БЕСПОДСТРОЕЧНЫЕ КОНТУРЫ ДЛЯ ПЕРЕДАТЧИКОВ
Инж. В. КУСТОВ (UA3FN)
Большинство коротковолновиков в выходных каскадах передатчиков применяют П-контур. По своей структуре П-контур является фильтром нижних частот типа "К", работающим между неравными нагрузочными сопротивлениями (рис.1,а). Такой фильтр значительно ослабляет сигналы, частота которых превышает его резонансную частоту. Например, подавление второй гармоники основного сигнала составляет примерно 20 дб. Подавление сигналов низших частот несколько хуже, и происходит в основном за счет неравномерности характеристического сопротивления П-контура. При конструировании передатчиков для однополосной связи используются методы последовательных преобразований. При этом кроме основного могут появиться побочные сигналы с частотами как выше, так и ниже основного сигнала.
Puc.1
Вторым недостатком П-контура является зависимость его настройки от частоты. Как видно из рис. 1,б, характеристическое сопротивление контура особенно сильно изменяется вблизи его резонансной частоты, что приводит к необходимости подстройки контура даже в пределах одного диапазона. При переходе же на другой диапазон приходится изменять значения всех элементов, в связи с чем такие контуры обычно имеют три органа настройки.
При использовании современных хорошо согласованных антенно-фидерных устройств становится возможным выполнить выходные контуры передатчика бесподстроечными.
Если рассмотреть Г-образное полузвено полосового фильтра типа "К" (рис. 2, а), то можно увидеть, что в пределах полосы пропускания характеристическое сопротивление фильтра активно и мало изменяется в зависимости от частоты, (рис.2,б). Однако этот фильтр содержит две катушки индуктивности, а также требует, чтобы сопротивления нагрузки были равны, что невыполнимо в реальных условиях.
Puc.2
Элементы полосового фильтра рассчитываются по следующим формулам:
Путем последовательных преобразований полосовой фильтр может быть преобразован в трансформаторный фильтр (рис. 3).
где L1, L2, С1 и С2 рассчитаны по формулам (1).
Puc.3
Преобразованный контур состоит из двух индуктивно связанных катушек (расположенных на одном каркасе) и двух конденсаторов.
Расчеты показывают, что значение емкости Св для всех любительских диапазонов примерно равно выходной емкости большинства генераторных ламп. Емкость Сп получается малой, что позволяет заменить ее межнпткошш емкостью катушек Lп и Lв. Практически такой контур может бить выполнен в виде двух катушек индуктивности, расположенных на одном каркасе и связанных между собой индуктивной и емкостной связями (рис. 4). Контур может быть включен как на выходе, так и на входе оконечного каскада передатчика, если оконечный каскад выполнен в виде отдельной конструкции. В последнем случае усилитель мощности будет иметь всего один орган настройки - переключатель диапазонов. При рациональном выборе частот гетеродинов такой контур можно использовать и в смесительных каскадах передатчика, что устранит необходимость подстройки и сопряжения промежуточных каскадов.
Puc.4
Расчет бесподстроечных контуров производят в следующем порядке.
1. Выбирают полосу пропускания контура (частоты f1 и f2). Для получения достаточно приемлемых значений элементов контура полоса пропускания должна составлять не менее 5% от сродней частоты диапазона.
2. Для выбранного сопротивления нагрузки (волнового сопротивления кабеля) рассчитывают по формулам (1) значения элементов исходного фильтра.
3. Находят значение n2 для выбранного сопротивления нагрузки и необходимого сопротивления анодного контура (полученного при расчете выходного каскада передатчика).
4. По формулам (2) рассчитывают элементы контура и значение коэффициента связи К.
5. Выбирают каркас и диаметр провода. Для обмоток L"в, L'п и L"п при мощности передатчика 100 вт следует Выбирать провод не тоньше 1 мм. Диаметр провода для обмотки L'в может быть взят меньшим в 1,5-2 раза. Лучше всего применять провод ПЭВ-2, имеющий большую электрическую прочность.
6. Рассчитывают количество витков бифилярной намотки L"в и L"п для получения необходимого значения Сп.
7. Рассчитывают количество витков обмоток L'в и L'п (по известной индуктивности).
8. По известному коэффициенту связи К размещают обмотки на каркасе.
Расчеты по пунктам 6, 7 и 8 производятся по общеизвестным формулам, имеющимся в радиотехнинеских справочниках.
Проведенный расчет является ориентировочным, поэтому изготовленные по расчету контуры необходимо настроить в реальных условиях. Настройка производится путем снятия кривых изменения анодного тока лампы при изменений частоты возбуждающего напряжения (рис. 5).
Puc.5
При снятии кривых контур должен быть нагружен на безындукционный резистор с сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля.
Допустим, что кривая первоначально имеет вид 1. Если уменьшить число витков обмотки L'п, кривая примет вид 2. Если переместить обмотку L'в (или ее часть) вверх, кривая примет вид 3. Увеличение количества витков бифилярной намотки дает кривую 4. Кривая 5 соответствует правильно настроенному контуру.
В таблице приведены числа витков катушек, рассчитанные для сопротивлении анодной нагрузки 3900 ом, волнового сопротивления фидера 50 ом и каркаса динметром 25 мм.
|
Диапазон,
Мгц |
Число витков, провод, мм |
Расстояние между L'в и L"в, мм |
Примечание |
||
| L"в и L"п бифилярно |
L'в |
L'п |
|||
|
3,5 |
14 ПЭВ-2 1,6 |
12 ПЭВ-2 1,6 +56 ПЭВ-2 0,5 |
24 ПЭВ-2 1,6 |
Вплотную |
L'п поверх бифилярной обмотки |
|
7 |
7 ПЭВ-2 1,6 |
4 ПЭВ-2 1,6 +35 ПЭВ-2 0.5 |
10 ПЭВ-2 1,6 |
5 |
То же |
|
14 |
5 ПЭВ-2 1,8 |
21 ПЭВ-2 0.5 |
7+3 ПЭВ-2 1,6 |
10 |
3 витка L'п
|
|
21 |
3 ПЭВ-2 1.6 |
17 ПЭВ-2 0.5 |
7 ПЭВ-2 1,6 |
16 |
- |
|
28 |
2 ПЭВ-2 1,6 |
12 ПЭВ-2 0.5 |
6 ПЭВ-2 1,6 |
25 |
- |
Радио N 8 1968г., с.51-52.