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

После определения числа каскадов осуществляется проверочный расчет избирательности УПЧ по формуле

ного коэффициента связи ß для соответствующего типа УПЧ и допустимого ар берутся из табл. 4.7 и 4.9.

Расчетное значение эквивалентного затухания d0 вы­ числяется по формуле (8.10). Численные значения функ­ ции ф(га+1) берутся из табл. 4.7 и 4.9. Полученные апрд

При 0пРд<0и и при небольшой разнице между 0 прди 0 г, (порядка 10—30%) .можно увеличить, но не более чем на один, количество каскадов УПЧ, если это обеспечива­ ет заданную избирательность. В противном случае, а также при большой разнице между 0„ рд и ап целесо­ образно перейти к УПЧ с ФСИ.

б) Полоса пропускания П и//о>0,05. При 0про ^ О п принимается усилитель с одноконтурными и двухконтур­

8.4.РАСЧЕТ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН

1.Определение резонансных частот настройки каска­ дов одноконтурных УПЧ с расстроенными каскадами:

271

2. Уточнение режима работы одноконтурных каска­ дов УПЧ на биполярных транзисторах. Если в том или ином каскаде УПЧ режим оптимального согласования не реализуется, то в нем целесообразно перейти к режи­ му оптимального рассогласования и проверить возмож­ ность и целесообразность его применения *). С этой целью в соответствии с рекомендациями пп. 4, 8 и 9 § 8.5 для этих каскадов выбирается собственная емкость контура С

если da<^.dVM и целесообразен при 1 < у < 2 у р. При невы­ полнении этих условий следует перейти к режиму согла­ сования.

3. Определение режима работы двухконтурных каска­ дов УПЧ. Расчетное эквивалентное затухание контуров полосового фильтра d0 сравнивается с максимальными предельными значениями затуханий

для второго контура, где ami=ctmci при Сі=0, ат2 =ташс2 при С%= 0. Если dni^da, d m ^ d 0, то осуществим режим оптимального согласования; при dm<Сd0^ d m — режим согласования первого рода, а при dU2< d o ^d m — режим согласования второго рода. В случае dm<do, dui< d0 используется режим рассогласования.

*> В некоторых случаях нагрузка оконечного каскада имеет прак­ тически емкостный характер (входная емкость осциллографа, или де­ тектора Сд при весьма малой входной проводимости £д<2я(оСд. В подобных случаях вместо проверки реализуемости режима опти­ мального согласования следует сразу перейти к режиму рассогласо­ вания третьего рода.

272

274

ных каскадах на биполярных транзисторах g'2 2 <g'ii,

>т,і и полное включение возможно в коллекторную цепь. В оконечном каскаде при gzi<gn полное включение кон­ тура также возможно в коллекторную цепь. В случае же £Гд<ё2 2 полное включение контура выполняется со сто­ роны нагрузки.

Собственная емкость контуров схем с обратным авто­ трансформаторным и обратным емкостным включением

может быть обеспечено полное включение обоих конту­ ров полосового фильтра. При этом необходимо учиты­ вать следующие ограничения. Во-первых, значения соб­ ственных емкостей не должны быть чрезмерно больши­ ми, так как это может затруднить конструктивную реа­ лизацию контурной индуктивности, а также расчетного значения коэффициента связи контуров полосовых филь­ тров. Во-вторых, чрезмерное увеличение емкостей конту­ ров нежелательно, так как вызывает увеличение собст­ венных затуханий контуров и, следовательно, уменьше­ ние коэффициента усиления каскада. В-третьих, при ма­ лых значениях предельных емкостей, соизмеримых сем ­ костью монтажа, конденсаторы, определяющие собствен­ ную емкость контура, не включаются. Емкость контура образуется емкостью монтажа и емкостями, вносимыми со стороны усилительных приборов. В четвертых, целесо­ образно, чтобы значения собственных емкостей контуров не выходили за пределы области, ограниченной прямы­ ми 1 и 2 на рис. 8.1.

3. В узкополосных устойчивых каскадах УЛЧ и в пре­ образователе частоты в режиме оптимального согласо­ вания, когда отношение затуханий d/d3 соизмеримо с еди­ ницей, коэффициент усиления по напряжению существен­ но зависит от величины собственного затухания. Поэтому целесообразно выбирать оптимальную величину емкости контура (см. гл. 3), при которой собственное затухание контура dm минимально, а коэффициент усиления макси­ мален. Критерием целесообразности выбора оптималь-

пого значения собственной емкости контура может слу­ жить условие

0,1 ч- 0,2

(8.28)

л + 1

4. В одноконтурных каскадах, работающ их в режиме оптимального рассогласования, согласования и рассогла-

Рис. 8.1. График для определения собственных емкостей контѵров УПЧ.

сования, собственная емкость контура выбирается исхо­ дя из условия обеспечения заданной стабильности У П Ч .

Д л я режима оптимального рассогласования

В режиме согласования

В режн.ме рассогласования третьего рода

Значения параметра б зависят от типа У П Ч и выби­ раются равными *>.

*> В УПЧ с числом каскадов, не превышающим трех, значения параметра б берутся ближе к максимальным, а при числе каскадов более шести — ближе к минимальным рекомендуемым величинам.

276

0,7 ч-0,9 — для одноконтурного настроен­ ного УПЧ,

0,3 -4- 0,5 — для УПЧ с парами расстроен­ ных каскадов,

s 0,1 4- 0,2 — для УПЧ с тройками расстро- (8.32) енных каскадов,

0,4 4-0,7 — для УПЧ с равным числом од­ ноконтурных и двухконтурных каскадов.

Если значение емкости С, вычисленное по формулам, приведенным выше, меньше или равно нулю, то конден­ сатор, образующий эту емкость, в каскад не включается.

5. В двухконтурных каскадах, работающих в режиме согласования, для обеспечения стабильности собствен­ ные емкости контуров полосовых фильтров вычисляются по формулам

где 6= 0,4-40,7.

Эти же формулы используются в режиме рассогласо­ вания. При этом из двух значений емкостей Cit С2 вы­ бирается большее. Если оказалось, что Си С2< :0, то по­ ступают следующим образом.

а) В режиме согласования первого рода собственную емкость второго контура полосового фильтра выбирают в соответствии с пп. 2 и 3 настоящих рекомендаций. Емкость первого контура полосового фильтра берут рав­ ной емкости второго контура.

б) В режиме согласования второго рода собственную емкость первого контура полосового фильтра также вы­ бирают по рекомендациям пп. 2 и 3, а емкость второго контура принимают такой же, как в первом.

в) В случае режима рассогласования конденсаторы, образующие собственные емкости контуров полосовых фильтров, могут не включаться или (если они включены) их емкости из технологических удобств выбираются та­ кими, как в других каскадах УПЧ.

277

6. Увеличение собственных емкостей контуров каска дов, работающих в режимах оптимального рассогласо­ вания, согласования и рассогласования, приводит к уменьшению коэффициента усиления по напряжению. Это свойство широко используется для повышения устой­ чивости каскадов УПЧ, если их резонансные коэффици­ енты усиления Кр, найденные без учета внутренней об­ ратной связи, превышают максимальные устойчивые зна­

где Сэ— исходное значение полной емкости контура; у— рассчитывается по первой формуле (8.22).

б) Двухконтурные каскады. Режим согласования первого рода

Режим согласования второго рода

Режим рассогласования

А С ^ А С ^ - ^ І С ^ + С ^ Х

где Cgi, Саг— полные емкости контуров.

278

7. Увеличение собственных емкостей контуров каска­ дов, использующих режимы согласования, оптимально­ го рассогласования и рассогласования, представляет собой наиболее рациональный способ устранения избы­ точности усиления УПЧ, когда коэффициент усиления УПЧ с учетом усиления преобразователя частоты Хо(п-и) превышает максимально допустимое значение /(макоп. Коэффициент усиления преобразователя частоты К оп обычно значительно меньше коэффициента усиления пред­ варительных каскадов К оі- Поэтому при уменьшении усиления УПЧ в целом целесообразно оставлять коэффи­ циент усиления преобразователя частоты неизменным. Таким образом, коэффициент усиления УПЧ не должен превышать значения

где /Сод — коэффициент усиления оконечного каскада.

В случае, если /С"д</Смакс"п/КоШ уменьшение рацио­

нально лишь за счет уменьшения коэффициентов усиле­ ния предварительных каскадов. Приращения собствен­ ных емкостей контуров последних вычисляются в зависи­ мости от вида режима и типа каскада по соответствую­ щим формулам п. 6 при замене Ку на

Если /С"д >>/Смакс п/^оп> т0 снижение усиления при­ меняется во всех каскадах УПЧ. Приращения собствен­ ных емкостей контуров также вычисляются по формулам п. 6 при замене Ку на

8. Рассчитанные значения собственных емкостей кон­ туров округляются в сторону увеличения до ближайших номинальных значений емкостей, выпускаемых промыш­ ленностью.

9. Из технологических соображений удобно (если нет каких-либо ограничений) выбирать собственные емкости контуров всех каскадов одинаковыми.

10. При емкостном включении контура его собствен­ ная емкость

2 7 9

11. В каскадах, использующих режим оптимального согласования при неполном включении контуров, собст­ венные емкости последних целесообразно выбирать так, чтобы значения коэффициентов трансформации лежали в пределах от 0,1 до 0,9.

8.6. СОСТАВЛЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УПЧ НА ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМПАХ

Каскады УПЧ, кроме электронных ламп и колебательных конту­ ров межкаскадных цепей, включают в себя дополнительно вспомога­ тельные цепи и детали, предназначенные для обеспечения питания ламп (анодная цепь, цепи управляющей и экранирующей сеток, цепь накала), для ослабления паразитных обратных связей (развязы­ вающие фильтры в общих цепях питания и регулирования) и т. д.

Цепь управляющей сетки

На управляющую сетку лампы, кроме напряжения усиливаемого сигнала, подается напряжение смещения. Оно может быть постоян­ ным по величине и изменяющимся (в управляемых каскадах систе­ мы АРУ). Напряжение фиксированного смещения Eg может образо­ вываться автоматически на резисторе Як— \Ее \/Ік за счет постоянной составляющей катодного тока лампы /„ (рис. 8.2,а, о) или подаваться от внешнего источника смещения через резистор R ф фильтра раззязки (рис. 8.2,6, г). По переменному току резистор Я„ практически закорочен блокировочным конденсатором Ск сравнительно большой емкости

Напряжение смещения может быть подано на управляющую сетку по схеме с последовательным (рис. 8.2,а, б) или по схеме с па­ раллельным питанием (рис. 8.2,в, г).

Недостатком схемы с параллельным питанием является шунти­ рование контура резистором утечки сетки Rg, что увеличивает собст­ венное затухание контура, ухудшает избирательность, уменьшает ко­ эффициент усиления и, кроме того, Rg увеличивает внутренние шумы каскада. Следовательно, в узкополосных и малошумяших каскадах УПЧ целесообразно применение схем с последовательным питанием сеточной цепи *>.

Для уменьшения шунтирующего действия резистора Re на кон­ тур в узкополосных УПЧ его сопротивление в схемах с параллельным питанием выбирают достаточно большим порядка 1—2 мем. В широ­ кополосных УПЧ для обеспечения заданной полосы пропускания

*> Указанные недостатки присущи также схеме рис. 8.2,а. Роль Rg здесь выполняет резистор Яш-

280