2.1 Электрический расчет преселектора

При расчете структурной схемы было определено, что преселектор представляет собой двухконт} рную входную цепь (n=2).

Для определения номиналов элементов контура следует определить метод и элементы его настройки. Наиболее удобной является емкостная перестройка, поскольку с ее помощью проще получить большую скорость перестройки при более простой конструктивной реализации, а так же более простое сопряжения нескольких перестраиваемых контуров. Т.к. в задании не указан способ перестройки (дискретный или плавный), то с целью удешевления конструкции, повышение надежности выберем плавную настройку. Настройку будем производить электронным способом.

Важнейшими преимуществами этого способа является:

• высокая скорость перестройки;

• легкость перестройки (путем изменения управляющего напряжения);

- малые габариты устройства.

В качестве элемента перестройки, удовлетворяющего данному способу перестройки, выберем варикап.

Для заданного перекрытия по диапазону требуемый

коэффициент перекрытия по емкости не менее ,что вполне

возможно при использовании варикапа.

Кроме того этот элемент отличается высокой добротностью, сравнительно малым температурным коэффициентом. Параметры варикапа мало зависят от частоты, вибрации, требуется малая мощность источника управляющего напряжения.

Выберем в качестве элемента настройки варикап КВ119А. График зависимости его емкости от обратного напряжения изображен в приложении В.

Этот варикап отличается приемлемыми схемотехническими, массогабаритными, стоимостными параметрами. При подключении варикапа в схему учтем следующее: необходимо учитывать нелинейность емкости варикапа при больших уровнях переменного напряжения, что может привести к нелинейному взаимодействию между полезным сигналом и шумами и к потере избирательности колебательным контуром. Для ослабления влияния нелинейности характеристик варикапа применим схему встречно - последовательного включения варикапа в контур.

Исходными данными для расчета ВЦ являются: ,эквивалентные параметры антенны, эквивалентные емкости контура на крайних частотах диапазона, эквивалентная добротность, величина промежуточной частоты, ширина полосы пропускания.

ВЦ представляет собой двухконтурную избирательную цепь.

Для связи ВЦ с антенной применим внешнеемкостную связь. Этот способ связи легко выполним конструктивно и позволяет получить значительный коэффициент передачи. При выборе достаточно малой величины емкости связи (С_Св=6 пФ) влияние антенны в такой схеме мало сказывается на избирательности и настройке контура.

Проверим перекрытие диапазона:

Предельные значения емкости варикапа: =130 пФ, =50 пФ.

>0

следовательно данный варикап способен перекрывать весь заданный

частотный диапазон / 1 / .

Действительная емкость схемы определяется:

где - паразитная емкость монтажа;

- межвитковая емкость катушки индуктивности.

Определим добавочную емкость контура:

Определим эквивалентную емкость контура:

Определим индуктивность катушки контура:

Определим собственную добротность контура:

Определение потерь контура (сопротивление для конструирования катушки) :

=1,5 Ом

где - характеристическое сопротивления контура.

Определим граничные значения емкости варикапа соответствующей заданной индуктивности контура и граничным значениям частотного диапазона.

Диапазон изменения емкости: = 80пФ .

При встречно-последовательном включении суммарная емкость двух варикапов с емкостями иопределится по формуле:

если =, то

Таким образом для обеспечения диапазона изменение емкости в 80 пФ при таком включении каждый из варикапов должен обеспечить диапазон 2*80 пФ=160 пФ. Как видно из приложения В варикап КВ119А обеспечивает такое изменение емкости.

Переменная емкость контура, создаваемая варикапом, С связана с управляющим напряжением U соотношением:

где ,

- контактная разность потенциалов, равная 0,80,9 В длякремниевых варикапов;

Сн - емкость варикапа при номинальном управляющим напряжении 11н; - емкость при напряжении U;

Величина начальной емкости определяется формулой:

Входящая в эти выражения величина Умакс не должна превышатьпредельно допустимого напряжения, для выбранного варикапа равно 9 В. Напряжения смещения подается на варикапы через делитель напряжения ,и высокоомныи резистор, который при данной схеме включении

24

слабо шунтирует контур ВЦ, что положительно сказывается на ее избирательности. Параметры элементов обоих контуров ВЦ одинаковы.

Управляющее напряжение подается через делитель напряжения , и высокоомный резистор . Резисторявляется переменным, длянастройки контуров на резонансную частоту. Для перекрытия всего частотного диапазона управляющее напряжение на варикапы подается в пределах от 0,5 В до 9 В. Связь контуров ВЦ осуществляется через разделительную емкость. Связь с последующими блоками (ИМС К174ХА10), согласно типовой схеме включения микросхемы К174ХА10 /6/, осуществляется с помощью трансформатора.

С помощью пакета программ ОгСАВ 9.1, который предназначен для моделирования и исследования электрических схем, будут исследованы характеристики преселектора и уточнены номиналы элементов схемы.