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(hào)密集，除電視、調(diào)頻廣播、移動(dòng)通信等大信號(hào)之外，還有大量通信弱信號(hào)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(hào)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(hào)帶外地干擾信號(hào)，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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)應(yīng)的值，選定α值并利用表查找Q3min對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(huì)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(duì)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(duì)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(duì)應(yīng)的值，選定α值并利用表查找Q3min對(duì)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(jí)和次級(jí)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(duì)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(duì)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(dòng)，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(duì)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(duì)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(duì)應(yīng)的值，選定α值并利用表查找Q3min對(duì)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(jí)和次級(jí)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(duì)應(yīng)的值，選定α值并利用表查找Q3min對(duì)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(hào)H04B1/16GK101090276SQ20061002769
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海復(fù)高軟件開發(fā)有限公司