Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Кузьмин, А. А. Маломощные усилители с распределенным усилением

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

21.10.2023

Размер:

9.12 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 237 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 > Следующая >>>

Коэффициент перекрытия частотного диапазона равен

^Д == “ср в/^ср	/"	2
	Г (1	)/?п>
а <7П связан с kA соотношением
qu = l l Y k \ — l .		(4.20)

Зависимости от л: фазовой постоянной и характеристиче ских сопротивлений полузвена без потерь при йд= 3 показаны на рис. 4.11.

Рис. 4.11. Зависимости харак теристических параметров ре активного полосового трехэле ментного фильтра от относи тельной частоты.

Волновое сопротивление w т изменяется в полосе

пропускания	от оо до	0, а шп — от	оо	до	оо, принимая
на частоте
mmin ' 1	(0ер н(\|)г.р в (^тгп :=‘ш min		=z	К -Гср н-Тср в )
минимальное значение,		равное
	™ =	wo V ( k A+ 1)/(£д -		1 )•	(4.21)

Из формул (4.15), (4.20), (4.21) следует несколько вариантов расчета элементов фильтра в зависимости от совокупности заданных величин. Соответствующие рас четные формулы сведены в табл. 4.1.

4.5.ДИСКРЕТНО-РАСПРЕДЕЛЕННЫЙ ФИЛЬТР

Схема полузвена дискретно-распределенного фильтра

с потерями (рис.	4.12) состоит из индуктивности Тц/2 =
— Lpl/2, емкости	CKJ2 = Cvl/2, равномерно распределен

ных по длине //2, сосредоточенных элементов Съ/2 и 2Кь.

Такой эквивалентной схемой можно представить входное сопротивление УЭ, параллельно подключенного к ка тушке индуктивности, расположенной над корпусом (под

Расчетные

параметры

/гд

«н

«в

«0

min

Сь

Определение расчетных параметров Г1ТФ при заданных

С у шн - о»П m in		^Ь’ “V ШП min		Ст., a) , k
С у шн - о»П m in		^Ь’ “V ШП min		Ъ	в’ д
2	Г		] - 1 1	2
шнСьшП min	1	«вСь^п min	j		Л
toK
^д(йн			“ в
“ Н \| / Ад --- 1		/ * д ~ 1			'
			Ад
т£л					2АД
т£л				«„Сь (Ад —1)

СЬ’ Ад’ ®П min

кл

2 “YlminCb (Ад 1)

©н*д

2(Сад + 1

а'п т /п ^ ь ]/Ад 1

* n m in Р (Ад— !)/(Ад + 1)

Сь^п тш (Ад — 1)/(Ад + 1) = 0,25La (Ад — 1)

Сь

Т а б л и ц а 4. i

“V шн>*П min

«„ «н

«н

«в

«н | / Ад — 1

тт

и>„ | / со^ — <

I -Также №о>кно понимать число витков КатуШки индук

тивности), или к отрезку длинной линии. В первом слу чае Lv и Ср не связаны между собой, а во втором — свя

заны известным соотношением

V L vCv = V ^ ! c * ,

(4.22)

где е, р — диэлектрическая и среды; с* — скорость света.

c ^ T V / Л -		ПXaJa p/91 2R,
I I I	I
р ala ala ala
St t t	i--- 1—
O i 1—1

магнитная проницаемость

Рис. 4.12. Схема полузвена дискретно-распределен ного фильтра с потерями.

Вводя обозначения:

x = g/2 = a>/a)0, СВ0 = 2/ ]/L KCK= 2 /У LpC'p/ (4.23)

Рс~ Сь/Ск= Сь/Cpl, [Хй = рк/2/?й

и учитывая (4.3), из (4.4) и (4.5) определим матрицу Л-параметров полузвена ДРФ

		(— />cX-\|-/\|Ab)sinX-f-COSX	J/pKsin JC
[*] =	—		(4.24)
	—	[(jxpa-\-pb)cos jc—(-/ sin jc] ! cos.*;
	Pk		I

и формулы для характеристических параметров с учетом потерь

	chy/2 = cosx-T,			sh y/2 = /sin х • П,
			®Т.п=(Р„/П)Т±1,					(4.25)
где
Т =	У " 1 р сх— — ( / >iьg x) ,			П	=Y	1 + (р сх —		/ > ь ) хc . t g
При малых потерях имеем								(4.26)
При малых потерях имеем
		р = 2 arc sin [sin x Y			1 — p cxi% x\,
	a	= н / V (l — p cxxgx)(l-\-pcxctgx)					,
	T ==		Pk	[ V \ +		pcx \ g x ] +l .		(4.27)
	T ==		у l + p eX Ctg X	[ V \ +		pcx \ g x ] +l .		(4.27)
	п. т		у l + p eX Ctg X

Полоса	пропускания ДРФ
ограничивается			частотой
среза,	определяемой				из
трансцендентного				уравне
ния
1—A>XcptgXcp=0,				(4.28)
где
-!('ср= :соср/соо-				(4.29)
Зависимость		x cp— f (pc)			по
строена на рис. 4.13. С из
менением р с		от 0 до		оо Хср
уменьшается			от я/2		до
1 / V Рс-	Путем		разложения
tg*Cp при малых хср и при
хСр, близких к я/2, в ограни
ченный степенной ряд мож
но найти приближенные фор						Рис. 4.13. К расчету парамет
мулы, пригодные для инже
						ров дискретно-распределенно
нерного	расчета при			рс~> 1		го фильтра.

^	1 +	К	•+	£	) ’	<4-30>
при р с < 1
^ = ^	+ 17 Г -	-	/ ( ^	)	+ 3 '	(4 -31)

Как правило, рс> 1 и, следовательно, чаще используе

мым является соотношение (4.30).

Ход частотных зависимостей характеристических со противлений и фазовой постоянной ДРФ без потерь име ет вид, аналогичный виду соответствующих частотных зависимостей ФНЧ k. На низких частотах характеристи

ческие сопротивления равны

шт> п (л ; =	0 ) = да» = Р к / +	Д : — 1 / Д (/ (С к + С ь) • ( 4 -32)
Согласно	(4.32), дат п (х=0)	есть низкочастотное значе

ние характеристических сопротивлений ФНЧ k, получен

ного из ДРФ путем отнесения общей	распределенной
емкости к сосредоточенной емкости С&.
Произведение
й= (всрw0Cb= 2pcx Cp[Y 1 Ч" Рс	(4.33)

с помощью		x cp= f ( p c)	(рис.	4.13) или	формулы (4.29)
может	быть	выражено	как	функция	рс. Зависимость
a =f(Pc)	(рис. 4.13) необходима для расчета элементов

фильтра. Величина параметра а не может превышать значение, равное двум, т. е. задание а > 2 нереально. Это связано с тем, что при рс-^~°о (Cft->-0) схема ДРФ вы рождается в схему ФНЧ типа k, для которого а = 2.

Приведенные соотношения позволяют наметить порядок расчета параметров ДРФ для двух случаев: при исполь зовании распределенной катушки индуктивности и от резка длинной линии. Порядок расчета и расчетные фор мулы приведены в табл. 4.2.

Зтагы рас чета

Т а б л и ц а 4.2

Порядок расчета параметров ДРФ по заданным величинам:

Съ. « V		“'о		СЪ■ Рк’ »•
с распределен-!				с распределенной	с отрезком длин
ной катушкой	\| с отрезком длин-			катушкой индуктив
индуктивноси	J	н0^	линии	ности	ной линии

а=СЬшср“'0-

*ср= f (°) ■Ре= f (а)

“ о= “ ср/^ср

Рк= w0 (1 + p j

С_ =	С.	1=	9Г*
С_ =	—	1=	-----
a	Р,		(i)0V е[х
Lк^	ш0

Рс= {fJWoY— l

*ср= l(Pc)- a = f(Pc)

шср= а1сьт •

		ш° = “W*CP
г	с,	2г*
г	— —	i -
СК	р	(о0Уер.
	г с	(о0Уер.
	_ 2 р к

"к- ш„

4.6. МАТРИЦЫ И ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК КАСКАДА УРУ НА ЭЦВМ

Метод многополюсника оказывается весьма эффек тивным при расчете на ЭЦВМ характеристик каскада УРУ. При этом в основу программы расчета ложатся нормированные матрицы Л-параметров составных частей секции, а также алгоритм перемножения матриц и вы числения элементов матрицы рассеяния, представляю щих собой нормированные рабочие коэффициенты пере дачи. Все величины нормируются относительно харак терных сопротивлений: w0 для ФНЧ k и ПТФ, рк для

ДРФ. Параметрам входной линии присваивается индекс 1, а параметрам выходной — индекс 2. Связь между па раметрами входной и выходной линий вводится с по мощью соответствующих коэффициентов.

Матрицы секции и каскада всех структур определя ются в СК я, как наиболее удобной для записи матриц в блочной форме. После нахождения элементов матрицы каскада осуществляется перевод в СК %■ Матрицы по-

лузвеньев фильтров с Т-образной стороны

входной и вы

ходной

линий,

нормированные

относительно

w0i,2

или

P k i ,2 ,

имеют вид:

для ПТФ и ФНЧ типа к, как частного случая от пер

вого При Vnl,2 = 0

(4.16)

СМ, 2

9П1_2

) ~f~ P'ai. aP'bi, 2 ~f~

а (н)

—

, ■ ( . .

x U 2 - 4 \ , 2

„

|(/JCI, 2+Hal, 2)

*T 1 1 l^ai , 2

X i

’ 2*

■2 /

11. 2

. x >,2 — q2n\,2

, ..

I f*bi, 2

■

лi, 2

(4.34)

для ДРФ (4.24)

(П1

Г (— Р а ,

2X1, 2 + №М, 2) sin А-!, г + cos Х г ,

2 I / sinХ и 2

ft v

' -—*

_____ ,

___________________________ __________ У

Т1’ 2

И Р а ,

2 х ,, 2

+ ц-ы, 2) COS X], 2

+ / s in X t , 2

{ COS X ,, 2

(4.35)

где индекс

«н»

означает

операцию

нормирования.

дальнейшем этот индекс для матриц а опустим. В		(4.34)
Xz= bpXi,	Ьр= (Ooi/(0O2,
^п 2 — Q u i b p f d u ,	d u — c o n i/(0ц2.	(4.36)
В (4.35)
X z = b p X u	Ьр = COol/0)02j
Рс2 = ясРс1» л с— (СъгСга)/(СмС^ ) - 1		(4.37)

Для обеспечения синфазности в каскаде УРУ необходи мо, чтобы коэффициенты Ьр, г/н, зтс были равны единице.

Однако при наличии потерь оптимальными могут ока заться значения, несколько отличающиеся от единицы.

Матрицы полузвеньев, определенные с П-образной стороны <*ni,2 ) как уже указывалось образуются из a _2 путем взаимной переста-

с>—075

новин элементов, расположенных по главной диагонали. В матрич ной форме указанная перестановка записывается в виде

где	аП1,2 =	е -	[КТ1,2 ] -1 ^ - ■		(4.38)
где				'
	е_ =		1	'
			— 1
Рассмотрим	случай, когда		при	параллельном включении УЭ
в передающие	линии секция	оканчивается Т-образными			концами,

а при последовательном — П-образными. Тогда матрицы левого вось миполюсника секции (рис. 3.1) для различных структур можно пред ставить в форме

(4.39)

Irt	I «Т2
Для правого восьмиполюсника секции имеем

аП1жу —	аП1	(4.40)
	аШт —

“П2

	аТ1	04'
аи ы	1___
	—	аС

Используя (4.38), выразим (4.39), опорными

’ anI«S =	Г	“ П	1
	(	а
		аТ2 .

(4.40) через матрицы, являющиеся

		“ Т1			в—gc-j.j £—
	aUy		!>	а1 кг —		(4.41)
	aUy	аТ2	!>	а1 кг —	Q—ос-р2 ^ —
		аТ2			Q—ос-р2 ^ —
	а\жП—			а1*е=	“Т1
	а\жП—	Т2		а1*е=		_ 1
		Т2				« -“тг*-
	<?_аТ1 е					е_аТ1 е _
аи и у =		Q_а-р2 ^ —		am*g —		(4.42)
		Q_а-р2 ^ —				j.T 2
ап ы —		аТ1		’ аШжг —		аТ1
		6 — —1^				аТ2 _
Как видно из (4.41),		(4.42),
	а1 жу~ а1 Пжг’ а1 жг — аП1жу
	aU h z=allUg< aUg = а1 ПжН-
Матрицу	с СК я	левой или правой частей восьмиполюсника					I I
(рис. 3.1), разделенного по оси симметрии,					найдем из (3.14) с		ис
пользованием	(2.25)	(н)’__
		(н)’__	= А ’«ф.			(4.43)
		стер	= А ’«ф.

где — 1,	? -*	е определяются по формулам (2.26),
						(4.44)
или		Pl2^21 -- l/l2, 21 У tt>01®02				(4.45)
или
		Pl2 ^,2 l -- 212, 21/		У Wo2W0 1i
ИЛИ
или		P l 2 ^ 2 1 ---^12, 21 У VVm/Wos,
или
		Р\2, 21 — £ 12, 21 У wo\/wo2 .
При использовании			ДРФ в (4.45) woi# необходимо			заменить
На Рк1,2-
Таким	образом,		имеем	возможность, используя
(4.41) — (4.43),		определить матрицы полусекций и секций
Матрица каскада находится последовательным						перемно
жением
						(4.47)
			П
Далее используется			алгоритм	(2.32) для	v = n,	pi,3 =®oi
или pKi, р2.4 = ®02, или рк2, Zi= R i и через					(2.18)	и (2.31)

находятся нормированные рабочие коэффициенты пере дачи. В ненормированном виде они определяются с по мощью соотношения

(4.48)

где = Ri, i/Ra (До — некоторое опорное сопротивле

ние, равное, например, 75 Ом).

По изложенной методике производился расчет рабо чих коэффициентов передачи и К.СВН каскада структуры У на ФНЧ типа k и усилительных элементах, имеющих

схему замещения триода с общим катодом, для которого нормированные параметры прямой и обратной передачи имеют вид

где s — крутизна триода; С’са — проходная емкость сёТ'* ка — анод. Исходными брались относительные величины:

8 — ■ £>ca/j/"£>i£>a> 6 &—	^ (и /^ о г ’		2 — ^ 1 , 2 / ^ 0 1 , 2 1
			(4.49)
K o z = s b' 02l 2 ,		X ' i , 2 =	< o /Q cp i, а>
где
бм. 2 — £>in, 2	£>cai	01,2 ~~ У Lо, , ,/С ,, 2 , £2cpi, 2 ■
	— 2/]/Lai,		2.

Рис. 4.14. Расчет КСВН	передающей линии при п =3, е= 0,		=1 и
различных	нагрузочных сопротивлениях.
Рис. 4.15. Расчет АЧХ	каскада	при п= 3, е= 0, Ьш= 1 различных
нагрузочных		сопротивлениях.

Рис. 4.16. Расчет КСВН передающей линии при и =4,		е= 0,	=1 и
различных нагрузочных сопротивлениях.
Рис. 4.17. Расчет АЧХ каскада	при т=4, 8=0, ьш =1	и различных
нагрузочных	сопротивлениях.

А р	г у м е	н	т о м	я в	л я л а с	ь	о т н о с
х \ .	Остальные	величины		(4.49)	выполняли	роль	пара-
метров (из них			Д0 ==0,75,е, 6		, гя
	6а =	1 ,	Д0 ==0,75,е, 6		, гя

варьировались). Для сопоставления результатов расчета и эксперимента были учтены потери во входной и выход-

Рис. 4.18. Расчет модуля рабочего коэффициента передачи входной линии при я = 4, 8=0, йш= 1 и различных нагрузочных сопротивле

ниях.

Рис. 4.19. Расчет модуля рабочего коэффициента передачи в сторону

балластного	нагрузочного сопротивления выходной линии при п = 4,
- -	8 = 0 , ьи = 1.

Рис. 4.21. Расчет АЧХ каскада при ги=4, 8=0, гв = 1 и различном

соотношении частот среза входной и выходной ПЛ.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 237 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ