В чем причина разводки трансформаторов с ответвлениями ПЧ в этих супергетеродинных АМ-приемниках?

Я просматриваю книгу Р. Куана " Собери свои собственные транзисторные радиоприемники " и пытаюсь собрать один из его простых супергетеродинных приемников АМ.

Поскольку в ней представлено множество рабочих схем, книга очень интересна с точки зрения новичка, которым я являюсь, в радиочастотном дизайне, но многие мелкие детали остаются необъясненными или воспринимаются как должное (несмотря на то, книга должна быть сделана для любителей/студентов): одна из самых запутанных вещей для меня - это то, как автор использовал трансформаторы с ответвлениями для соединения различных секций приемника.

В то время как я получаю их самое основное использование (в основном согласование импеданса и понижение сигналов), я все еще ломаю голову над тем, как автор решил соединить некоторые контакты.

У меня есть пара примеров, взятых из разных схем, в которых использование трансформаторов с ответвлениями показалось мне довольно запутанным:

Бывший. 1введите описание изображения здесь

Ссылаясь на эту первую схему, возьмите смеситель/генератор , образованный транзистором Q1 (2N3904) и трансформатором T1 (42IF100): почему сигнал обратной связи генератора берется с контакта 2 (средний ответвленный контакт) T1, а не с контакта 1 ("верхний" контакт)?

Глядя на таблицу данных 42IF100, кажется, что [1-2] имеет 104 витка, а [1-3] — 107 витков .

Автор говорит, что отвод «позволяет подключиться к низкому входному сопротивлению на эмиттере Q1, которое обычно составляет менее 500 Ом, чтобы избежать ухудшения добротности параллельного резонансного контура», что нормально, но тогда почему бы не подключить вместо этого контакт 1. контакта 2 к эмиттеру Q1?

В чем ключевое преимущество подключения контакта 2 вместо контакта 1?

Это просто отделить эмиттер Q1 от резонансного контура LC через импеданс катушки по переменному току, чтобы резонансная частота не испортилась?

Пример 2введите описание изображения здесь

Что касается второго примера, возьмите трансформатор T2 (42IF101), подключенный к коллектору транзистора Q2 (2N3904). Допустим, контакт T2, подключенный к VCC, — это контакт 1 , средний контакт с отводом — это контакт 2 , а «плавающий» контакт — это контакт 3 . Из таблицы данных 42IF101 я вижу, что [1-2] имеет 70 витков, а [2-3] - 87 , поэтому T2 имеет отвод от центра .

Я понимаю, что T2 необходим для адаптации импеданса между коллектором Q2 и низким входным сопротивлением усилителя с общим эмиттером, образованного Q3.

А так как T2 имеет внутренний конденсатор между [1-3] , что делает его также фильтром 455 кГц , я понимаю, что использование отвода катушки в T2 позволяет избежать нагрузки на добротность LC-цепи сопротивлением коллектор- эмиттер Q2 (при таком сопротивлении порядка 100 кОм это сопротивление отражается обратно на узлы 1-3 T2 как 100K * n^2, что является отношением витков между [1-3] и [1-2]).

Но вот что мне кажется туманным: поскольку T2 используется в качестве фильтра ПЧ 455 кГц через первую катушку и внутреннюю крышку 1-3, как эта фильтрация может работать, если контакт 3 остается плавающим, а не заземленным ?

А также, как может происходить фильтрация, если вы вводите сигнал в середину катушки, таким образом эффективно используя только ее половину ? Не портит ли это резонансную частоту LC-фильтра, образованного всей первой катушкой и внутренней крышкой?

И, наконец, как эта конфигурация позволяет эффективно избежать загрузки Q фильтра (как объяснялось ранее) за счет отражения сопротивления коллектор-эмиттер Q2 узлам 1-3 T2, если [2-3] следует рассматривать как - существует из-за плавающего соединения на контакте 3?

**

Заранее извиняюсь, если что-то совсем не так написал, но как я уже сказал, большую часть причин для деталей в этих схемах мне пришлось выяснять самому. Я не совсем поклонник девиза «это работает, потому что это работает» (что кажется просто крутым среди любителей, и это также кажется авторским подходом в некоторых ключевых отрывках книги), потому что это определенно ведет к обезьяньей электронике. .

Так что заранее спасибо, если вы нашли время, чтобы дать какое-либо объяснение или предложение.

Примечание. По сути, это хорошо сфокусированный вопрос. Деталей много, но ответы попадают в тесно связанную группу. Я надеюсь, что люди, которые этого не понимают, пройдут мимо и НЕ поставят минус. (Прошлое время сна в Новой Зеландии, или я бы подумал об ответе)
@RussellMcMahon спасибо за отзыв и разъяснение; Извините, если я задал «некрасивый» вопрос, но я не очень привык к этой платформе. И поскольку я хотел бы получить очень подробный ответ, я разместил как можно больше подробностей.
Я считаю вопрос хорошим. Мне нравятся подробные объяснения, показывающие, что вы знаете и хотите узнать. Некоторые посчитали бы это слишком несфокусированным и проголосовали бы за закрытие. Я модератор, но не могу контролировать мнение других :-). В некоторых случаях голосование за закрытие вполне может быть основано на мнении экспертов, но в других случаях люди, которые мало что знают о предмете, могут сначала просмотреть его, а затем проголосовать за закрытие. Я пытался предотвратить последнее.

Ответы (2)

По сути, если вам нужен стабильный генератор (поскольку T1 находится в гетеродине), вам нужна настроенная схема с высокой добротностью. Точно так же, если вам нужна точная настройка ВЧ-усилителя, для хорошего подавления соседних станций, создающих помехи, вам нужна настроенная схема с высокой добротностью.

И чтобы получить настроенную схему с высокой добротностью, вы не хотите отводить от нее энергию, подключая к ней низкое сопротивление.

Если эмиттер обеспечивает нагрузку 500 Ом, подключенную к контакту 1, это сильно демпфирует настроенную схему, что приводит к плохой настройке (если она даже колеблется).

Теперь нужно понять одну вещь о трансформаторе (или автотрансформаторе: первичная обмотка здесь — автотрансформатор) заключается в том, что, поскольку он повышает или понижает напряжение, он понижает или повышает ток (в противоположном направлении), соблюдая закон сохранения энергии.

Таким образом, если T1 увеличивает напряжение на 1:10 (есть 10 витков от контактов 2:3 и 90 от контактов 1:2, всего 100 витков), он понижает ток на 10:1.

Следствием этого является увеличение импеданса на 100:1. (Это связь с «согласованием импеданса»).

Таким образом, нагрузка 500 Ом на контактах 2:3 сформирует нагрузку 50 кОм на контактах 1:3, что позволит выполнить точную настройку. (Я позволю вам вычислить эквивалент шага 3:107!)

#T2 аналогично ... но помните, что контакт 3 на самом деле НЕ разомкнут! Внутренняя емкость находится между контактами 1 и 3, так что это снова настроенная схема, с выходным сопротивлением Q2, увеличенным автотрансформатором.

Спасибо за ответ! Итак, поправьте меня, если я ошибаюсь: вы говорите, что оба примера относятся к одной и той же «стратегии» повышения импеданса (от эмиттера в первом случае / от коллектора во втором случае), так что резонатор видит максимально возможный импеданс, чтобы избежать его «осушения» (потому что это снизит его эффективность) [продолжает ...]
Единственное, я не очень хорошо представляю себе, как можно правильно отфильтровать сигнал во втором случае: если резонансная частота получается из параллели первой катушки и внутреннего колпачка, то не должен ли сигнал быть "впрыснутым" на одном конце всей катушки? Или, может быть, это работает из-за того, что первая катушка действует как автотрансформатор, и поэтому, когда сигнал поступает на центральный отвод, он также будет присутствовать на всей катушке (масштабируется вверх или вниз в зависимости от коэффициента)?
Правильно ... контакт 1 - это GND (к переменному току через C19), и вы подаете напряжение на контакты 1,2 и видите более высокое напряжение на 1,3. Обратите внимание, что коллектор Q2 имеет довольно высокий импеданс, поэтому коэффициент повышения не обязательно должен быть таким же высоким, как в гетеродине.

В чем ключевое преимущество подключения контакта 2 вместо контакта 1?

Это просто отделить эмиттер Q1 от резонансного контура LC через импеданс катушки по переменному току, чтобы резонансная частота не испортилась?

Да, низкая точка касания поддерживает высокую добротность резонатора генератора, но есть и другая причина очень низкой точки касания. В этом трансформаторе между эмиттером и землей 3 витка из 107. Эти 3 витка имеют низкий импеданс эмиттера, как указал автор. Зачем это нужно?....

Имейте в виду, что это микшер с двумя сигнальными входами (на самом деле три):

  • Сигнал радиочастотной антенны (1 МГц на базу)
  • Сигнал гетеродина (1,455 МГц в эмиттер)
  • Аудио (в базу, едет вместе с РФ)

На данный момент забудьте об звуке — его можно рассматривать отдельно от двух (гораздо) более высокочастотных РЧ-сигналов, и он только усложняет работу РЧ-схемы.
Поскольку есть только два активных каскада с усилением, были предприняты все усилия для оптимизации импедансов схемы, чтобы коэффициент усиления был большим.
Q1 представляет собой смеситель с усилением, не только позволяющим Q1 колебаться на частоте 1,455 МГц, но и для усиления небольших сигналов частотой 1 МГц, поступающих на его базу. Вы можете посмотреть на функции Q1 отдельно как генератора или как РЧ-усилителя. Однако имейте в виду, что он должен работать нелинейно, чтобы интересующий выход каскада находился на частоте 0,455 МГц, а не на 1 МГц ... результирующее усиление смесителя составляет небольшую часть того, что было бы .если бы это был прямой усилитель (1 МГц на входе, 1 МГц на выходе). Мы можем максимизировать усиление смесителя, максимизируя усиление ВЧ.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Рассмотрим Q1 как ВЧ-усилитель, забыв на мгновение, что он тоже колеблется на частоте 1,455 МГц. Для высокого усиления входной сигнал 1 МГц на его базе будет иметь очень низкий импеданс от эмиттера до земли. В идеале эмиттер должен быть заземлен по переменному току, возможно, с конденсатором С2 (4,7 нФ), если бы он не был смесителем.
Вместо этого эмиттер заземляется через C2 последовательно с 3 витками T1. Импеданс этих трех витков обязательно мал, так что импеданс от эмиттера до земли мал, если речь идет о входном ВЧ-сигнале на частоте 1 МГц. Небольшой входной ток базы усиливается до большего тока коллектор-эмиттер в транзисторе Q1, когда импеданс на эмиттере низкий.

Эта радиосхема кажется простой (всего 2 транзистора), но плохо подходит для изучения, так как через нее проходят сигналы нескольких частот. Отслеживание функции компонента усложняется при наличии нескольких частот сигнала (работа микшера достаточно сложна для изучения только с двумя сигналами в одном каскаде). Радиоприемники Reflex, сочетающие радиочастоту и звук, как этот, слишком усложняют изучение основ.
Спасибо! Это имеет смысл. Итак, если я правильно понял ваш ответ, есть 2 причины для использования катушки с ответвлениями в первом примере: 1) чтобы избежать ухудшения добротности резонатора из-за развязки эмиттера по переменному току от параллельной L и C. 2) в основном получить за один раз как заземление эмиттера по переменному току усилителя для сигнала ПЧ 455 кГц от смесителя (поскольку сопротивление эмиттера снижает усиление), так и путь обратной связи, необходимый для генерации.
В чем причина разводки трансформаторов с ответвлениями ПЧ в этих супергетеродинных АМ-приемниках?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v