Визначення кількості контурів та їх еквівалентної добротності в тракті радіо частоти

1. Задаються орієнтованим числом одиночних контурів вхідного ланцюга і каскадів підсилювача радио частоти, що настроюються на частоту прийнятого сигналу і забезпечують, головним чином, вибірковість по дзеркальному каналу і на проміжній частоті .. Рекомендується розрахунок починати з числа одиночних контурів n_c = 1 (тільки вхідний ланцюг), але не більш n_c = 3.

2. Визначається максимально припустима добротність контурів Q_п, що забезпечує задане ослаблення на краях смуги пропущення:

(1.52)

де - нижня границя діапазону з запасом ;

П – смуга пропускання ;

n_c – кількість одиночних контурів ;

s_п – ослаблення на краях смуги тракту радіочастоти ;

3. Необхідна добротність контуров , що забезпечує задану вибірковість по дзеркальному каналу:

а) при застосуванні одноконтурного вхідного пристрою з антеною і каскадів підсилювача радио частоти із повним включенням одиночних контурів

,(1.53)

де (1.54)

n_с – число одиночних контурів ;

s_дз. – вибірковість по дзеркальному каналу, раз ;

- верхня границя діапазону з запасом , кГц ;

- верхня дзеркальна частота , кГц

3. Можлива еквівалентна конструктивна добротність контуру з урахуванням шунтуємої дії вхідного (чи вихідного) опору застосовуваного електронного приладу

(1.55)

де y - коефіцієнт шунтування контуру електронним пристроєм

Q_к – конструктивна добротність контуру

Орієнтовані значення величин y і Q_k відповідно наведені в таблиці 1.12 і 1.13. Рекомендується задаватися меншими значеннями коефіцієнта y, із наведених у табл. 1.14. При необхідності можна брати великі значення y, але не більше максимального, тому що це призведе до значного зниження коефіцієнта підсилення каскадів підсилювача радіочастоті чи коефіцієнта передачі вхідного ланцюга, особливо транзисторних приймачів.

5. На рисунку 1.18 наведені криві вибірковості тракту радіочастоти по дзеркальному каналу з розрахованими по наведеній вище методиці добротностями контурів Q_K [(1.52)] і Q_и [(1.53)].

ТАБЛИЦЯ 1.12

КОНСТРУКТИВНІ ДОБРОТНОСТІ КОНТУРІВ

Діапозон	Значення конструктивної добротності для контура
Без сердечника	С феритовим сердечником
ДХ СХ КХ УКХ	10÷50 40÷100 60÷150 100÷200	90÷140 110÷160 140÷190 100÷200

ТАБЛИЦЯ 1.13

КОЕФІЦІЄНТИ ШУНТУВАННЯ КОНТУРУ ЕЛЕКТРОННИМ ПРИЛАДОМ

Коефіцієнт шунтування	Електронний пристрій
Транзистор	Електронная лампа
Діапозон дх, сх, кх	Діапозони укх і свч
y	0,5÷0,8	0,8÷0,9	0,5÷0,8

Аналіз кривої Q_п (рисунок 1.18, варіант а) показує, що для забезпечення заданого ослаблення на краях смуги пропущення необхідно застосовувати контури з можливо меншою добротністю, що дорівнюєї Q_п (точка 1) чи менше Q_п (точка 5 при Q₁<Q_п), але тільки не більше Q_п (крапка 2 npnQ_ЄK>Q_п). Тоді ослаблення на краях смуги пропущення буде не

більше заданого.

З розгляду кривої Q_и (рисунок 1.18, варіант а) видно, що для забезпечення заданої вибірковості по дзеркальному каналу , необхідно застосувати контури з можливо більшою добротністю, що дорівнює Q_и (точка 3), чи більшої Q_и (точка 6 при Q_и <Q_ЄK), але тільки не меншої Q_и (точка 4 при Q₁<Q_и) При цьому вибірковість виходить не гірше заданої.

Таким чином, для одночасного забезпечення заданих вибірковості по дзеркальному каналу , (точка 3 рисунок 1.18а) і ослаблення на краях смуги пропущення (точка 1) необхідно для проектованого приймача вибрати еквівалентну добротність контурів Q_є, більше Q_и і менше Q_п (рисунок 1.18, варіант a).

У цьому випадку вийде ослаблення на краях смуги пропущення менше (точка 7), а вибірковість по дзеркальному каналу краще (точка 8) заданих (точки 1 і 3). Однак при цьому еквівалентну добротність Q_є не можна брати більше

Q_єк = y Q_к(рисунок 1.18а).

У процесі проектування можуть бути отримані різні варіанти результатів розрахунку по пп. 2 і 3:

а) Q_и≤ Q_п≤ Q_єк (рисунок 1.18, варіант а). У цьому випадку еквівалентну добротність контурів Q_є необхідно прийняти рівної чи небагато більше Q_и але не більше

Q_п (Q_и ≤ Q_є ≤ Q_п);

б) Q_и≤ Q_п≤ Q_п (рисунок 1.18, варіант б). У цьому випадку еквівалентну добротність контурів Q_є необхідно прийняти рівною чи трохи більшою Q_и , але не більше

Q_єк (Q_и ≤ Q_є ≤ Q_єк)

У варіантах а) і б) контури з прийнятими Q_є забезпечать одночасно задані ослаблення на краях смуги пропущення (точки 7 рисунок 1.18а, б) менше заданого (точка 1) і вибірковість по дзеркальному каналу (точки 8) краще заданої (точка 3). При цьому можна прийняти число контуров, рівне n_c(див. п. 1);

в) Q_єк < Q_и≤ Q_п (рисунок 1.18, варіант в). У цьому випадку необхідно застосувати контури з більш високою конструктивною добротністю Q_k чи задатися більшою величиною коефіцієнта y (див.п. 4), щоб забезпечити Q_єк > Q_и. Тоді при новій конструктивній еквівалентній добротності контурів Q_єк виходять варіанти а) чи б), що і треба застосовувати при подальшому розрахунку;

г) якщо неможливо практично здійснити умову Q_єк ≥ Q_и (мал. 2.21, варіант г), то вибірковість по дзеркальному каналу (точка 5) виходить менше заданої (точка 3);

Д) Q_п < Q_и≤ Q_єк (рисунок 1.18, варіант д). У цьому варіанті при виконанні вимог по ослабленню на краях смуги пропущення (Q_п=Q_є точка 2) вибірковість по, дзеркальному каналу (точка б) виходить менше заданої (точка 4). При виконанні вимог по вибірковості (Q_и=Q_є, точка 4) ослаблення на краях смуги пропущення (точка 9) виходить більше заданого (точка 2).

У варіантах г) і д) необхідно задатися великим числом контурів n_с (див. п.1) і повторити пп. 1—5 розрахунку чи застосувати у вхідному ланцюзі смуговий фільтр і

Рисунок 1.18. Криві вибірковості й ослаблення на краях смуги тракту радіочастоти, отримані в результаті розрахунку при: а) Q_и≤ Q_п≤ Q_єк; б) Q_и≤ Q_п≤ Q_п; в) Q_єк < Q_и≤ Q_п;

г) Q_єк ≥ Q_и; Д) Q_п < Q_и≤ Q_єк e) зміна Q_єк при перебудові контурів.

збільшення ослаблення на краях смуги (точка 11) у порівнянні з ослабленням на максимальній частоті (точка 12). При цьому необхідно стежити, щоб це ослаблення була не вище заданого (точка 1). Для забезпечення цього варто зробити обчислення еквівалентної добротності контурів на нижній частоті піддіапазону Q_{Є XB}: ;(1.51)

;(1.52)

(1.53)

(1.54)

де (тому, що ці опори майже рівні - (вихідний) опір електронного приладу відповідно на максимальній і мінімальній частотах піддіапазону.

- еквівалентна якість контуру наверхній частоті піддіапозону

Q_k– конструктивна добротність контуру

- еквівалентна якість контуру на нижній частоті піддіапозону

- мінімальна частота сигналу , МГц

- максимальна частота сигналу ,МГц

Якщо ≤ Q_п (рисунок 1.18е), то розрахунок зроблений правильно.

Якщо > Q_п то необхідно: вибрати електронний прилад і меншим відношенням

, вибрати меншу еквівалентну чи конструктивну Q_K добротність, зменшити перекриття підціапазону k_пд, збільшити число контурів (що дасть можливість зменшити ). Повторити пп. 1—7 розрахунку.

8.При проектуванні транзисторних приймачів, а також лампових у діапазонах укх і свч необхідно вибирати еквівалентну якість контурів якнайближче до <Q_и.У цьому випадку припустиме більше шунтування контурів (при однаковому Q_k) вхідним опором електронного приладу, що дозволяє збільшити зв'язок контуру з ним і забезпечити умову п. 7 Q_{є хв} <Q_п (рисунок 1.18 e).

Визначаю конструктивну еквівалентну добротність контуру

(1.56)

де y - коефіцієнт шунтування контуру електронним пристроєм

Q_к – конструктивна добротність контуру

Оскільки Q_и = 9,111<Q_екв. = 70 <Q_п = 187,35 , то вибираю Q_є з проміжку Q_и<Q_єк£Q_п.

Приймаю Q_є=Q_{є max}=40 число одиночних контурів n_с = 2 .

1.2.7.6 Приймаючи, що узгодження входу транзистора з контуром буде здійснюватися на максимальній частоті діапазону, визначаю еквівалентну

добротність контуру на нижній частоті діапазону

(1.57)

де - еквівалентна якість контуру на максимальній частоті

(1.58)

де Q_k– конструктивна добротність контуру

(1.59)

де тому, що ці опори майже рівні

- мінімальна частота сигналу , МГц

- максимальна частота сигналу ,МГц

(1.60)

Оскільки =50<Q_п = 187 , то розрахунок зроблений правильно і остаточно приймаю : n_c=2 , Q_{є max}= 40 ; Q_єmin = 50

9.Для крайніх крапок підціапазону , визначається: 1. При застосуванні одиночних контурів

а) допоміжні коефіцієнти :

; (1.61)

;(1.62)

;(1.63)

; (1.64)

; (1.65)

де - мінімальна частота сигналу , кГц ,

f_пр – проміжна частота, кГц ;

f_дз.max знаходжу за формулою (28) ;

П - смуга пропускання ,

- еквівалентна якість контуру на максимальній частоті ,

- еквівалентна якість контуру на мінімальній частоті ,

(1.66)

б) визначаю дзеркальні частоти

, (1.67)

де - мінімальна частота сигналу , кГц ,

f_пр – проміжна частота, кГц ;

f_дз.max знаходжу за формулою (28) :

(1.68)

в) визначаю вибірковість по сусідньому каналу :

на частоті 7,65 МГц

;(1.69)

на частоті 6,37 МГц

;(1.70)

г) визначаю ослаблення на краях смуги :

(1.71)

; (1.72)

< <

Вихідні дані виконані

д) визначаю вибірковість по дзеркальному каналу

; (1.73)

; (1.74)

де - максимальна частота сигналу , мГц ,

- мінімальна частота сигналу , МГц ,

- еквівалентна якість контуру на максимальній частоті ,

- еквівалентна якість контуру на мінімальній частоті ,

Оскільки > > ,

то розрахунок зроблений правильно.

е) визначаю вибірковість по проміжній частоті,

(1.75)

Оскільки > 30 дБ то розрахунок зроблений правильно.