Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
После прохождения ФПЧ сигнал поступит на смесительный детектор, который преобразует его в сигнал звуковой частоты 620 Гц. Детектор собран на интегральной микросхеме SA602AN производства фирмы Philips. (Более подробно эта интегральная микросхема рассматривается ниже.) В радиостанции используются три подобные микросхемы: в детекторе, в смесителе приемника и в смесителе передатчика. Эта интегральная микросхема обладает очень высоким входным сопротив- т делением 1,5 кОм и входной емкостью 3 пФ. о-
P г
В качестве полного сопротивления нагрузки для Фи^тР c_i 4_ _L j 3pF ф і ,5к M | 11 о
кварцевого фильтра данная величина не годит- о_1_^ 1 Tj 3 |<
ся, она должна быть порядка 200 Ом. Поэтому 5 в схеме NorCal 4OA использована LC-цепь (L4
и С14), которая преобразует входное сопро- Рис. 5.23. Согласующая цепь LC для
тивление интегральной микросхемы SA602AN подключения ФПЧ к интегральной
до значения порядка 200 Ом (рис. 5.23). микросхеме SA602AN_____
5. ФИЛЬТРЫ
Рассчитайте величины сопротивлений активного R и реактивного X, которые согласующая цепь и интегральная микросхема SA602AN представляют для ФПЧ. Учтите, что полученный результат не будет в точности равен 200 Ом. Это связано с тем, что набор значений для комплектующих деталей, которые выпускаются промышленностью и могут быть установлены в схему, ограничен (стандартизован). Допустим, что в схеме установлены произвольные элементы L4 и С14, определите их номинальные значения для преобразования полного входного сопротивления интегральной микросхемы SA602AN до величины 200 Ом. Установите в схему элементы L4 и С14.
6. ТРАНСФОРМАТОРЫ
В предыдущих главах уже рассматривались примеры изготовления катушек индуктивности, когда на торроидальный сердечник наматывалась обмотка. Трансформатор можно получить, выполнив на этом же сердечнике еще одну обмотку. Такие элементы используются в радиотехнических схемах очень часто, потому что способны выполнять несколько различных функций одновременно. Так, трансформатор препятствует прохождению в цепи постоянного тока, но передает пере- у % менный ток. С помощью трансформатора можно увеличить величину напряжения или тока, изменить уровень полного сопротивления нагрузки, что помогает избавиться от такого явления, как отражение. Обмотка на трансформаторе обладает некоторой индуктивностью и поэтому может использоваться в резонансных контурах, например в фильтрах.
6.1. Формулы для индуктивности
Чтобы понять принцип работы трансформатора, прежде всего необходимо изучить процессы, происходящие в катушке индуктивности. Для этого рассмотрим торроидальный сердечник, на котором намотан один виток обмотки (рис. 6.1).
Ток, протекающий по проводу, равен I, а напряжение на концах провода - U. Сам сердечник изготовлен из магнитного материала на основе железа - феррита. Вследствие этого вокруг тороида создается магнитное поле или магнитный поток, обозначаемый греческой буквой Ч/ (пси). Единицей измерения магнитного потока является вебер (Вб), иногда применяется устаревшее название вольт-
секунда (Be). Можно предположить, что поток пропорционален протекающему цо обмотке току. Но это будет справедливо при не очень высоких уровнях тока и отсутствии остаточной намагниченности в сердечнике. При выполнении данных условий можно записать:
Рис. 6.1. Торроидальный сердечник с одним витком
Y = A1I
(6.1)
f"l56J 6. ТРАНСФОРМАТОРЫ
где А, - коэффициент индукции. Величина А, характеризует индуктивность одного витка, однако ее можно использовать и для расчета индуктивности катушек, состоящих из многих витков. Закон Фарадея гласит, что напряжение U является производной от магнитного потока по времени:
U = — (6.2)
dt
Отсюда следует, что в замкнутом контуре не возникает напряжения между его концами, но поскольку провод является непрерывным (сплошным), напряжение возникнет, если магнитное поле, проходящее через контур, изменится во времени. В векторном виде формула 6.2 примет вид:
U=JO)Y (6.3)
Подставляя формулу 6.1 в выражение 6.3, получим:
U = JwA1I (6.4)
Данное выражение описывает связь между напряжением и током в катушке индуктивности.
Теперь рассмотрим,.что произойдет при увеличении количества витков. Каждый прибавляемый виток, как и первый, будет вызывать появление магнитного потока. Суммарный поток можно представить в виде:
Y = NA1I (6.5)
А магнитный поток, в свою очередь, наводит напряжение в каждом витке. Так как все витки соединены последовательно, общее напряжение будет пропорционально количеству витков, что позволяет записать следующее выражение:
U = NjO)Y (6.6)
Объединение этих двух формул в одну дает:
U=JO)N2A1I (6.7)
Индуктивность L вычисляется по формуле:
L = N2A1 (6.8)
Этой формулой вы уже пользовались. Индуктивность пропорциональна квадрату количества витков. Коэффициент индукции А, указывается в технических паспортах сердечников. Большие по размеру сердечники характеризуются большими значениями коэффициента индукции. Однако следует учитывать, что с изменением частоты значение А, может очень сильно меняться. В какой-то мере величина А, зависит также от количества витков и их распределения по сердечнику. Паспортные данные сердечников, которые используются в радиостанции NorCal 40А, приведены в приложении 4. Применяются два сердечника, изготовленные прессованием мелкодисперсного порошка железа, и два ферритовых сердечника, созданные на основе никель-цинкового сплава. Сердечники из мелкодисперсного железа имеют меньшие значения коэффициента индукции и лучше
