Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Входные цепи дециметрового диапазона





 

В дециметровом диапазоне волн применяются коаксиальные и полосковые резонансные линии. В большинстве схем входных цепей приемников встречаются параллельные резонансные контуры.

Поэтому основными типами контуров являются четвертьволно­вый отрезок замкнутой или полуволновый отрезок разомкнутой линии. Входное сопротивление таких линий при настройке в резонанс имеет большую величину и является чисто активным. При расстройке в ту или другую сторону от резонанса входное сопро­тивление уменьшается и приобретает емкостной или индуктивный характер. Как известно, именно так изменяется вблизи резонанс­ной частоты полное сопротивление параллельного колебательного контура.

Резонансные линии, работающие в качестве колебательного контура, обладают высокой добротностью, величина которой может доходить до нескольких тысяч, причем с повышением частоты доб­ротность увеличивается.

Для уменьшения габаритных размеров высокочастотных бло­ков геометрическая длина линии выбирается меньшей, чем электри­ческая, определяемая длиной волны принимаемого сигнала. Для удлинения линии к ее концу подключается конденсатор, предназ­наченный для перестройки контура по диапазону, или совокуп­ность переменного и подстроенного конденсаторов (см. рисунок 8, а). Пе­рестройка контура может также осуществляться (см. рисунок 8, б) за счет перемещения короткозамыкающего плунжера из положения 1(f 0 = f 0 max) в положение 2 (f0 = f0 min). Практическая реализа­ция этого метода перестройки сопряжена с трудностями создания долговечного и надежного трущегося контакта плунжера с коакси­альной линией. Короткозамкнутый плунжер можно создать элек­трическим путем, используя переменный конденсатор Ск, подклю­ченный к концу укороченной полуволновой линии (см. рисунок 8, в). При минимальном значении его емкости Cкmin обеспечивается ре­жим короткого замыкания в точке 1. В этом положении (так же, как в схеме рисунок 8, б) резонансная частота контура максимальна (f 0 = f 0 max). Если же постепенно увеличивать емкость Ск, то точка эквивалентного короткого замыкания будет перемещаться вниз, достигая положения 2 при Ск max. В этом положении контур настроен на минимальную частоту диапазона f0 = f0 min.

 

Рисунок 8 – Схема входной цепи с перестройкой конденсатором переменной ем­кости (а), индуктивностью (б) и электрическим плунжером, образованным переменным конденсатором на конце полуволновой линии (в)

 

Контур с перестройкой конденсатором в конце полуволновой линии обладает некоторыми преимуществами перед контуром с пе­рестройкой конденсатором в начале четвертьволновой линии. Во-первых, при разных требованиях к коэффициенту перекрытия но диапазону k пд = f 0 max / f0 min в схеме рисунка 8, в требуется кон­денсатор с меньшей максимальной емкостью, а следовательно, и меньшими габаритами, чем в схеме рисунка 8, а. Во-вторых, в этой схеме конденсатор можно конструктивно расположить вдали от уси­лительного прибора, что существенно облегчает компоновку вход­ной цепи. В верхней части диапазона коэффициент передачи по на­пряжению и емкости конденсаторов настройки для линий обоих типов примерно одинаковы, но в нижней части диапазона полувол­новая линия имеет более высокий коэффициент передачи. Итак, полуволновые линии позволяют получить более качественные ха­рактеристики блока СВЧ в целом, однако иногда предпочтительнее применить четвертьволновые линии, так как это позволяет умень­шить габаритные размеры блока.

Функцию конденсатора переменной емкости может выполнять полупроводниковый прибор (например, варикап), емкость рп- перехода которого изменяется в зависимости от приложенного на­пряжения. Такой способ настройки называют электронным.

Связь контура входной цепи с антенной и с входом 1-го каскада приемника может осуществляться по трансформаторной, емкост­ной или автотрансформаторной схемам. При использовании сис­темы из двух связанных контуров для связи между ними исполь­зуют отверстия связи в экранирующей перегородке, которые в за­висимости от их расположения могут быть эквивалентны либо ин­дуктивной, либо емкостной связи.

На рисунке 9 схема входной цепи представляет собой полосовой фильтр, состоящий из двух контуров L1 Сп1 Ск~ и L2 Сп2 Ск~, в ко­торых L1 и L2 выполнены в виде четвертьволновых отрезков l1 и l2, несимметричных полосковых линий. Контуры размещены в экра­нированных камерах. Связь 1-го контура со 2-м осуществляется через щель в перегородке между камерами. Принимаемый сигнал через антенную петлю связи L свA поступает в 1-й контур. 2-й кон­тур включен в эмиттерную цепь усилителя радиочастоты через пет­лю связи LCB BX. Настройка входной цепи на частоту сигнала осу­ществляется конденсаторами переменной емкости СК~.

 

Рисунок 9 – Схема двухконтурной вход­ной цепи Рисунок 10 – Схема входной цепи, выпол­ненная на короткозамкнутом четверть­волновом отрезке линии

 

Во входной цепи, в которой колебательный контур образован короткозамкнутым четвертьволновым отрезком линии l и конден­саторами Ск~ и Сп (см. рисунок 10), антенный ввод подключается к контуру с помощью петли связи L свA. Эмиттерная цепь транзистора связана с входным контуром петлей связи LCB BX. Входная цепь перестраивается в заданном диапазоне частот конденсатором Ск~.

Расчет схем (см. рисунки 9, 10) следует вести для средней резонансной час­тоты диапазона

f0ср = (f0 min + f0 mах)/2, (52)

а затем проверить основные показатели на крайних частотах.

Вначале выбирают тип линии (коаксиальная или полосковая). Затем из конструктивных соображений выбирают размеры линии, материал подложки и по соответствующим формулам рассчитыва­ют волновое сопротивление линии W. Обычно волновое сопротивление принимают равным 50—100 Ом. Электрическую длину линии k0 l для средней частоты диапазона рассчитывают из ус­ловия k0 l = 2π = 40...60°.

Из условия настройки входной цепи в резонанс с частотой f0 рассчитывают емкость Са

С0 = 1/2 π f 0 W tg (k0 l). (53)

При этом

С0 = Ск~ + Сп + Св2х (54)

(см. рисунок 11), где Св2х = Свх—входная емкость 1-го каскада приемника, пересчитанная к входным зажимам линии (твх = Uвх/U — коэффициент трансформации).

 

Рисунок 11 – Эквивалентная схема одноконтурной входной цепи

 

Эквивалентная проводимость контура входной цепи на резонан­сной частоте равна

Gэкв = G0 + gA + gвх (55)

где G0 — резонансная проводимость ненагруженного контура, рас­считывается в зависимости от типа выбранного резонатора по со­ответствующим формулам;

= U1/U;

gA = 1/Ra.

Эквивалентное затухание контура определяется собственным затуханием контура и затуханиями, вносимыми в контур из ан­тенной цепи и со стороны 1-го каскада приемника:

dэ = d + dA + dBX = Gэ ρ (56)

где dA = ga ρ; dBX = gвх ρ; ρ = 1/ω0С0.

Коэффициент передачи входной цепи по напряжению на резонан­сной частоте равен

. (57)

Коэффициент трансформации, необходимый для согласования с источником сигнала (антенной), определяем по формуле

. (58)

 

Резонансный коэффициент передачи при согласовании

. (59)

Эквивалентное затухание контура при согласовании

dэс = 2ρ (G0 + gвх). (60)

Полоса пропускания одноконтурной входной цепи

П = dэf0. (61)

Избирательность по зеркальному каналу равна

Se3K. (62)

 

1. Найти характеристическое сопротивление контура ρ = 1/ω0С0.

2. Рассчитать эквивалентное затухание контура (61).

3. Рассчитать эквивалентную проводимость контура входной цепи (56).

4. Рассчитать коэффициент трансформации для заданной полосы пропускания в режиме согласования (60).

5. Рассчитать для согласования нагрузки с антенной.

6. Рассчитать коэффициент передачи входной цепи при согласовании (59).

7. Найти емкость подстроечного конденсатора (54).

8. Определить избирательность по зеркальному каналу (62).

 

На рисунок 12 сигнал поступает в широкополосный П-образный контур с параметрами L С С0, включенный в эмиттерную цепь тран­зистора УРЧ. Индуктивность контура L образована отрезком l полуволновой полосковой линии. Контур настроен на среднюю частоту принимаемого диапазона.

В эквивалентной схеме рассматриваемой входной цепи (см. рисунок 13) антенно-фидерная система заменена генератором тока I А с проводимостью gA. Параметры 1-го каскада приемника, пересчитанные ко входным зажимам линии, обозначены gвx и Свх. Входную цепь рассчитывают для средней частоты принимаемого ди­апазона (52). Пренебрегая собственными потерями в линии, для режима согласования необходимо выполнить следующее условие:

gвx sin 2 (kl) = gA sin 2 (l1– l) k (63)

где k = , a l и l1 — длины соответствующих участков линии, обозначенных на рисунке 13. Электрическую длину линии kl обычно выбирают в пределах 20...40°. Из этого условия определим длину l. Тогда для выполнения условия согласования (63) необ­ходимо, чтобы

. (64)

 

Рисунок 12 – Схема входной цепи с ши­рокополосным П-образным контуром

 

Волновое сопротивление линии W обычно выбирают равным 50...100 Ом, чтобы получить приемлемые размеры линии.

Чтобы настроить входную цепь на резонансную частоту f 0, сле­дует выполнить два условия:

1 / ω 00 + Свх) = W tg kl, 1/ ω0 С = W tg [k (l1–l)], (65)

с помощью которых можно рассчитать емкости конденсаторов С и С0.

Входная проводимость 1-го каскада, пересчитанная в последо­вательное сопротивление линии и отнесенная ко входным зажи­мам линии, равна

rвх = W2 gвx tg k l. (66)

 

 

Рисунок 13 – Эквивалентная схема входной цепи с широкополосным

П-образным контуром (см. рисунок 12)

 

В режиме согласования полное активное сопротивление линии с учетом потерь, вносимых из антенной цепи, будет в два раза боль­ше: rэ = 2rвх. Поэтому эквивалентное затухание контура входной цепи в режиме согласования

. (67)

Полоса пропускания контура входной цепи

П = dэf0. (68)

Ослабление по зеркальному каналу

Se3K ≈20 lg [ ]. (69)

Коэффициент передачи в режиме согласования

. (70)

Для снижения эквивалентного затухания контура входной цепи применяют неполное включение 1-го каскада ко входу линии (рисунок 14), при котором коэффициент трансформации равен

mвх ≈ Cl / (С1 + С2 + Свх). (71)

 

Рисунок 14 – Схема неполного включения 1-го каскада ко входу линии

 

В этом случае в формулах (63) — (66) gвx нужно заменить на . А в формуле (65) величину С0 + Свх — на С1 (Свх + С2)/ (С1 + С2 + Свх). При этом коэффициент передачи в режиме согласования

(72)

1. Определить среднюю частоту диапазона (52)

2. Выбрать электрическую длину отрезка линии (на частоте f 0ср). Электрическую длину линии обычно выбирают в пределах 20...40°. Тогда l=λ0/12 (при kl=30 °).

3. Для выполнения условия согласования рассчитать длину линии (64).

4. Из условия настройки контура в резонанс определить емкости конденсаторов (65).

5. Определить эквивалентное затухание контура входной цепи (67).

6. Найти полосу пропускания (68).

7. Определить ослабление помехи зеркального канала (69).

8. Определить емкость конденсатора С0 =(С0вх) – Свх.

9. Рассчитать коэффициент передачи входной цепи (70).


Date: 2015-12-12; view: 840; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.009 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию