Главная >  Снижение паразитного излучения 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12

литуды переменного напряжения сигнала высокой частоты на контуре, чтобы переход все время оставался обратно смещенным. Кроме того, минимально допустимое управляющее напряжеине £hh:i определяется допустимыми искажениями формы резонансной кривой перестраиваемого контура. В случае, если амплитуда сигнала соизмерима с управляющим напряжением, средняя емкость napifKa-

Рис. 41. V протейная эквивалентная схема варикапа.

Cg -емкость перехода; - активные потери,

па не будет равна емкости, измеренной при малом сигнале, так как емкость за один полупериод высокочастотного сигнала будет изменяться больше, чем за другой, на величину ДС (рис. 43). Поэтому с ростом амплитуды сигнала контур расстраивается и добротность его падает. Для перестройки контуров УКВ блока £чин обычно принимается не ниже 2-3 в. Из рассмотрения зависимостей емкости и добротности варикапов от величины управляющего напряжения (рнс. 42) видно, что с увеличением £упр добротность варикапа увеличивается, а крутизна характеристики изменения емкости варикапа уменьшается.

пф - 0

- 20-

- 10-


Рнс. 42. Зависимость емкости и добротности варикапов Д901Б и Д902 от управляющего напряжения.

о -для Д901Б; б - для Д902.

Для обеспечения высокой добротности избирательных цепей с варикапами следует использовать максимально возможную величину управляющих напряжений. Другим способом уменьшения влияния потерь в варикапе является уменьшение доли емкости варикапа в полной емкости избирательной цепн за счет введения дополнительных конденсаторов постоянной емкости (Сц) с пренебрежимо малыми потерями (рис. 44,6). Однако для сохранения прежнего коэффициента перекрытия диапазона частот необходимо расширять пределы изменения управляющего напряжения варикапа н заходить в область более низких добротностен самого варикапа, так что выигрыш в добротности избирательной цепи возможен лишь при определенных соотношениях между емкостями варикапа и дополнительных конденсаторов.

Когда необходимо получить максимальное перекрытие по часто-/е, стараются уменьшить до мннумума начальную емкость контура Со, т. е. удовлетворить неравенство Со С С

Рассмотрим возможность использования варикапов Д-902 для перестройки диапазона УКВ.

Требуемый рабочий диапазон частот 65,8-73 Мгц, а с учетом



а; 6)

Рнс. 44. Схемы включения варикапа в контур.

Рис. 43. Искажение синусоидальной формы сигнала высокой частоты с большой амплитудой при малых значениях управляющего напряжения.

запаса по 0,5 Мгц с обоих концов диапазона - 65,3-73,5 Мгц. Коэффициент перекрытия рабочего диапазона частот

k -А

кд - , >

где /в и /н - соответственно высшая н низшая частоты рабочего диапазона. В данном случае

73,5

Кроме того.

+ Со

где С -емкость варикапа, соответствующая нижней частоте диапазона;

Св-емкость варикапа, соответствующая высшей частоте диапазона;

Со - начальная емкость контура (сумма всех действующих параллельных емкостей). Схема включения варикапа в контур показана на рнс. 44, а. Необходимый коэффициент перекрытия рабочего диапазона ем-



костей для обеспечения требуемого перекрытия частотного диапазона (Ад=1,12) зависит от выбора величин Сн и Со:

Например, если принять нижнюю границу управляющего напряжения £улр.нравной 2 в, то kp=l,l2 обеспечивается (рис. 42,6) при: Со=5 пф и изменении £упр в пределах от 2 до 5 в; Со=10 пф и изменении £упр=2--6 в; Со=15 пф и изменении £упр=2-8 е.

Однако добротность варикапов Д-902 для обеспечения высокой избирательности контуров на частотах УКВ диапазона мала, поэтому следует работать по возможности при больших величинах Еу р.

Например, перекрытие диапазона УКВ 65,3-73,5 Мгц можно обеспечить при £упр=5-10 в и Со=10 пф.

Если же при проектировании приемника есть возможность использовать больший диапазон управляющих напряжений, то для увеличения добротности контура применяется включение варикапа в контур через емкость С (рис. 44, б).

Наибольший выигрыш в добротности на нижнем конце диапазона частот получается при всяческом уменьшении емкостей конденсаторов Со и Сп.

При построении схем с варикапами следует учитывать, что их емкость меняется при изменении окружающей температуры. Это обусловлено изменением контактной разности потенциалов Ов изменением диэлектрической постоянной материала перехода е.

Температурный коэффициент емкости варикапов положителен (с повышением температуры емкость перехода увеличивается) и зависит от величины управляющего напряжения. При малых значениях £упр изменение Uo приводит к значительному изменению емкости варикапа. По мере увеличения £упр изменение емкости за счет изменения L/o становится менее значительным. Для кремниевых варикапов в интервале управляющих напряжений 2-10 в значение ТКЕ варикапа примерно обратно пропорционально величине £упр-

При значениях управляющих напряжений, больших, чем 15- 20 в, величина ТКЕ варикапа почти не зависит от приложенного напряжения н определяется температурной зависимостью диэлектричес-ской проницаемости материала перехода е.

Поскольку изменение емкости варикапа под влиянием окружающей температуры возникает за счет двух не связанных между собой факторов, температурная компенсация лучше всего выполняется управлением этими двумя эффектами в отдельности. В зависимости от диапазона управляющих напряжений и от требований к точности компенсации ТКЕ варикапов в схему могут вводиться элементы, компенсирующие влияние температуры либо на Uo, либо на е, либо одновременно на то и другое.

Простые методы температурной компенсации, когда в контур включаются дополнительные конденсаторы с отрицательным ТКЕ, могут использоваться лишь в схемах с малыми пределами изменения управляющего напряжения (не более 1,5-2 раз). При больших изменениях £упр ТКЕ варикапа слишком сильно меняется в пределах диапазона, поэтому иногда вводят электронные схемы температурной компенсации.

Для компенсации изменения контактной разности потенциалов Uo варикапа в цепь подачи управляющего напряжения необходимо

добавить корректирующее напряжение Ак, зависящее от температуры так же, как и Uo, и не зависящее от величины управляющего напряжения. Это напряжение \U должно иметь полярность, противоположную полярности управляющего напряжения.

Элементом, создающим корректирующее напряжение А{Ук> может быть обычный кремниевый диод (рис. 45).

1 i к

I-О * упр о-


Рис. 45. Схема электронной компенсации изменения контактной разности потенциалов варикапа от температуры.

Рис. 46. Схема сопряжения контуров подстройкой индуктивности, начальной емкости и начального управляющего напряжения варикапов.

Режим днода Дг выбирается таким, чтобы ток диода был достаточно большим (50-100 мка), иначе будет сказываться влияние обратного тока варикапа. Компенсирующий диод должен иметь одинаковую с варикапом температуру окружающей среды.

Если необходимо компенсировать изменение диэлектрической проницаемости материала перехода е от температуры, в цепь питания варикапа включают терморезнстор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.

При нспользовани варикапов в колебательных контурах необходимо осуществить согласование настройки контуров, работающих в диапазоне принимаемых частот (входные цепи, контуры УВЧ), а также изменить настройку контура гетеродина на величину промежуточной частоты.

Наиболее точное сопряжение контуров можно обеспечить при подстройке трех параметров схемы: индуктивности, начальной емкости избирательной цепи, начального управляющего напряжения варикапа (рис. 46).

Сопряжение настроек контуров производится в трех точках диапазона. На нижней частоте диапазона производится регулировка начального управляющего напряжения, ибо здесь ее влияние на емкость контура варикапа максимально. Подстройка индуктивности производится в середине частотного диапазона, а начальной емкости ко.чебательного контура - на верхней частоте диапазона.

Однако ввиду большой трудоемкости подстройки прн помощи трех элементов применение этой методики оправдано лишь при относительно больших коэффициентах перекрытия диапазона и высоких требованиях к точности согласования - 1%) Для сопряжения контуров УКВ блока практически такой точности не требуется, по-



этому чаще всего применяют схему согласованной настройки колебательных контуров с варикапами при помощи регулировки индуктивности контуров и начальной емкости.

Коэффициент перекрытия диапазона частот контура гетеродина несколько меньше, чем перекрытие контуров принимаемой частоты. Поэтому для гетеродинного контура можно использовать варикап с меньшим перекрытием. Отклонение величины управляющего напряжения от номинального значения приводит к изменению частоты настройки колебательных контуров с варикапами, поэтому источник управляющего напряжения должен быть очень жестко стабилизирован.

Практические схемы блоков УКВ с электронной нвстройкой

Одним из первых зарубежных приемников, в которых для перестройки диапазона УКВ используются варикапы, является стационарный сетевой приемник Minerva-Stereos. Схема блока УКВ радиоприемника Minerva-Stereo приведена на рис. 47. Блок построен на двух высокочастотных транзисторах: AF-106 (усилитель ВЧ) и AF-125 (гетеродинный преобразователь частоты).

Диапазон УКВ перекрывается с помощью варикапов ВА-102, на .которые подается управляющее напряжение, изменяющееся в пределах 1,6-22 е. Для уменьшения потерь в контуре (увеличения добротности) при малых величинах управляющего напряжения варикапы включены в контур не полностью.

В контуре УВЧ конденсатор C (10 пф) и подстроечный конденсатор Се, соединенные между собою параллельно, включаются последовательно с варикапом Д. Контур гетеродина включен по такой же схеме. Кроме того, для обеспечения сопряжения этого контура с контуром УВЧ его частотный диапазон немного сужен за счет включения конденсатора Си (4,7 пф) параллельно варшсапу Дз.

Конденсаторы С(, и С?, включенные последовательно с изменяющейся емкостью диода Д в большей степени влияют на емкость контура при больших значениях емкости варикапа, чем при малых. Поэтому в этой схеме сопряжение производится на нижней частоте диапазона конденсатором Се, а на верхней частоте - изменением индуктивности контурной катушки с помощью сердечника.

Варикап контура гетеродина Дз, кроме основной функции - перестройки частоты диапазона, одновременно используется для автоматической подстройки частоты. Для этого на анод диода Дз через сопротивление (150 ком) подается напряжение с делителя R\, R\u. Напряжение на этот делитель поступает с частотного детектора. Следовательно, к варикапу одновременно прикладывается два на-прялсения: от ручного регулятора (?i2 или /?5 или R) при настройке на принимаемую станцию, напряжение АПЧ от частотного детектора после настройки иа станцию.

Управляющее напряжение стабилизируется при помощи опорного диода Дц. Требуемый диапазон изменения управляющего напряжения устанавливается полупеременными сопротивлениями /?1з и ig.

На рис. 48 показана схема блока УКВ настольного транзисторного радиоприемника высокого класса Beomaster-1400K . Блок построен на трех транзисторах: каскад усиления высокой частоты на ранзисторе AF-106, отдельный гетеродин на транзисторе АР-125 и смеситель на AF-106. Четыре высокочастотных контура блока УКВ (входной, полосовой фильтр в коллекторной цепи УВЧ, состоящий


>

га о.

6 fCXff 6



1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12