Здравствуйте мои уважаемые читатели!
В былые времена настройка контуров не вызывала проблем, так как с генераторами НЧ и ВЧ сигналов не было проблем…
Теперь такой генератор найти практически невозможно – всё «разбомбили» на золото, серебро, медь и так далее…
Приходится самостоятельно делать такие приборы. Иногда достаточно сделать простейший генератор, и он будет помогать при настройке ДПФ. ВЧ-генератор можно будет собрать с расширенным диапазоном, но на данном этапе будем делать простейший. Такой генератор должен перекрывать три участка частот: 1790 – 2020 кГц, 3480 – 3820 кГц и 6980 – 7220 кГц. И надо постараться сделать так, чтобы переключать только конденсатор переменной ёмкости, а катушка индуктивности работала для всех трёх участков. Так же при разработке схемы, а именно из конденсаторов, входящих в состав контура, конденсатор переменной ёмкости обеспечивал изменение ёмкости именно в каждом участке частот на весь угол поворота ротора 180 градусов с небольшим запасом на краях участка. Это значительно упрощает конструкцию верньера. Сам конденсатор переменной ёмкости такую функцию не сможет обеспечить, но если применить последовательное и параллельное соединение нескольких дополнительных конденсаторов постоянной ёмкости задачу можно решить, но придётся заняться математикой.
Вспоминаем схему генератора Рис. 6. в материале за 22 февраля
Одна индуктивность и конденсатор переменной ёмкости, и теперь попробуем выбрать и рассчитать величину индуктивности, а её конструкцию посмотрим в материале за 27 февраля Рис. 1.
Вот этот рисунок
Рис. 1. Индуктивность, на отрезке пропиленовой трубы Ф=25мм.
Если взять количество витков при длине обмотки 7 мм получается индуктивность 21,51 мкГн. Много это или мало? Давайте посчитаем какой конденсатор переменной ёмкости потребуется для перекрытия диапазона частот 1790 – 2020 кГц. И здесь сразу же упростим задачу с одновременным усложнением схемы – эта индуктивность должна работать в генераторе и для других участков: 3480 – 3820 кГц и 6980 – 7220 кГц. И если величина индуктивности позволит обеспечить работу во всех трёх поддиапазонах, будет очень хорошо. Составляем таблицу диапазонов изменения ёмкости для всех поддиапазонов
Рис. 2. Диапазон изменения переменной ёмкости в контуре для трёх поддиапазонов.
Для первого поддиапазона приемлемое изменение ёмкости, а вот для третьего слишком маленькое всего 2 пФ. И надо учесть, что минимальная величина ёмкости для третьего диапазона так же вызовет затруднение при подборе дополнительных ёмкостей.
Изменим расчётное количество витков в индуктивности и рассчитаем для 20 витков при длине обмотки 7мм. Получается 14,2 мкГн и длина обмотки 6,5мм. Составляем вторую таблицу
Рис. 3. Диапазон изменения переменной ёмкости для индуктивности 14,2 мкГн.
И при такой индуктивности с третьим поддиапазоном проблема расчета и подгонки ёмкостей остаётся.
Пробуем расчет с индуктивностью 5,0 мкГн и получаем результат
Рис. 4. Диапазон изменения ёмкости для индуктивности 5,0 мкГн.
Для третьего поддиапазона ёмкость имеет уже приемлемый диапазон, и вот с них и начнём расчёт. Теперь придется вспомнить про параллельное и последовательное соединение конденсаторов. .при параллельном соединении конденсаторов величины ёмкостей просто суммируются, а вот при последовательном вспоминаем формулу
По этой формуле рассчитываем последовательное соединение конденсаторов и определяем результирующую величину ёмкости Ср.
Рис. 5. Две последовательно включенные ёмкости эквивалентны одной Ср.
Простое соединение и простое вычисление – зная Ср, рассчитаем С1 для третьего поддиапазона. Вот такая получилась формула после преобразования.
Выбираем конденсатор переменной ёмкости. Доступным оказался двухсекционный конденсатор переменной ёмкости с диапазоном изменения ёмкости 12 – 495 пФ. Для расчёта уменьшаем диапазон изменения, чтобы по краям оставался запас – 37 – 445 пФ, что будет достаточно для регулировки. И вот появился первый «подводный камень» - С1 у нас один, а при вычислении их получается ДВА – для максимального и минимального значения конденсатора переменной ёмкости. Какое же из двух значений принимать за истину? Оба не соответствуют! Результирующий диапазон изменения ёмкости будет 55,55 пФ, а необходимо, чтобы суммарная ёмкость изменялась в диапазоне 7 пФ. Приходится вспоминать теорию и искать в «секретном блокноте» ссылку на такой источник. «Главный блокнот» с формулами не нашел, а в электронном нашел ссылку. Это статья очень грамотного автора Бирюкова С. В журнале РАДИО за 1992 год, № 11, страница 23.
Вот фрагмент из этой статьи специально для расчёта конденсаторов контура
Рис. 6. Схема контура с «растягивающими поддиапазон» конденсаторами и две простые, но очень большие формулы для расчёта.
Если считать ёмкости для одного поддиапазона, то можно и постараться, но для трёх – это уже долго! И вот решил поискать калькулятор для расчёта растягивающих конденсаторов. И нашел, и именно для расчёта по статье С. Бирюкова.
Очень хороший сайт! Спасибо автору за калькулятор!!!
Всё написано коротко и доступно и в самом начале дана схема контура
Рис. 7. Схема контура с «растягивающими» конденсаторами.
С учётом пожелания С. Бирюкова, автор калькулятора в схему добавил «Сконт» - паразитную ёмкость элементов, входящих в состав контура. К сожалению, электроника «жить не может» без паразитных ёмкостей, иначе жизнь была бы неинтересной! Шутка!!!
И надо отметить, что автор сделал не просто калькулятор, а два калькулятора
Рис. 8. Калькулятор позволяет рассчитать растягивающие конденсаторы в контуре.
Хорошо работает, но вот рассчитали конденсаторы, а они не укладываются в стандартный ряд, да ещё и с дробными величинами. Как быть? Вначале решаем, что полученный номинал при расчёте собираем из двух или даже трёх конденсаторов соединённых параллельно. Такое применяется в любительской практике очень часто и не только из-за «сложности» в подборе номинала, а ещё и в создании термостабильности контура. Но про термостабильность будет отдельный материал, а вот про точность подбора необходимого номинала поясню.
В состав калькулятора включена паразитная ёмкость, которую вычислить самостоятельно практически невозможно, но ввести в калькулятор необходимо! Попробовал указать 0 пФ – калькулятор отказывается считать. Ввёл все данные и указал паразитную ёмкость 10 пФ. Всё было просчитано. Заменил на 15 пФ и опять получил результаты, но они отличались от первых в небольших пределах. Значит изменяя разводку, можно получить приемлемые номиналы ( в разумных пределах ), но всё же есть ещё цифры после запятой… Смотрим как они влияют на точность настройки контура и диапазон перестройки. И здесь помогает второй калькулятор
Рис. 9. Второй калькулятор, можно сказать: «проверочный»!
Посчитали конденсаторы, округлили номиналы и второй калькулятор посчитает в каких пределах края диапазона вдвинулись от расчётных.
А чтобы не быть голословным, предлагаю записать в блокнот ссылку на калькулятор и пользоваться в своих расчётах!
https://vpayaem.ru/inf_contur.html
Открываем сайт с калькуляторами и считаем номиналы конденсаторов С1 и С2 для трёх поддиапазонов. При этом Контурная индуктивность равна 5 мкГн, ёмкость переменного конденсатора 37 – 445 пФ и паразитную ёмкость принимаем равную 15 пФ.
Все результаты заносим в таблицу
Рис.10. Таблица результатов.
Чёрным цветом показаны расчёты контуров которые желательно получить, синим цветом показаны результаты расчёта параметров контуров с дополнительными конденсаторами С1 и С2, а красным показаны результаты для сравнения с расчётными. Совпадение очень хорошее. Всё хорошо, вот только величина С1 для первого поддиапазона уж очень впечатляет!
Есть вариант другого варианта «растяжки», но об этом в следующем материале.
Ставим лайки, если материал понравился, подписываемся на канал, если ещё не подписаны и пишем комментарии с замечаниями и предложениями!!!
Желаю всем моим читателям крепкого здоровья, много сил для творчества и большого счастья в жизни!!! Берегите себя!!!
Желаю все чистого и мирного неба!!!
