90 80 70 60

50

40 30

20 10

0123

Рис. 3.27. АЧХ контура

За пределами полосы пропускания контур реагирует на подводимые к нему колебания тем слабее, чем выше его добротность.

Селективность контура тем выше, чем лучше его добротность.

Последовательный колебательный контур на резонансной частоте обладает минимальным сопротивлением.

Такой контур применяют в качестве полосового фильтра, пропускающего только колебания с частотами, входящими в полосу пропускания.

Для получения обратной картины используют параллельный колебательный контур. В момент резонанса в нем наступает резонанс токов.

Полоса пропускания, селективность и их зависимости от добротности для обоих видов колебательных контуров одинаковы.

6 %

3.4.2 ПОДБОР ЭЛЕМЕНТОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА

Предварительный подбор катушки индуктивности колебательного контура производят на куметре [7].

По принципиальной схеме, в которой будет работать данная катушка индуктивности, определяют емкость контура. При этом учитывают, что в контур входят не только емкость его конденсатора, но и паразитная емкость монтажа, составляющая 2...10 пФ.

В контур входят емкости, вносимые в него транзисторами: выходная емкость транзистора предыдущего каскада (5...15 пФ) и входная емкость транзистора, составляющая 10...30 пФ.

Однако емкости активных элементов, например транзисторов, могут входить в общую емкость контура не полностью, например, когда используют неполное включение контура в выходную и входную цепи транзисторов. Это делают для того, чтобы избежать значительного шунтирования контура и уменьшения его добротности проводимостями цепей.

Оценив емкость колебательного контура, в котором будет работать данная катушка индуктивности, устанавливают значение конденсатора C0. Затем измеряемую катушку подключают к зажимам Lx, устанавливают на высокоча-

стотном генераторе рабочую частоту контура и изменением частоты настраивают генератор в резонанс с измеряемым контуром (рис. 3.26).

Если резонансная частота окажется близкой к частоте, на которой контур будет работать, то можно считать, что индуктивность катушки подобрана правильно.

Если резонансная частота контура куметра с данной катушкой далека от рабочей частоты будущего контура, то следует изменить индуктивность катушки, увеличив число ее витков при слишком высокой частоте контура или, наоборот, уменьшив число витков при слишком низкой частоте. Изменять резонансную частоту контура можно также подстроечным сердечником катушки.

Куметр позволяет измерить индуктивность контурной катушки. Для этого надо прибавить к емкости конденсатора C 0 значение собственной емкости катушки.

Собственную емкость контурной катушки для многовитковой и многослойной катушки считают равной 10...20 пФ, а если она состоит всего из нескольких витков толстого провода, то ограничиваются емкостью 5...10 пФ.

Затем необходимо прибавить паразитную емкость проводов, соединяющих катушку с зажимами LX (5...10 пФ) и, определив резонансную частоту по шкале высокочастотного генератора, вычислить индуктивность катушки по формуле:

2,53 х 10 10

L

f 2 C

где L X - индуктивность, мкГн; C - суммарная емкость, пФ; f - частота, кГц.

Измерения индуктивности

Куметр можно отградуировать так, чтобы индуктивность отсчитывалась непосредственно по шкале конденсатора C 0. Для этого измерения производят на фиксированной частоте f.

Индуктивность, необходимая для настройки контура в резонанс на данной частоте, будет определяться только емкостью контура. Поэтому численные значения индуктивности можно нанести непосредственно на шкале конденсатора C 0. Цену деления шкалы L X определяют по таблице в зависимости от частоты, на которой производилось измерение индуктивности.

Измерения индуктивности производят не на рабочей частоте катушки, что вносит некоторую погрешность. Градуировку шкалы L X выполняют для средней собственной емкости катушки C L.

Измерения емкости

Куметром можно измерить и емкость C L. Для этого контур сначала настраивают в резонанс на частоте f 1 и замечают значение емкости C 01,. Затем увеличивают частоту генератора ку-метра вдвое, вновь настраивают контур в резонанс и определяют C 02. Собственную емкость катушки вычисляют по формуле:

C 01 - 4C 02

C

3

Для измерения добротности катушки устанавливают на генераторе рабочую частоту будущего контура, на шкале конденсатора C 0 - ожидаемую полную емкость контура, и небольшим изменением частоты генератора добиваются настройки в резонанс (см. п. 3.4.1).

При неточном определении резонанса измеренная добротность будет занижена.

Следует помнить, что измеренная на кумет-ре добротность катушки всегда выше той, которой будет обладать контур с этой же катушкой в радиоаппарате, так как там контур будет шунтирован выходными и входными про-водимостями транзисторов и другими элементами устройства.

Если реальный контур должен обладать добротностью, например 100, то добротность его катушки должна быть в 2... 4 раза выше.

3.4.3 НАСТРОЙКА ОДИНОЧНОГО КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА

При настройке одиночного колебательного контура сначала определяют частоту, на которую контур уже настроен, а затем перестраивают его на нужную частоту.

Если же сразу установить на генераторе требуемую частоту и пытаться настроить на нее контур подстроечным сердечником катушки, изменением емкости конденсатора или числа витков катушки, то можно еще больше расстроить контур (рис. 3.29).

Следует поступать следующим образом: - настроить генератор на частоту, заведомо большую необходимой;

- медленно уменьшать ее до получения четко выраженного отклонения стрелки индикатора настройки на выходе настраиваемого устройства*.

Вероятность ошибки тем выше, чем чувствительнее настраиваемый усилитель. При настройке генератора на частоты выше частоты настройки контура все гармоники окажутся выше и первое же отклонение стрелки укажет истинную частоту настройки колебательного контура.

Определив частоту настройки контура, принимают решение: следует перестроить его на более высокую или более низкую частоту.

Частота генератора должна быть выше, а не ниже необходимой, так как генераторы обладают хорошо выраженной второй гармоникой генерируемых колебаний. Индикатор настройки на выходе каскада может фиксировать резонанс не только при настройке генератора на частоту настройки контура, но и на кратную частоту.

В первом случае уменьшают индуктивность катушки выкручиванием из нее ферромагнитного сердечника или уменьшением числа ее витков, во втором случае, увеличивают ее индуктивность вкручиванием сердечника или увеличением числа витков.

Настраивать контур можно также изменением емкости конденсатора. Для повышения резонансной частоты емкость конденсатора следует уменьшить, а для понижения частоты увеличить. Лучше, однако, настраивать контур усилителя ПЧ изменением индуктивности его катушки, так как емкость контура усилителя выбирают с учетом устойчивости его работы и изменение ее нежелательно.

Настройку контура можно считать законченной, когда небольшое изменение частоты генератора в любую сторону приводит к уменьшению показаний индикатора настройки.

Если при уменьшении частоты генератора происходит хотя бы незначительное увеличение показаний индикатора - это означает, что контур настроен на более высокую частоту.

Это происходит в случае, если подстроечный сердечник катушки (или ротор подстроечного конденсатора) находится в одном из крайних положений. Поэтому четко выраженного резонанса нужно добиваться при среднем положении подстроечного элемента контура.

Измерение полосы пропускания

Полосу пропускания одиночного колебательного контура оценивают на уровне 0,7 (рис. 3.28), т. е. на уровне, на котором ослабление относительно амплитуды сигнала на резонансной частоте /р не превышает 3 дБ.

Рис. 3.28. АЧХ реального контура

Для измерения полосы пропускания, генератор настраивают на резонансную частоту контура /р по максимальному отклонению стрелки индикатора настройки. При этом уровень выходного напряжения генератора должен соответствовать номинальному входному напряжению для данного каскада.

Замечают угол отклонения стрелки индикатора настройки, а затем увеличивают уровень сигнала генератора на 3 дБ и расстраивают его частоту относительно частоты /р, например, в сторону увеличения до тех пор, пока показания индикатора настройки не станут прежними.

Определяют по шкале генератора верхнюю частоту /в.

ГЕНЕРАТОР

О

ЭЛЕКТРОННЫЙ ВОЛЬТМЕТР

Рис. 3.29. Схема настройки колебательного контура