличить коэффициент передачи можно, увеличивая связь между катушками инлуктивноати. Чтобы при этом нв увеличивалась рааатройка ВИ, необхцдимо ввести компвн»» аацию на ареднвй частоте диапазона за ачвт увеличения 1„на И.: откуда (2.24) 2.З, тжЛИЦН ВАРЬИРУШХ Я«ННЫХ (2.26) заданное значение полосы пропуа»» М- э~4 сь к «-л «-В » / Тогда коэ44ициент связи можно увеличить до величины ю ~ ' Ф'- (2.2о ) е« Проводимость антенной цепи О, приближенно вычиаляетсн по Формуле л""М' 'М.
4, Расчет входной цепи. при внеянеемкоатной связи а антенной (ам рис» 2»3»б) ° Жмкоать конденсатора связи 4', должна удовлетворить неравенотву; ~м 4 '~ «-', м. Эквивалентнан схема показана на риа. 2,4,б. Применяют полное включение 4 к контуру % (««;= Х), поэтому в этой схеме нельзи обеспечить минимальное эатухайие конту~ж прн заданном коэф4ициенте передачи Ж„, или максимальный коэфрициент передачи БИ при заданном эквивалентном затухании контура. Выражение дли резонансного коэффициента передачи % имеет следующий вид: Таким образом, коэф4инщент % изменнетан пропорционально квадрату чаототы КоэфФициент передачи увеличивается также а ростом коэффициента трансформации «», но при этом увеличиваетан и эквивалентное затухание; поэтому существует оптимальное значение коэ4~рициента трансформации «э = «э п - ~976 (еали Ол = О), (2.Ж) ар«йс при котором о Ф '» иир1 М Если необходимо обеопечить канин й„,, то Определить «э; ««, К одноконтурной Н~, согласованной с антенной, для вариантов зэдания, помещенных в табл.
2.Х, если огре; ничений на полосу пропуакания не наклидываетая. Таблица 2.Х Определить характеристики одноконтурной ВЦ, аоглааованной а антенной„обеапечивавщей наибольшую избирательность. Исходные данные приведены в табл. 2.2. Т а б л и ц а 2.2 В«1<' « в! й<1» В '»- »!'! ' 1! ° =! ° 1!!1 В ' ° .' » - '-« ° .в В в 1 ! ! ° ! В 1 ° В ° В 1 юэ ~««1 ~~«1 1 вп«й~«~ - ° 1 ~, ° ю~ В; 1- й Ж» ° 1 « В : ,!.
° ',В! ..»В В= ° »« 1 В В< ° * ° 1 ° ' " ° ! '! ° ° . !!!!' В 1 >В В>! « '1 в' ' " ° В '.В 1 ° ! В >В«>В>,, ° °, 1«В; ° >>1 В ° ° „!... 1 ! ° . 1111. !» ' В -' < ° » ° ° ! «" ° "' ' ° 1" . ° В' "«>В В В ' ° !» 1»» < ° !" ° 1.. В ->;! - В ° В ° >: "" В" В . ° 1 В, ° " ! В ° ° ! » ° В . ° В « > " » ° " ° В В В В ° 1 1!1! 1 ' В « ° ' ° ° 1»»»» В, В' 11 " .
В< " В" *В ° 1,! ° В" >! >' В»1 В!» В' В"'ВВ В «1 В>1,- 'з ' ° В ! . 'ВВ < ! ' В В < ' ' « > 11>! "» В 1 В > ° » 1 1 В В ° ° ! В В ° ' ° В <В '-" ° ° '1 ° ' ' " «! ° ' В» 1 В! " >В ь 111> В. ' "' *В < ' «1В" ВВ В >ВВ» Вв ВО ВВВВ Ф ~!»ВВВВВВ* »>>> °, ! ° - ° . В! В "1<, ! " В В «В ° »В»» В' " В 1 ' ВВВ В> " " ° В ! в ° В>В" В "! В! °" В" ° ° ! В» В !' ° » ° '<1 В ° '!' В ° 1« или нагрузки а контуром: ~ — -(и -з' Я и .й Д Ъ~ Ьи~ 11 11о 2 $22 Я(П. "РД„) ЙФ Д -2Д Йа~ 1 ~ --(~ 'и 1~ прИ ~~.а ~~ "У2 Ц2 г) по формуле (3.13) рааачитываютк,у~, определив предварительно по (3.2) величину Р = 1/У „при 6„~- Ы„~' ° гв С„~; д) рассчитывают коэ$$ициент усиления РУ по формуле ~3.1).
Кали !» 4 л, то перехОдят к расчету параметров контура и аур~ ' Жали 4 >4 „и одновременно выполняются условия Ф Фут 1 Х л'ко гП„< 11„С лл мж у +Л5~ "1~к ~й„~ 1)„ ~Ы Мх то длн возможного выполнения условия л, ~Ф расачитываютая аул коэффициенты включения, обеспечиважщие согласование транзистора а контуром: 11 РМ) - 1 ~ И2 ~ И~2-ля~ ~ 11и1 лак По формулам (3.1) и (3,13) заново рассчитывают А; и С Воли условие М„ ~ Ф вае равно не выполняется, то коэ4йлщиенты включения рассчитывают следующим образом, задавшись предваритель- на величиной С~2'. Жоли величинае2„, >г при расчете по 13.16), то к выходному контуру следует подключить шунтирукщий резистор, проводимоать которого г ~6 -Д -Б и асо Ю ЮН Пг~ '62 ' е) расачитывнют фактическую полосу прапускания РУ А2 фЗ~М>~ и Э ' ~62=1н г~Э~~4 2 Э М2 тт 22' ге~ М~ При проектировании РУ в области высоких частот величина модуля проводимости Обратной связи1У 1 достаточнО велика, так что значение А' , вычисленное по формуле (3.13), окззываетая чрезвы- ОУФР ~ чайно малым.
В этом алучае полезно использовать активный элемент в виде каскадной схемы: двух транзисторов„включенных непосредственно друг на друга. У -параметры такого "составного" активного элементе могут быть рассчитаны так; где! У'! и! У"1- матрицы У -параметров первого и второго транзисторов в каакодной схеме„ь'„л" - определители этих матриц.
Порядок расчета Ру с .каскадной схемой аналогичен вышеприведенному с соответатвующей за- р меной У -параметрон транзиато- 4т' )~У' ра на У -параметры каскадного соединения транзисторов. Если иапользование кас- Ы~ кодлой схемы по каким-либо причинам нежелательно, то воз- можнО пОстроение РУ на условно Рис 3 2 (3.23) б-й.У„У„ с~ с ~.р,~ (3 2()) ~к«ж ~к«м Оа «,Р ~ ««к««к) " С3.26) (3.22) устойчииых траизиоторах с зключением стабилизирующего резистора последоиательно к коллекторнуш цепь транзистора (рис.
3.2). Величина этого резистора может быть ыыбрана из вырежения (1-4 ) ! У,г.Уя,1 (3.19) у Яе(у .дФ) сюдр 8ЮеЪ;, Юн'(' -Йн(У, .У,) а У -параметры транзистора с нклвченным стабилизирухщим резистором рассчитываются по следующим формулам: Жели резистор зыбран согласно условию (3.19), то РУ будет устойчив при любых нагрузках на его нходе н ныходе.
Тогда можно реализовать его коэ4$нциент усиления при любом согласовании, расчет которого праведен н и. 3, но цри етом требуется контролирснать Форму Ачх РУ. Коз4Фициент шума каскада на биполярном транзисторе прн настройке ихОдного контура на среднхз) частоту пОлосы пропускання л ~ + †, .«- 6~ 1е ~"'кЖ'Ь'.)1' 'х(А'-'б.) "ю("~м У'ь + '« ° У (~4 ~к«,«««) ~~ ° а ~м ' ~~ »- У ' 4~ 4 .а ~м ° л =6 у«т; д гИ (7-а()„. Х ' «с«1 г()' ю г(е' эм рм-~04 ~~~8' 4~~у) "~с.> к~.ук ~ у~(; при зедннной полосе пропускания первого контура О„„„в Режиме согласования ю м ~~и~ ~ " (~ +лР ~ ~ ~~ ~~ ь )Щр В режиме Оптимального раосогласованин по ми ент шума Ф 1«Л(ф„Р~ «л ~ )+,Г(у" +3 )~ 1 где ~„~~ 3~~ ~ ~~ 4~ гри этом коз4$ициенты нключензя выбираются следухщим образом: ~.,-~~'(, 4.~';„;;...
~Т~Т Коэцициент шума каскада РУ на полевом транзисторе, зклвченном по схеме с Обшим истокОм (ОИ), длн режима соглаоокания 8 ° где ам г 6,У! Ул,1 ' Фу 4 1,3 - относительные шумоные ~с ()«~ ° ~ «О температу(и затзора н стока, В режиме оптимального рассогласования - )' ЛЮ„(6„+~„ (3.25) / о„,+ю~ Коэффициенты включения рассчитываютоя цо выражениям „ооотнетствувщим этим режимам длн РУ на биполярном транзисторе. С возрастанием рабочей частоты (оныше ° ЗОО МГц) параметр У, транзистора заметно иозрастает и оказывает оильное нлиялие не только на устойчивость каскада РУ, но и на форму его АЧХ, что делает необходимым произзодить расчет РУ с учетом входного и выходного коитуроз, связанных через транзистор, описанный полной матрицей У -параметров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
