книги из ГПНТБ / Симонов Ю.Л. Усилители промежуточной частоты

Относительное приращение полной емкости контура на основании (4.90), (5.15), (5.24) и (5.52)

С увеличением собственной емкости контура С (входя­ щей в а£) ДСЭ/СЭ уменьшается, а стабильность основных

характеристик УПЧ соответственно повышается. Комби­ нируя (4.88), (5.24) и (5.61), получаем минимальную величину С, обеспечивающую заданную стабильность УПЧ

при gil0< g ti-

(5.62)

При С= Сс каскад и УПЧ в целом имеют максимальное стабильное усиление

Если окажется, что Сс^ 0 , то целесообразно не включать собственную емкость контура (С = 0). Каскад будет

132

иметь в этом случае предельный максимальный коэффи­ циент усиления

с тройками расстроенных каскадов приводит к усреднениями с реа­ лизацией режима оптимального согласования у каскадов, настроен­ ных на номинальную промежуточную частоту, так как они требуют вдвое большего эквивалентного затухания контура по сравнению с расстроенными каскадами. В такого рода УПЧ используют поэтому комбинированный режим работы: режим согласования в каскадах, настроенных на номинальную промежуточную частоту, и режим оптимального согласования в расстроенных каскадах.

Нетрудно показать, что в этом случае коэффициент усиления по

где Кес — единичное усиление:

Х(п) — функция, определяемая выражениями

Численные значения функции Х(п) приведены в табл. 5.8.

Рассмотрим свойства режима согласования, которые существенно отличаются от свойств режима оптимально­ го согласования.

1.Коэффициент усиления по напряжению зависит от величин емкостей С, С2 2 , Сцс и уменьшается при их уве­ личении.

2.Увеличение полосы пропускания П„ или числа ка­ скадов я приводит к уменьшению усиления из-за умень­

шения единичного усиления Лес и увеличения функции

ф(п).

3. Переход от настроенного УПЧ к усилителям с па­ рами и тройками расстроенных каскадов, переход от одногорбой резонансной кривой к многогорбой сопро­ вождается уменьшением функции ф(я) и увеличением ко-

133

Т а б л и ц а 5.8

Численные значения функции одноконтурных УПЧ

эффициента усиления. Настроенные усилители имеют наименьшее усиление. В широкополосных УПЧ целесо­ образно использовать усилители с расстроенными каска­ дами.

4.Стабильность работы УПЧ может быть улучшена за счет увеличения собственной емкости контура.

5.Увеличение числа каскадов п усилителя при Пп= =const не приводит к неограниченному росту коэффи­ циента усиления. Рассмотрим это свойство для наиболее важного практического случая—усилителя с резонанс­

134

ной кривой типа В. Подставляя в (5.56) значение функ­ ции ф(«) из табл. 5.6, находим

j / ^ 2 ' - l ] ns ( K ec7(v//z)lg2)«.

Исследование последнего выражения на экстремум по­ казывает, что оно принимает наибольшее значение

«о, = [ K « !/ ( v / » , „ ) lg 2 ]”■•

Кр

при критическом числе каскадов

п»Щ ѵК Ц е) lg2,

где е — основание натуральных логарифмов. Увеличение числа каскадов п при п>«,ф вызывает

уменьшение коэффициента усиления и при

уlg 2

он будет равен единице.

Увеличение количества расстроенных каскадов в груп­ пе вызывает быстрое увеличение пир и Л”о/гкр- Чем больше усилительный потенциал Км, тем выше пкр и Коп кр-

Эффективность возрастает при переходе от настроен­ ного усилителя к усилителям с расстроенными каскадами и при переходе от резонансной кривой типа А к резонанс­ ной кривой типа В и тем более к кривой типа С.

I!. Усилитель с последовательным включением в контур усилительного прибора следующего каскада (рис. 5.7)

Коэффициент усиления каскада по току может быть получен из (5.36) подстановкой в него dm из (5.49) вместо d. Принимая во вни­

мание (5.35), (5.45), находим

(fo/fp) ! h-2\ 1

(5.67)

135

Коэффициент усиления по току k-vo каскада

где J e0 •— единичное усиление по току:

ф(д) — функция, определяемая табл. 5.6 и 5.7.

В случае, если все каскады тракта промежуточной частоты при­ емника, кроме первого (преобразователь частоты) и оконечного, на-

/?иI

нием нагрузки в контур:

а — с параллельным; 6 — с последовательным включением резистора шунта.

груженного детекторным каскадом, идентичны, то (5.69) записывает­ ся в виде

где Jeeп. J eM — единичные усиления по току преобразователя часто­

ты и оконечного каскада (при параллельном подключении детектор­ ного каскада к контуру):

УПЧ обеспечивает заданную стабильность качественных показателей, ёсли относительное приращение полной емкости контура в соответ­ ствии с (4.88) и (4.90)

136

äC22< 2тсПпб | / -Г^~ •

' &22

которое удобно использовать при разбраковке усилительных прибо­ ров для УПЧ.

5.5. РЕЖИМ ОПТИМАЛЬНОГО РАССОГЛАСОВАНИЯ ОДНОКОНТУРНОГО УПЧ

Режим оптимального рассогласования осуществим лишь в каскадах с параллельным подключением к кон-

Рис. 5.8. Обобщенные схемы каскада одноконтурного УПЧ в режиме оптимального рассогласования:

а - п р и g 22< g ,lc ; б - в случае g ,lc < 8 ^ .

Один из коэффициентов трансформации (/п< в схеме рис. 5.8,а, при gn< guc и т г в схеме рис. 5.8,6, £tic<g2 2 ) имеет предельное значение, равное единице.

Эквивалентное затухание контура в схеме каскада

g22 + W;gTic

(рис. 5.8, а),

С + Ст + С22 + /П;С110

(5.73)

m\g22 + gua

(рис. 5.8, б)

С + Ст + Щ;С22 + Спс

при удовлетворении условия согласования (5.10) меньше своего расчетного значения, которое задается выражени­ ем (4.37) при Поп = Пп и фп'(я) =ф (я).

Условие (5.1) не выполняется. В режиме согласова­ ния удовлетворение (5.1) достигается увеличением соб­ ственного затухания контура d, что приводит к умень­

137

шениЮ усиления из-за возрастания потерь энергии

вносимые затухания будут не равны друг другу: Adi<Adi (рис. 5.8,а) и Adt<Adi (рис. 5.8,6). При неболь­ шой разнице между Adi и Adi коэффициент усиления (5.9) из-за нарушения условия согласования (5.10) уменьшается, но в меньшей степени, чем в случае уве­ личения собственного затухания контура d за счет под­ ключения резистора шунта Rm в режиме согласования.

Поскольку величины коэффициентов трансформации mi, ті в (5.73) ограничены (mit п ц ^ 1), то максимальное значение эквивалентного затухания контура (при С>0) будет равно

^рм= ^ + ( 2 2 + guc)/2it/p (С -\-Ст + С22 -ф- С11в). (5.74)

Режим оптимального рассогласования может быть реа­

лизован, если

(5.75)

или в пределе (С = 0), при

da<g.dpu = d + (Ягг+ ^нс)/2я/р (Cm+ С2 2 +Сне) • (5.76)

Комбинируя соотношения (5.73) и (5.52), (3.25), (5.10), (5.23) и (5.24) для схем рис. 5.8,а и 5.8,6 соответственно, нетрудно получить следующие соотношения

— коэффициент трансформации в режиме оптималь­ ного рассогласования

тіѵ— /ПгсТ при gi2< g uC,

(5.77)

тір= тіс'{ при gnC< g 22,

коэффициент усиления по напряжению

138

гд е у — коэффициент р ассогл асован и я

1

Применение режима оптимального рассогласования вме­ сто режима согласования целесообразно, если коэффи­ циент усиления (5.78) будет не меньше коэффициента усиления Коі (5.54). Полагая в обоих режимах одинако­ вым собственные емкости контуров и комбинируя выра­ жения (5.24), (5.54) и (5.77), получаем следующее усло­ вие целесообразности применения режима оптимального рассогласования вместо режима согласования

где YP — значение параметра у, при котором коэффициент усиления Коір принимает максимальное значение:

Подставляя в (5.78) Y =YP’ получаем

/ 1/ / 1 + -^ См при g n < g w ,

{ 1 / Y x+ -c ^ m при gin<g**>

(5.82)

где Kn — предельный максимальный коэффициент усиле­ ния каскада по напряжению (усилительный потенциал) в режиме оптимального рассогласования:

Соотношение (5.78) с учетом (5.81) и (5.82) легко преоб­ разуется к виду

13!)

— обобщенный коэффициент рассогласования. Коэффи­

Полная емкость контура Сэ и ее относительное прираще­ ние на основании выражений (4.90), (5.4), (5.77) и (5.84) будут равны

Величина ДСЭ/СЭ уменьшается с увеличением собствен­ ной емкости контура С и, следовательно, стабильность характеристик УПЧ может быть улучшена соответствую­ щим выбором С. Комбинируя (4.88), (4.90), (5.87) и (5.88), находим расчетную формулу для емкости С:

140