4. Указания по расчету входных устройств на персональном компьютере
4.1. Программное обеспечение
Описываемое ниже программное обеспечение позволяет выполнить расчеты:
- входного устройства, работающего с внешней короткой антенной, при внешнеемкостной или трансформаторной связи колебательного контура с антенной и при трансформаторной связи контура с первым активным элементом (КВ и УКВ диапазоны);
- двухдиапазонного входного устройства с магнитной антенной при трансформаторной связи колебательного контура с первым активным элементом (ДВ и СВ диапазоны).
Программы составлены на основе методик, изложенных в [10].
Программное обеспечение написано на языке Turbo Pascal и сгруппировано в каталоге INP_CIR, который должен находиться в корневом каталоге диска. В каталоге INP_CIR содержатся откомпилированные файлы:
- in_c_ex.exe - расчет входного устройства с внешней антенной;
- in_c_ma.exe - расчет входного устройства с магнитной антенной,
а также подкаталоги TOOLS и RESULT.
В подкаталоге TOOLS находятся файлы in_c_ex.pas и in_c_ma.pas, с которыми можно работать в среде Turbo Pascal. Наличие этих файлов позволяет пользователям вносить изменения и усовершенствования в программы. Перед внесением изменений необходимо сделать копии файлов in_c_ex.pas и in_c_ma.pas с другими именами и вносить изменения только в них.
В подкаталог RESULT записываются текстовые файлы результатов расчета входных устройств, формируемые компьютером при выполнении программ in_c_ex и in_c_ma. Каждому файлу результатов пользователь присваивает оригинальное имя (по принятым в DOS правилам) без расширения. Если пользователь задает имя уже имеющегося в подкаталоге RESULT файла, то компьютер предлагает ввести другое имя. Программы автоматически присваивают файлам результатов расширение “res”. Файлы результатов могут быть просмотрены и распечатаны с помощью любого текстового редактора. При работе с оболочками типа Norton Commander для просмотра файла результатов (как и любого текстового файла) достаточно нажать клавишу F3.
Работа с программами начинается с запуска исполняемых файлов in_c_ex.exe или in_c_ma.exe и проводится в диалоговом режиме: компьютер выводит на экран дисплея приглашения, вопросы, подсказки, а пользователь выполняет требуемые действия. Выполнение программ при необходимости может быть прервано нажатием клавиш Ctrl+Break.
Исходными данными для расчета входных устройств являются:
- указанные в ТЗ значения минимальной и максимальной частот диапазона f0 МИН и f0 МАКС,
- минимальная емкость настройки КПЕ или варикапа СН МИН,
- максимальная емкость настройки CН МАКС,
- входная проводимость АП1 gВХ,
- входная емкость АП1 CВХ,
- минимальное значение коэффициента шума АП1 KШ МИН,
- оптимальная по шумам проводимость генератора gГ ОПТ.
Для входных устройств с внешней антенной исходными данными являются также параметры антенны:
- средняя емкость антенны CА СР,
- максимальное возможное изменение емкости антенны DCА.
4.2. Расчет входных устройств с внешней короткой антенной
Одноконтурные входные устройства для работы с внешней короткой (в частности штыревой) антенной рекомендуется строить по одной из схем представленных на рис.4.1 - 4.4. В первых двух схемах связь колебательного контура с антенной внешнеемкостная, в двух других - трансформаторная в режиме удлинения. Связь контура с АП1 во всех четырех схемах трансформаторная.
Схемы рис.4.2 и 4.4 отличаются наличием последовательного растягивающего конденсатора C2. Их следует использовать, если коэффициент перекрытия по частоте KД < 1.6...1.8.
Схемы с внешнеемкостной связью колебательного контура с антенной (рис.4.1 и 4.2) значительно проще схем с трансформаторной связью (рис.4.3 и 4.4), однако обладают существенной большей неравномерностью коэффициента передачи в пределах диапазона перестройки. Схемы с трансформаторной связью с антенной в режиме удлинения обеспечивают большее ослабление зеркального канала и помех от телевизионных передатчиков, но при значениях емкости удлинительного конденсатора СУД более 50 пФ может оказаться невозможной реализация высокой чувствительности приемника.
Рис.4.1
Рис.4.2
Рис.4.3
Рис.4.4
Трансформаторная связь колебательного контура с АП1 представляет опасность возникновения паразитных резонансов во входной цепи АП1. Если в результате расчета будет получено значение коэффициента включения р1 > 0.3...0.4, то лучше использовать автотрансформаторную связь контура с АП1.
На схемах обозначены :
СА - емкость антенны, СА = СА СР + DСА,
СВХ ПР - емкость антенного входа приемника относительно корпуса,
С/ - конденсатор, через который осуществляется внешнеемкостная связь контура с антенной,
СL - собственная емкость катушки индуктивности,
СM - емкость монтажа,
СП - подстроечный конденсатор,
СН - элемент настройки (КПЕ или варикап),
С2 и СД1 - дополнительные растягивающие конденсаторы,
LК - индуктивность катушки контура,
LАК - индуктивность катушки связи с антенной,
LКТ - индуктивность катушки связи с АП1.
Расчет ВхУ состоит из двух частей. На первом этапе производится выбор и расчет параметров колебательного контура и элементов его связи с антенной и активным прибором. На втором этапе производится расчет результирующих характеристик входного устройства.
В пояснительной записке должны быть приведены :
- исходные данные для расчета,
- принципиальная схема выбранного ВхУ, обоснование ее выбора и значения всех элементов принципиальной схемы,
- результаты расчета параметров колебательного контура,
- результаты расчета параметров входного устройства на всех расчетных частотах,
- поверочный расчет на одной из частот диапазона.
4.3. Расчет двухдиапазонного входного устройства с магнитной антенной
Входное устройство предназначено для работы в диапазонах ДВ и СВ. Эквивалентная схема входного устройства для любого из диапазонов приведена на рис.4.5, где LК - катушка индуктивности контура входного устройства, которая намотана на ферритовый стержень и являет собою одновременно и магнитную антенну (МА). LКТ - катушка связи контура с АП1, намотанная на тот же ферритовый стержень. Остальные элементы схемы аналогичны элементам схем рис.4.1 - 4.4.
Всего на стержне располагаются четыре однослойные катушки : две основные контурные LДВ и LСВ и две катушки связи LКТ ДВ и LКТ СВ.
Рис.4.5
На рис.4.6 показана коммутация катушек и элемента настройки при работе приемника в диапазоне СВ (рис.4.6.а) и диапазоне ДВ (рис.4.6.б).
Рис.4.6
При работе в диапазоне СВ (рис.4.6а) катушка LСВ является катушкой колебательного контура. Катушка LДВ должна быть при этом замкнута накоротко во избежание паразитных резонансов. Ее влияние на значение LК учитывается при расчете. Катушка связи LКТ СВ подключается ко входу АП1, а конец катушки связи LКТ ДВ свободен.
При работе в диапазоне ДВ (рис.4.6б) катушки LДВ и LСВ соединяются последовательно. При расчете учитывается влияние взаимной индуктивности катушек LДВ и LСВ на значение LК в диапазоне ДВ. Работающей при этом является катушка связи LКТ ДВ.
Рис.4.7
Катушки LДВ и LСВ следует располагать по разные стороны от середины стержня, чтобы ослабить их связь друг с другом и обеспечить возможность независимой подстройки индуктивностей контуров путем перемещений катушек LДВ и LСВ вдоль стержня (рис.4.7). Коэффициент магнитной связи между каждой из основных катушек и соответствующей катушкой связи следует иметь возможно большим. Для этого катушка связи располагается непосредственно у внутреннего (ближнего к середине стержня) конца основной катушки.
Расчет входного устройства проводится в три этапа.
1. Выбираются и рассчитываются параметры колебательного контура и элементов его связи с первым активным прибором. Этот расчет проводится отдельно для диапазонов ДВ и СВ.
