Глава 11.

МЕЖКАСКАДНЫЕ СОГЛАСУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Согласование входных цепей ГВВ с выходом предыдущей ступени в узкой полосе частот (fМАКС/fМИН < 1,1 ) можно осуществить с помощью резонансных цепей, реактивных четырехполюсников различной конфигурации. При работе в более широком диапазоне частот эти цепи необходимо перестраивать, что усложняет конструкцию и эксплуатацию радиопередающего устройства. В широкополосных усилителях входные и выходные цепи согласования должны обеспечивать работу в заданной полосе частот без перестройки.

Необходимо учитывать и то обстоятельство, что при работе транзистора в диапазоне f > 3ωΤ/β0 с ростом частоты модуль коэффициента передачи тока

базы |β| уменьшается обратно пропорционально частоте (рис. 11.1). При постоянном по амплитуде входном токе снижается уровень первой гармоники коллекторного тока и, соответственно, мощность в нагрузке генератора.

Рис. 11. 1

Для поддержания выходной мощности на постоянном уровне входной ток нужно увеличивать с ростом рабочей частоты. С этой целью на входе ГВВ включают специальные корректирующие цепи.

Эквивалентная схема входной цепи генератора на высоких частотах приведена на рис. 11.2. Активная составляющая входного сопротивления RВХ при изменении частоты на октаву практически постоянна, а реактивная составляющая имеет индуктивный характер [3].

Если последовательно с этой цепью включить емкость C2 и на верхней рабочей частоте получить последовательный резонанс (рис. 11.2), то при правильно выбранной добротности ток первой гармоники в коллекторной цепи при перестройке на октаву (ωВ = 2ωН) будет изменяться не более чем на 10%.

68

Полагая, что на верхней частоте диапазона wВ входной ток должен быть в

два раза больше, чем на нижней, добротность цепи Q = wВL2/RВХ получается равной 1,15.

Покажем, что это действительно так. На верхней частоте диапазона входной

ток равен: IВХ(wВ) = UГ / RВХ.

Амплитуда входного тока на нижней частоте:

IВХ(wН) = UГ / [ RВХ + j(wBL2/2 – 2/wBC2)]; Модуль входного тока:

где r = wВ L2 = 1/wВС2;

Приравнивая ток IВХ(wН) к 0,5 IВХ(wВ) , получим :

После преобразований добротность цепи :

Q = wВL2/RВХ = 1,15. Параметры корректирующей цепи определяются так:

– по известной величине RВХ найдем требуемое сопротивление индуктивно-

сти L2: XL2 = wВ L2 = Q RВХ, откуда L2 = Q RВХ/wВ;

Далее из условия резонанса на частоте wВ находится емкость С2.

У рассчитанной корректирующей цепи есть недостатки. Дело в том, что входное сопротивление усилителя мощности получается активным только на верхней частоте диапазона - wВ. На всех других частотах это сопротивление комплексное. Характер сопротивления коллекторной нагрузки предыдущей ступени передатчика будет таким же. По этой причине снижается КПД предварительного усилителя и устойчивость его работы.

Необходимо, чтобы входное сопротивление ГВВ во всем диапазоне рабочих частот было активным и постоянным по величине. Это достигается включением на входе усилителя реактивного четырехполюсника со структурой, изображенной на рис. 11.4.

69

Рис. 11.4 Рис. 11.5

Параметры цепи С2, L2 рассчитываются так, как было показано выше. Потребуем, чтобы сумма проводимостей последовательного контура С2, L2,

Последнее соотношение описывает проводимость цепи, состоящей из последовательного соединения резистора R1 и параллельного контура - конденсатора С1 и катушки индуктивности L1, величина которых:

R1 = r, С1 = L2/r2 и L1 = C2r2.

Теперь входное сопротивление цепи коррекции (рис. 11.5) является чисто активной величиной, равной RВХ, которую с помощью широкополосной трансформирующей цепи, например ШТЛ, можно трансформировать к уровню необходимому для предыдущего каскада. При этом, можно предположить, что напряжение Е на входе цепи коррекции не зависит от частоты.

Контрольные вопросы.

1.Какие задачи решаются при проектировании межкаскадных цепей связи?

2.Ставится ли задача фильтрации высших гармоник при расчетах ЦС между каскадами?

3.Почему в широкополосную межкаскадную цепь связи вводят устройство коррекции базового тока?

4.Как изменится работа широкополосного усилителя мощности, если добротность корректирующей цепи увеличить?

70