§ 9-8]

Расчет каскада усиления радиочастоты для диапазонов

Резонансный усилитель радиочастоты

Схемы резонансного усилителя радиочастоты показаны на рис. 9-11.

Расчет схемы.

Расчет индуктивности и емкости контура см. на стр. 161.

Величина предельного устойчивого усиления для выбранной лампы в данном диапазоне

Ослабление приема по зеркальному каналу + 2/пр f

где S -

Спр

крутизна лампы, ма1в\ /макс - максимальная частота диапазона, Мгц;

проходная емкость (между анодом и сеткой) лампы, тр, с учетом распределенной емкости монтажа и панельки. Эта распределенная емкость равна 0,02 пф для ламп пальчикового типа и 0,01 пф для ламп металлической одно-цокольной серии.

где / - частота, на которую настроен приемник, Мгц;

/пр - промежуточная частота, Мгц.

Расчет следует производить для наиболее невыгодного случая, когда

/= /макс-

Ослабление приема сигнала с частотой, равной промежуточной,

пр L\

БКЗ.ВНЩ

БК7 Z5> -С'

±

1К1П г-X

nnpJ-

0,02

+гоа-заов

где / - частота, на которую настроен приемник.

Расчет следует производить для наиболее невыгодного случая, когда приемник настроен на частоту .диапазона, наиболее близкую к промежуточной.-

Постоянные сопротивления в цепях питания лампы рассчитываются по формуле

5н

где R - сопротивление, ком;

Ь.и - необходимое падение напряжения, е;

/ - ток соответствующей цепи лампы, ма. Мощность, рассеиваемая на сопротивлении (em).

Рис. 9-11, Схемы резонансного усилителя радиочастот, а - на сетевых лампах; б - на батарейных лампах.

Максимальная величина эквивалентного резонансного сопротивления контура (ком)

к = 6.28<31/макс-10-8,

где Q - добротность контура;

L - индуктивность катушки, мкгн.

Коэффициент трансформации, необходимый для устойчивой работы,

Коэффициент трансформации, необходимый для сохранения избирательности контура.

1 QO0R

= 0.5 Y-

Емкости конденсаторов берутся типовые, указанные на схемах.

Пример расчета. Дано: диапазон 150-415 кгц = = 0.15-0,415 Мгц; L = 2-103 мкгн; Q= 12, лампа 6КШ; S= 1,85 ма/в; Спр = 0,01 пф +

+ 0,02 =-0,03 пф;

= 250 е; /а = 6,7 ма; = 100 е; 4 = 2,7 ма; Ri = 450 ком; и^о = -3 е; напряжение источника анодного питания 300 е.

Определяем: .

/?к = 6,28-12-2 -103-0,415- Ю-з = 62,5 ком;

где Ri - внутреннее сопротивление лампы, ком.

Из величин m и П2 надо выбрать меньшую, которая обозначается п, причем если она превышает единицу, то для дальнейших расчетов надо принять п = 1. -,. При п = 1 анод усилительной лампы присоединяется к верхнему концу контура, а при п < 1 - к отводу от катушки L. Отвод должен быть выполнен так, чтобы между ним и нижним концом катушки было nw витков, где ш - общее число витков катушки L.

Усиление на частоте /макс

Kj. = SR. Усиление на частоте / н

/мин

1 =

1,85-62,5

= 0,63; = 0,5 ]/- = 1.34;

при /= 415 кгц при / = 150 кгц

62,-5 п = 0,63;

1= 1,85-62,5-0,63 = 73; 0.15

Ко= 73-

0,415

= 22,6;

г , /0,415 +2-0,465 при /=415 кеч аз=12(----

0,415

Кг = Ki

Опр

0.415 + 2-0,465

0.465 0,415 \

,415 0,465

= 2,6;

сопротивление в

анодной цепи 300 - 250

= 7,5 кож;

сопротивление в цепи экранирующей сети 300 - 100

. = 74 ком;

сопротивление в цепи катода 3

фильтров с двухвершинной резонансной кривой позволяет получить более высокую избирательность при прочих равных условиях, однако регулировка величины связи и настройка таких фильтров требуют наличия специальной аппаратуры. -При отсутствии ее следует использовать наиболее близкую к прямоугольной одновершинную резонансную кривую, соответствующую Р = 1. При наличии аппаратуры для наблюдения резонансных кривых выгоднее использовать д-зухвершинную кривую.

Выбрав кривую Р= 1, надо отыскать на ней точку, лежащую на уровне Qj, и прочитать соответствующее ей

6,7 + 2.7

= 0,32 ком= 320 ом;

на сопротивлении

рассеиваемая мощность в анодной цепи

(300 - 250)2

- 1000-7.5 -

рассеиваемая мощность на сопротивлении в цепи экранирукацей сети

(300 - 100)2

1000-74

= 0,56 вт;

рассеиваемая в цепи катода

мощность на сопротивлении

1 000-0,32

- = 0,028 вт.

9-9. РАСЧЕТ ФИЛЬТРОВ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ПРИЕМА НА ДЛИННЫХ, СРЕДНИХ И КОРОТКИХ ВОЛНАХ

Зададимся числом т фильтров промежуточной частоты. Один из них входит в анодную цепь преобразователя частоты, остальные - в каскады усиления промежуточной частоты. Поэтому число фильтров должно быть на единицу больше числа каскадов усиления промежуточной частоты.

Считая, что создаваемое всем усилителем промежуточной частоты ослабление приема на границе полосы пропускания равно (Si дб, определим ослабление, даваемое каждым фильтром, как

0,1 0.20,3 0,5

Рис. 9-12. Обобщенные резонансные кривые для расчета фильтров промежуточной частоты.

значение тура

Тогда расчетное значение добротности кон-

Qp = -

oi =

Будем вести расчет для наиболее употребительных -двухконтурных полосовых фильтров по обобщенным резонансным кривым (рис. 9-12), где на вертикальной оси отложена величина ослабления приема а (в децибелах), а на горизонтальной оси даны значения обобщенной расстройки:

где А/ - расстройка, кгц;

fnp - промежуточная частота, кгц; Q - добротность каждого из- контуров фильтра (контуры считаются одинаковыми). Кривые построены для разных значений величины

Р= kQ,

где k -коэффициент связи контуров.

При значениях Р < 1 резонансные кривые имеют одну, а при Р > 1 - две вершины. Применение полосовых

где Fe - верхняя граничная частота полосы пропускания.

Полученное значение Qp надо сопоставить с конструктивно осуществимой добротностью контура Q. Для контуров с катушками, намотанными одножильным проводом на картонных каркасах без сердечников,

Qk = 20--30;

для контуров с катушками из многожильного высокочастотного провода на улучшенных каркасах . с магнито-диэлектрическими сердечниками

Qk = 30 -f- 80;

для контуров, имеющих катушки с замкнутой магнитной системой из магнитодиэлектрика,

Qk = 80 - 200.

Если Qp < Qk. то в дальнейших расчетах следует считать Q = Qp. При этом должны быть приняты меры, чтобы фактическая добротность контура была снижена до величины Qp. В этом случае для дальнейших расчетов надо использовать выбранную кривую Р = 1.

§ 9-9]

Расчет фильтров промежуточной частоты для приема

Если Qp > Qk- то в дальнейших расчетах следует считать добротность контуров равной Q = Q. При этом необходимо выбрать другую кривую. Для этого определяют величину

1 = Q

и находят на графике точку с горизонтальной осью oj. лежащую на уровне дб. Кривая, проходящая через эту точку, и должна использоваться в дальнейших расчетах вместо первоначально выбранной кривой, имевшей Р = 1. Для дальнейших расчетов надо использовать значение р, указанное на этой новой кривой. Определим величину

2-10

2 = -,- Q.

Значение Рмакс= С^макс Для выбранной широкой кривой определяет наибольшее необходимое значение коэффициента связи k.

Если по конструктивным соображениям величина связи меняется не во всех фильтрах, то для определения наибольшей полосы пропускания следует построить суммарную резонансную кривую всех фильтров (как тех, у которых величина р увеличена, так и тех, у которых она осталась неизменной). Для этого надо сложить величины ослаблений а, даваемых разными фильтрами, определяя их для одинаковых значений а по кривым с соответствующими значениями р. Путем таких построений надо подобрать значение р для того фильтра, в котором меняется связь, с таким расчетом, чтобы общая резонанс-

где

Q - выбранная выше добротность контуров; /пр - промежуточная частота, кгц; цифра 10 - растройка, соответствующая соседней фиксированной частоте, кгц. По выбранной выше кривой определим соответствующее величине аг ослабление аа дб приема по соседней фиксированной частоте, даваемое одним фильтром. Полное ослабление, создаваемое всеми фильтрами, составляет таг дб. Эта величина приблизительно равна ослаблению приема по соседней фиксированной частоте для всего приемника. Она должна удовлетворять требованиям, указанным на стр. 155-157. Если ослабление таг недостаточно, то весь расчет фильтров надо произвести заново, задавшись большим числом фильтров т или используя двухвершинную резонансную кривую.

Расчет фильтров с двухвершинной резонансной кривой ведется в том же порядке, но, выбирая двухвершинную кривую, надо следить за тем, чтобы она при а =0 не

опускалась ниже уровня °рч = 2 дб -

неравномерность усиления, принятая для радиочастотного тракта. Наиболее выгодно начинать расчет именно с той

кривой, которая проходит при а = О на уровне

ft ±

Расчет фильтров промежуточной частоты приемника с переменной полосой пропускания производится следующим образом. Сначала фильтры рассчитываются изложенным выше способом на наименьшую верхнюю частоту полосы пропускания н„, при этом желательно выбрать одновершинную кривую с возможно меньшим значением р.

- Изменяя величину связи между контурами, можно добиться того, что общая резонансная кривая всех фильтров промежуточной частоты станет двухвершинной и опустится при а = О до уровня ог + арч дб. Это соответствует наиболее широкой достижимой полосе пропускания. Если такое изменение связи производится во всех фильтрах одновременно, то наиболее широкая полоса пропускания определяется путем выбора обобщенной резонансной кривой одного фильтра, проходящей. при

а = О на уровне определения величины

макс Д-я точки, лежащей на падающей части кривой на уровне - дб. По этой величине определяется наибольшая верхняя частота полосы пропускания:

с Имакс/пр

Б- макс - ~ 2Q-

где Q - добротность контуров фильтра, принятая при расчете на наименьшую полосу пропускания.

Рис. 9-13. Схемы двухконтурных фильтров промежуточной частоты с различной связью между контурами.

а - с индуктивной связью; б и е - с емкостной связью; г -с индуктивной связью и переменной полосой пропускания.

ная кривая была двухвершинной и при а = О проходила на уровне Ог + а^р дб.

Подобрав такую кривую, определяют значение макс, соответствующее точке, лежащей на падающей части этой кривой на уровне аг дб. По этому значению находят наибольшую полосу пропускания, пользуясь

соотношением F = шатф

ние р, принятое для фильтра с переменной связью, определяет, как и в предыдущем случае, максимальное значение коэффициента связи для этого фильтра.

Емкость С каждого контура выбирается в пределах 50-200 пф. При этом надо иметь в виду, что увеличение емкости повышает устойчивость работы усилителя, но уменьшает величину усиления, даваемого каждым каскадом промежуточной частоты.

Индуктивность каждой катушки (мкгн)

2,53-101

Наибольшее значе-

: дб.

где /пр - промежуточная частота, кгц.

При конструктивной величине добротности Qk, превышающей требуемую величину Q больше чем на 20-25%, каждый контур должен быть зашунтирован дополнительным сопротивлением (ком)

1 1

Если величина /?ш получается порядка 10 ком или более, то этого сопротивления можно не ставить.

Взаимоиндуктивность между катушками фильтра при индуктивной связи (рис. 9-13, а)

§

M = kL =

При использовании

С„ =kC =

емкостной Р

связи (рис. 9-13, б)