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

5.12.РЕЖИМ РАССОГЛАСОВАНИЯ ДВУХКОНТУРНОГО УПЧ

Данный режим используется в следующих двух слу­ чаях.

1. Проводимости g2z и g нс весьма малы. Затухания, вносимые в контуры полосовых фильтров со стороны со-

Ю

Рис. 5.12. Обобщенные схемы каскада двухконтурного УПЧ в режи­ ме рассогласования:

а — при параллельном подключении нагрузки ко второму контуру; б, в — при последовательном включении нагрузки во второй контур с параллельным и последовательным включением шунтирующих резисторов.

седних усилительных приборов, Adi, Adi<^d даже при полном. включении контуров т%—1, mi— 1. В узкопо­ лосных УПЧ в этом случае dm^d, ds2=d.

В широкополосных усилителях эквивалентное зату­ хание контуров определяется лишь резисторами шунтов Яші и ^ш2 (рис. 5.12,а ):

181

Случай характерен для УПЧ на лампах и униполярных

транзисторах при невысоких значениях промежуточной частоты.

2. Проводимости gw и gnc (сопротивление гІІС) срав нительно велики, но их недостаточно для шунтирования как первого, так и второго контуров полосового фильтра при т{= 1, tti'i= 1. К обоим контурам усилителя подклю­ чаются резисторы шунтов.

Эквивалентные затухания контуров:

Коэффициент усиления Коі принимает максимальное зна­ чение при оптимальной связи контуров полосового филь­

182

Ч и с л е н н ы е з н а ч е н и я ф у н к ц и и ф(я) приведены в табл. 5.13. Аналогичным образом могут быть полу­ чены расчетные соотношения, Когда проводимостей gw, £нс (сопротивления Гцс) недостаточно для шунтирова­ ния обоих контуров полосовых фильтров, т. е. do—d> >iAdMi, ДdMi. Подключение к контурам резисторов шун­ тов эквивалентно увеличению их собственных затуханий до величин diai= do—іШ мі, dYS2=dü—AdMi. Сопротивления резисторов шунтов вычисляются по формулам (5.181) и (5.183).

а также учитывая (5.8), (5.35), находим коэффициенты усиления каскада:

С2 -f- Ст-\-СиС для схемы рис. 5.12,а.

Как и ранее рассмотрим более подробно два частных

случая.

Случай 1. УПЧ с первым вариантом полосового филь­ тра при 50< 0 ,3 и ß^l-v-1,5. Принимая во внимание

183

(5.144), преобразовываем (5.216) к виду

Коэффициенты усиления Коі и У01 принимают макси­ мальные значения при оптимальной связи контуров по­ лосового фильтра (ß—1):

Коэффициент усиления УПЧ, состоящего из п идентич­ ных каскадов, при учете (4.72) будет равен

ф(п) — функция, определяемая выражением (5.215) и табл. 5.13.

Коэффициенты усиления тракта промежуточной ча­ стоты приемника, имеющего идентичные каскады, кро­

где /Ссрц, /Серд, Jepn, ^ерд — единичное усиление по напря­ жению и току преобразователя частоты и оконечного каскада:

184

Случай 2. Широкополосный УПЧ со вторым вариантом полосо­ вого фильтра при k = k M. Полагая в (5.216) k = k a, записываем коэф­ фициенты усиления каскадов

настройки контуров полосового фильтра вычисляются по формулам

уменьшаются с увеличением собственных емкостей кон­ туров Сі, С2. Это позволяет улучшить стабильность

185

основных качественных показателей УПЧ путем увели­ чения С1 и С2 при соответствующем проигрыше в коэф­ фициенте усиления *). Минимальные значения Ct и С2, обеспечивающие стабильность УПЧ, можно найти из (4.89) и (5.227):

Если Сю, С2о< 0 , то целесообразно в УПЧ (рис. 5.12,а) принять Сі = С2—0. В схемах рис. 5.12,6,б C2^1 0 C L. Свойства усилителя, работающего в режиме рассогласо­ вания, близки к свойствам режима согласования.

5.13. РЕЖИМ ФИКСИРОВАННОГО УСИЛЕНИЯ ДВУХКОНТУРНОГО УПЧ

Пусть коэффициент усиления каскада К0, или J 0 ограничен некоторым максимальным значением Кмш или J Mакс, превышение которого недопустимо.

ЕСЛИ ОКазаЛОСЬ, ЧТО -/Смаке или J 01 J M8KC< то приходится переходить от любого из ранее рассмотрен­ ных режимов работы к режиму фиксированного усиле­ ния. Рассмотрим некоторые из этих способов.

Режим оптимального согласования

В этом случае наиболее рационально увеличение соб­ ственных затуханий контуров полосового фильтра. Пола­ гая Коі= -/Смаке И J с —■ J максі И З (5.141) И (5.1/0) Н З - ходим необходимые значения собственных затуханий

186

При небольшой разнице между d и dm удобно приме­ нять контурные индуктивности с большим собственным затуханием или увеличить d до dm путем увеличения емкостей контуров (см. § 3.5). Если разница между d и dm значительна, то к контурам следует подключить ре­ зисторы шунтов, величины которых вычисляются по фор­ мулам (5.181) и (5.183).

Режим согласования

Уменьшение /С01 до /Смако или J 01 до J MaKC целесо­ образно осуществлять увеличением собственных емкостей полосовых фильтров*). Полагая Кд1 — Кмакс и ^ 01 = ^ како из (5.185) находим необходимое приращение собственной емкости первого контура в режиме согласования первого рода

Из первой формулы (5.197) определяем приращение

Из второй формулы !(5.197) получаем новое значение собственного затухания первого контура полосового фильтра

( 5 ' 2 3 2 )

Увеличение d до dm достигается так же, как и при пе­ реходе от режима оптимального согласования.

В полученных формулах Коі, атс, d — исходные параметры каскада в режиме согласования до уменьше­ ния усиления.

Режим рассогласования

Для уменьшения усиления целесообразно увеличение собственных емкостей контуров полосовых фильтров.

*> Исключение составляют усилители рис. 5.11,6, в, в которых уменьшение усиления достигается увеличением собственного затуха­ ния первого контура.

187

Ь.14. РЕЖИМЫ РАБОТЫ МЕЖКАСКАДНЫХ ЦЕПЕЙ УПЧ С ОДНОКОНТУРНЫМИ И ДВУХКОНТУРНЫМИ КАСКАДАМИ

Рассмотрим теперь случай, когда УПЧ содержит равное количе­ ство одноконтурных и двухконтурных каскадов и используется как широкополосный усилитель при повышенных требованиях к избира­ тельности. Элементарным звеном усилителя является соединение одноконтурного и двухконтурного каскадов. Эквивалентное затухание контуров одноконтурных каскадов в два раза больше затуханий кон­ туров полосовых фильтров.

Очевидно, что в зависимости от типа используемых усилительных приборов и конкретных требований предъявляемых к УПЧ в его кас­ кадах могут использоваться разнообразные режимы работы, причем режимы одноконтурных каскадов могут отличаться от режимов двухконтурных.

В целом УПЧ можно рассматривать как состоящий из двух по­ луусилителей: одноконтурного и дзухконтурного. В общем случае коэффициенты усиления полуусилителей, каждый из которых содер­ жит nj2 каскадов, могут быть записаны в виде

где Кео, Кея, <7ео. <7ед — единичное усиление по напряжению и току одноконтурных и двухконтурных каскадов; / 0(ц/2), /д(«/2)— функ­ ции, характеризующие влияние числа каскадов и других параметров

188

усилителя на коэффициент усиления в одноконтурных и двухконтур­ ных полуусилителях соответственно.

Результирующий коэффициент усиления

к оп= кЦ2к^ / і (л). а on = üil2 a nJ 2/ m ,

где f(n) =/о(«/2)/д(л/2).

Аналитические выражения функции /(л) при возможных сочета­ ниях режимов работы одноконтурных и двухконтурных каскадов приведены в табл. 5.15 и 5.16.

Единичные усиления по напряжению Кео, Кея и току ,7ео> /Тед для реализуемых режимов работы определяются из (5.57), (5.59),

Т а б л и ц а 5.15

Одноконтурные каскады в режиме оптимального согласования

189

Т а б л и ц а 5.16

Одноконтурные каскады в режиме согласования, оптимального рассогласования и рассогласования

(5.70), (5.72) — для одноконтурных и (5.189), (5.192), (5.195), (5.202), (5.204), (5.207), (5.214), (5.220), (5.222) — для двухконтурных каска­ дов соответственно.