專利名稱:變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種接收機(jī)前端的變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器,尤其涉及該變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù):
無線電信號密集,除電視、調(diào)頻廣播、移動通信等大信號之外,還有大量通信弱信號存在。如何在惡劣的電磁環(huán)境下進(jìn)行通信,成為超短波通信機(jī)設(shè)計(jì)必須考慮的問題。
接收機(jī)統(tǒng)調(diào)預(yù)選器,因?yàn)椴迦霌p耗低、頻率跟蹤性能好、價(jià)格低廉,使接收信號在進(jìn)入接收機(jī)有源器件以前得以濾波,有效地濾除信號帶外地干擾信號,因而在接收機(jī)的設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器,在該預(yù)選器設(shè)計(jì)中,由于變?nèi)荻O管的選擇不一致,導(dǎo)致預(yù)選器性能不穩(wěn),相對帶寬隨頻率而變化。
如何設(shè)計(jì)一種預(yù)選器,除要求插入損耗低,帶外抑制好,還希望在要求的帶寬內(nèi)有比較穩(wěn)定的百分比帶寬,是擺在科技技術(shù)人員面前需要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器設(shè)計(jì)方法,旨在解決上述的問題。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟1該預(yù)選器Q值按如下關(guān)系選取
該預(yù)選器工作于通帶下邊頻fo時(shí),其調(diào)諧回路工作帶寬BW與預(yù)選器Q值有如下關(guān)系Q=_fo/BW;步驟2其電感器按如下方法取值選擇電感值L,使預(yù)選器在工作頻帶的下邊頻時(shí)的Q值為電感回路與源或負(fù)載構(gòu)成的等效串/并聯(lián)電路Q3值為最小時(shí)所對應(yīng)的值;當(dāng)頻率升高一個(gè)倍頻程時(shí),也即預(yù)選器覆蓋一個(gè)倍頻程的Q為Q3值為最大時(shí)所對應(yīng)的值;Q3max、Q3min與α的取值關(guān)系見下表
步驟3所述的變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器,其最小值Qmin的選取是通過表選取與步驟1所計(jì)算的Q值最為接近的Q3min所對應(yīng)的值,選定α值并利用表查找Q3min對應(yīng)的Q值,由Q=WL/R,其中負(fù)載電阻R=50Ω,f=下邊頻,計(jì)算得L值,并選取與該值最為接近的標(biāo)準(zhǔn)電感器;步驟4前述的變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器,其回路電容值利用步驟3通過計(jì)算選擇獲得標(biāo)準(zhǔn)電感器電感值,利用窄帶串/并變換公式計(jì)算等效回路電感和電容值;步驟5其耦合變?nèi)荻O管的電容C2利用公式。C2=1.2C1/(Q3min-1)計(jì)算;與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是在要求的帶寬內(nèi)有比較穩(wěn)定的百分比帶寬,具有很好的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)容易,可廣泛應(yīng)用于接收機(jī)的射頻前端電路的設(shè)計(jì)中。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)預(yù)選器電路連接圖;圖2是α=1時(shí),圖1所示的預(yù)選器電路Q3與Q的關(guān)系曲線;
圖3是圖1的改進(jìn)連接圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述附圖1是一個(gè)變形的電容耦合雙調(diào)諧回路,回路電感由六個(gè)電感組成。當(dāng)變?nèi)莨躋值足夠高,對回路影響可忽略時(shí),此電感回路與源或負(fù)載構(gòu)成的等效串/并聯(lián)電路的Q3值和電感L與R串聯(lián)電路的Q關(guān)系如附圖2所示。Q=ωL/R,R為源(或負(fù)載)電阻,顯然Q與頻率成正比。由圖2看出,Q3有一最小值,在其附近Q3變化緩慢。這正是發(fā)明要達(dá)到的目的在一定頻率范圍內(nèi)該預(yù)選器相對帶寬基本穩(wěn)定,耦合電容變化范圍要求變窄,元件易于選擇。圖2是α=1時(shí)的曲線,α為其它值時(shí)曲線變化基本相同。
如果通過選擇電感L,使預(yù)選器頻率低端在Q3=Q3min;當(dāng)頻率升高一個(gè)頻程(即預(yù)選器覆蓋一個(gè)倍頻程)Q3=Q3max,不同α?xí)rQ3min,Q3max值見下表。之所以使預(yù)選器在頻率低端滿足Q3=Q3min,是為了保證耦合電容隨頻率變化的單值性。實(shí)際上由于工作頻率不同和選取標(biāo)準(zhǔn)元件值等原因,不可能恰好滿足在頻率低端Q3=Q3min的條件,只要盡量靠近,就不會引起問題。
本發(fā)明是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟1該預(yù)選器Q值按如下關(guān)系選取該預(yù)選器工作于通帶下邊頻fo時(shí),其調(diào)諧回路工作帶寬BW與預(yù)選器Q值有如下關(guān)系Q=_fo/BW;步驟2其電感器按如下方法取值選擇電感值L,使預(yù)選器在工作頻帶的下邊頻時(shí)的Q值為電感回路與源或負(fù)載構(gòu)成的等效串/并聯(lián)電路Q3值為最小時(shí)所對應(yīng)的值;當(dāng)頻率升高一個(gè)倍頻程時(shí),也即預(yù)選器覆蓋一個(gè)倍頻程的Q為Q3值為最大時(shí)所對應(yīng)的值;Q3max、Q3min與α的取值關(guān)系見下表
步驟3所述的變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器,其最小值Qmin的選取通過表選取與步驟1所計(jì)算的Q值最為接近的Q3min所對應(yīng)的值,選定α值并利用表查找Q3min對應(yīng)的Q值,由Q=WL/R,其中負(fù)載電阻R=50Ω,f=下邊頻,計(jì)算得L值,并選取與該值最為接近得標(biāo)準(zhǔn)電感器;步驟4前述的變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器,其回路電容值利用步驟3通過計(jì)算選擇標(biāo)準(zhǔn)電感器電感值,利用窄帶串/并變換公式計(jì)算等效回路電感和電容值;步驟5其耦合變?nèi)荻O管的電容C2利用公式。C2=1.2C1/(Q3min-1)計(jì)算;諧調(diào)變?nèi)荻O管和耦合變?nèi)荻O管用兩個(gè)同樣的變?nèi)荻O管串聯(lián)代替;耦合變?nèi)荻O管串聯(lián)的輸入輸出端分別接到初級和次級兩個(gè)串聯(lián)變?nèi)荻O管的中間接點(diǎn);所選擇變?nèi)荻O管電容值是原值的2倍。
實(shí)施實(shí)例1.設(shè)計(jì)要求頻率覆蓋范圍125~250MHz瞬時(shí)相對帶寬20%輸入、輸出阻抗 50Ω2.設(shè)計(jì)步驟(1)預(yù)選器Q值選取在臨界耦合條件下,雙調(diào)諧回路帶寬(BW)由下式給出BW=21/2f0/QBW/f0=20%得Q=7.07(2)電感值得選取由表選Q3min最接近7.07的值,選α=1,Qmin=0.56,對應(yīng)得Q3min=6.97。由Q=ωL/R,取Q=0.56,R=50,f=125×106計(jì)算得L=35.7nh取得接近得標(biāo)準(zhǔn)元件值L=33nh。
(3)計(jì)算回路電容C1取L=33nh,利用窄帶串-并聯(lián)電路變換公式計(jì)算等效回路電感L1=57.5nh,C1max=28.2P(4)計(jì)算耦合電容C2利用公式C2=1.2C1/(Q3min-1)計(jì)算C2=5.7P。
(5)電路的改進(jìn)由前面計(jì)算結(jié)果看出,耦合電容與回路調(diào)諧電容之比基本是1/Q3關(guān)系,這給希望用一種變?nèi)莨軐?shí)現(xiàn)預(yù)選器變得困難。為此,采用附圖3,將電容耦合回路進(jìn)一步作如下改動,用兩個(gè)電容為2C1的變?nèi)荻O管串聯(lián)代替附圖1中變?nèi)荻O管C1,耦合變?nèi)荻O管從電容為2C1的變?nèi)荻O管串聯(lián)的中間引出,耦合變?nèi)荻O管的電容C3max由下式給出C3max=4C1×2C2/(C1-2C2)=76.5P。
這樣二倍耦合電容與二倍回路電容大大接近了,可采用同樣變?nèi)荻O管。
由表,當(dāng)調(diào)諧頻率達(dá)到250MHz時(shí),Q3max=8.5,等效回路電感52.6nh,回路Q3max=8.15,Clmin=7.7P,2C3min=15.6P,要求得電容變比2C1max/2C1min=56.4/15.5=3.66,2C3max/2C3min=76/15.6=4.87,由于在頻率高端等效電感下降,調(diào)諧電容要求小于4;由于等效Q上升,耦合電容變比大于4。此電容變化比很多變?nèi)荻O管都能夠滿足。
權(quán)利要求
1.一種變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器設(shè)計(jì)方法,是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟(1)該預(yù)選器Q值按如下關(guān)系選取該預(yù)選器工作于通帶下邊頻fo時(shí),其調(diào)諧回路工作帶寬BW與預(yù)選器Q值有如下關(guān)系Q=_fo/BW;步驟(2)其電感器按如下方法取值選擇電感值L,使預(yù)選器在工作頻帶的下邊頻時(shí)的Q值為電感回路與源或負(fù)載構(gòu)成的等效串/并聯(lián)電路Q3值為最小時(shí)所對應(yīng)的值;當(dāng)頻率升高一個(gè)倍頻程時(shí),也即預(yù)選器覆蓋一個(gè)倍頻程的Q為Q3值為最大時(shí)所對應(yīng)的值;Q3max、Q3min與α的取值關(guān)系見下表
步驟(3)所述的變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器,其最小值Qmin的選取通過表選取與步驟(1)所計(jì)算的Q值最為接近的Q3min所對應(yīng)的值,選定α值并利用表查找Q3min對應(yīng)的Q值,由Q=WL/R,其中負(fù)載電阻R=50 Q,f=下邊頻,計(jì)算得L值,并選取與該值最為接近的標(biāo)準(zhǔn)電感器;步驟(4)前述的變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器,其回路電容值利用步驟(3)通過計(jì)算選擇的標(biāo)準(zhǔn)電感器電感值,利用窄帶串/并變換公式計(jì)算等效回路電感和電容值;步驟(5)其耦合變?nèi)荻O管的電容C2利用公式C2=1.2C1/(Q3min-1)計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器設(shè)計(jì)方法,諧調(diào)變?nèi)荻O管和耦合變?nèi)荻O管用兩個(gè)同樣的變?nèi)荻O管串聯(lián)代替;耦合變?nèi)荻O管串聯(lián)的輸入輸出端分別接到初級和次級兩個(gè)串聯(lián)變?nèi)荻O管的中間接點(diǎn);所選擇變?nèi)荻O管電容值是原值的2倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器設(shè)計(jì)方法,是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的該預(yù)選器Q值選取其電感器取值;其最小值Qmin的選取通過表選取與所計(jì)算的Q值最為接近的Q3min所對應(yīng)的值,選定α值并利用表查找Q3min對應(yīng)的Q值,由Q=WL/R,其中負(fù)載電阻R=50Ω,f=下邊頻,計(jì)算得L值,并選取與該值最為接近得標(biāo)準(zhǔn)電感器;前述的變?nèi)荻O管調(diào)諧預(yù)選器,其回路電容值通過計(jì)算選擇的標(biāo)準(zhǔn)電感器電感值,利用窄帶串/并變換公式計(jì)算等效回路電感和電容值;其耦合變?nèi)荻O管的電容C2利用公式C2=1.2C1/(Q3min-1)計(jì)算;本發(fā)明的有益效果是在要求的帶寬內(nèi)有比較穩(wěn)定的百分比帶寬,具有很好的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)容易,可廣泛應(yīng)用于接收機(jī)的射頻前端電路的設(shè)計(jì)中。
文檔編號H04B1/16GK101090276SQ20061002769
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者蘇秀臣, 陳西豪 申請人:上海復(fù)高軟件開發(fā)有限公司