Схема и расчет входной цепи

 

В диапазоне УКВ используются электрически настроенные (диполи) и ненастроенные штыревые телескопические антенны, и связь входного контура с антенной - трансформаторная или внешнеемкостная.

Приближенная эквивалентная схема штыревой антенны представляет собой ЭДС Еа, влюченный последовательно с емкостью Са, приведена на рис.3.

 

Рис.3 Приближенная эквивалентная схема штыревой антенны

 

Эквивалентная емкость штыревой антенны С_А имеет малую величину, порядка нескольких пикофарад. Емкость С_А зависит от длины штыря антенны приемника в может быть определена по следующей приближенной формуле:

 

С_А ≈ 10 ∙ l (17)

 

где l - длина штыря в метрах.

При отсутствии заземления корпуса приемника емкость штыревой антенны несколько увеличивается и в зависимости от размеров корпуса приемника может иметь значения от 3 до 10 пФ.

Действующая высота штыревой антенны приближенно равна длине штыря l, т.е. h_д ≈ l = 0,15 м. ЭДС Е_А равна [4]:

 

Е_А = Е * h_д ≈ Е * l = 3 ∙ 0,15 = 0,45, (18)

 

где Е - напряженность поля.

 

Рис.4 Эквивалентная схема штыревой антенны в диапазоне УКВ

 

Выполним расчет входной цепи с внешнеёмкостной связью по схеме:

 

Рис. 5 Схема входной цепи с внешнеемкостной связью с антенной и внутриемкостной связью с транзистором.

 

Для настройки контура входной цепи используем секцию блока конденсаторов.

Вычисляем максимально допустимую емкость входной цепи:

 

 (19)

 

где k_пд = f_omax / f_omin = 108/88 = 1,227 - коэффициент перекрытия поддиапазона;

С_кmах и C_kmin - максимальная и минимальная емкости выбранного блока конденсаторов, которые выбираются из следующих соображений.

Начальная емкость контура:

 

, где

 

С_L = 3.5 пФ - собственная емкость катушки контура,

С_м = 5.10 пФ - емкость монтажа,

С_п = 2.20 пФ - емкость подстроечного конденсатора,

С_вх - входная емкость транзистора следующего каскада,

С_вых - выходная емкость транзистора каскада,

р₁=1, р₂ = 0,3.0,5 - коэффициенты подключения транзисторов к контуру.

Обычно на коротких и метровых волнах С₀ = 5.10 пФ.

Пусть С_kmin = 4 пФ и выполняется условие

 

, тогда

 = 11,09 пФ

 

Таким образом, по формуле 19:

 

 

Определяем индуктивность контура по формуле [5, c.159]

 

 (20)

 

где L измерено в микрогенри; f - в мегагерцах и С - в пикофарадах.

 

ρ_к =2*π* f_о*L_к = 2∙π∙108 ∙10⁶∙0,155∙10^-6 = 105,13 Ом

 

Параметры антенны C_Аmax = 10 пФ и C_Аmin = 3 пФ, R_А = 300 Ом

Эквивалентное затухание контура входной цепи d_эр = 0,022, собственное затухание контура d=0.01 тогда находим наибольшую емкость связи с антенной С_свА∆f, при которой разброс емкости антенны вызывает допустимую расстройку входного контура приемника, полагая, что расстройки, обусловленные разбросом емкостей антенны и входа УРЧ, одинаковы [5]:

 

 (21)

 

Выбираем емкость связи из условия С_{св A} ≤ 0.89 пФ, Выбираем С_свА = 0,87 пФ.

Рассчитываем коэффициент включения контура ко входу УРЧ, при котором обеспечивается требуемая избирательность по зеркальному каналу:

 

 (22)

 

параметры 1-го активного элемента R_вх =1кОм и С_вх =15пФ (транзистор КТ368)

Рассчитываем емкость связи, необходимую для получения m_вхзк:

 

Ссв. вх ≥  (23)

Ссв. вх ≥ пФ

 

Определяем емкость подстроечного конденсатора:

 

 

Определяем коэффициент передачи входной цепи для крайних частот поддиапазона (f = 88 - 108МГц) по формуле

 

, (24)

где m_вх = (Ск+С_п +С_м) / (Ск+С_п +С_м + С_{св вх} +С_вх) (25)

 

Для нижней частоты:

 

 

Для верхней частоты диапазона по формулам 24 и 25:

 

 

Таким образом, сочетание внешнеемкостной связи с антенной и внутриёмкостной связи со входом УРЧ обеспечивает малое изменение коэффициента передачи входной цепи по диапазону.