где
t n ( « ) - l / / Аа + У Al + B£
= [ ( 1 + m i 1(1 + ß3) f 7n + ß2 - i];
ßn = [(i + ß2) / ß j ( f 7 - i ) -
Полоса пропускания на уровне ап:
n OT= f2 —/і = ^ / 0/Фп(я).
Полоса пропускания на уровне оп= :]/2 :
пп = <ШФ (/г),
где ф(/г) = фп(/г) при ап= }/]2.
Для обеспечения заданной полосы пропускания П„ затухания режекторного и первого контура должны удов летворять условиям
і 2= і 0= ( п п//„ж |
|
«), |
= |
= |
(іа50) |
В случае dz<d0 к режекторному контуру подключается резистор шунта (рис. 10.5)
1/і?ш2=2я/рС2(с?о—dz). (10.51)
Способ удовлетворения условия d3i= t4o зависит от режима работы каскада.
Рис. 10.5. Принципиальная схема каскада УПЧ с зашунтированным режекторным контуром.
1. Режим оптимального согласования. Режим реали зуется, если
|
d r |
S 22 |
при |
|
|
nfp [Ст+ C22 + |
g 2 2 < g „ C . |
|
dao ^оп— |
_Ь(&22^11о)^'11с] |
|
(10.52) |
|
gl |
|
|
dx |
при |
glie< g n - |
|
™/p [С/л + Cuc+ |
|
|
+ (g 1lc/§22*) C 22J |
|
|
Коэффициенты трансформации m* и «?; вычисляются по формулам (5.11) и (5.12).
Коэффициент усиления многокаскадного УПЧ, состоя
щего из идентичных каскадов |
|
* 0» = |
К"/Х(л). |
(10-53) |
где Км — усилительный |
потенциал |
каскада; % ( п ) — |
функция, определяемая выражением
*<»>=Mwkl- <іа54>
Собственная емкость первого контура выбирается в со ответствии с § 5.3. Из технологических соображений
удобно выбирать С2= С і. .
2. Режим согласования. Условие (10.52) в этом слу чае не удовлетворяется. Коэффициенты трансформации піі, nti вычисляются по формулам (5.52). К первому кон туру подключается резистор шунта (рис. 10.6)
1/Кш1 = 2я/рСэ(й?аО—d o a ) ■ |
(10.55) |
Коэффициент усиления многокаскадного УПЧ, состоящего из п идентичных каскадов
|
|
K on = |
KnJ<? (п), |
(10.56) |
где /Сес — единичное усиление |
|
|
|
|
|
|
[ т ы |
при |
(10.57) |
V |
... |
1«/si 1 |
1 |
|
■*'ес |
" |
о-тт |
С |
1 |
при gllc < g Mi |
|
|
“ |
Э1 |
[ |
|
ф(л) — функция, определяемая соотношением |
|
|
|
ф(п) =[-ф (п)/ß2]n- |
(10.58) |
Собственная емкость |
первого контура Сі находится |
из условий (5.62) при б= |
0,7 н-0,9. Емкость режекторного |
контура удобно выбирать равной С2 = Сі.
3. Режим оптимального рассогласорания (рис. 10.7). Данный режим используется вместо режима согласо вания в устойчивых каскадах УПЧ, если удовлетворяет-
Рис. 10.6. Принципиальная схема каскада режекторного УПЧ в ре жиме согласования:
a -п р и g22< g Uc; б - п р и e n c <g22-
ся условие (5.80). |
Коэффициенты трансформации тч или |
ті вычисляются |
по формулам (5.77), а собственная |
емкость первого контура находится из выражения (5.89). Удобно выбирать С2=Сі. Коэффициент усиления УПЧ, состоящего из п идентичных каскадов
|
Kon = KnJ<?(n), |
(10.59) |
где Кер — единичное усиление |
|
|
К е р = |
I Угіі |
f |
X |
4яПп Y СггСис |
\ 1 + а. |
|
1 / К 1+ |
|
при |
<&.«• |
|
X |
б*і+ с т |
|
(10.60) |
|
ІѴ'+ |
При |
guC< i |
|
Сгг |
|
|
% = Y/YP- |
|
|
Рис. 10.7. Принципиальная схема каскада режекторного УПЧ в ре жиме оптимального рассогласования:
а - п р и g n < g n с; 6 - п р и g U c < g 22-
4. Режим рассогласования |
(рис. 10.8). |
|
В этом случае к первому контуру подключается рези |
стор шунта |
|
|
1 / - ^ ш і = 2 я / р С э і ( d 3Q |
d ) g 22 «Гію. |
( 1 0 . 6 1 ) |
Рис. 10.8. Принципиальная схема каскада режекторного УПЧ в ре жиме рассогласования.
Собственная емкость контура
С, S3Сс= (0>7_ Д ,9 |
)Пп (ДСцг + |
іс) — |
— Ст |
С22— Сис. |
(10.62) |
При С с^ 0 емкость Сі в контур не включается или вы бирается равной С і= С 2.
Коэффициент усиления УГІЧ, состоящего из п иден тичных каскадов
где Ке= I</2 і|/2лПпСэі — единичное усиление.
10.4. ПОВЫШЕНИЕ ФАЗОВОЙ СТАБИЛЬНОСТИ УПЧ ЗА СЧЕТ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
Применение в каскадах УПЧ обратных связей может привести к уменьшению крутизны их фазовых характеристик и к повышению фазовой стабильности.
В транзисторных УПЧ наиболее целесообразно для этих целей использовать коррекцию внутренней обратной связи (гл. 7). Коррек
ции соответствует arg УмУ2і= В=0 или удовлетворение условия (7.64). Качественные показатели каскада с коррекцией (рис. 10.9) опреде ляются соотношениями (7.17) — (7.24). Полагая в них Ѳ=0, X i = x t= x . \ihi\ = |г/2і|р, получаем:
— комплексный коэффициент усиления каскада |
|
КІК -- |
тігпі ІУаіІ |
1+ /* |
(10.64) |
g . |
|
|
|
1 + ек — х г + І 2 х ' |
—его модуль |
и резонансное значение (х = 0) |
|
к _ |
»Vя, |у,,[ |
/ |
1-I- |
(10.65) |
|
|
|
У |
(1 + ,2 _ Х2)2 + 4 |
|
|
|
х* |
|
КPI. = |
mtmI |y„|/g, (1 + «jj), |
( 10. 66) |
— уравнения резонансной и фазовой характеристик
|
|
|
(1+ж*)(1+«0* |
|
J' |
|
Л к |
(%) |
Х * |
+ 2х*(1 - |
ф |
+ |
(! + $ 2 Г |
(10.67) |
|
¥ік (X) = |
arctg X — arctg |
2х |
|
|
(10.68) |
|
1 + ек ‘ |
X2 |
’ |
|
|
|
|
|
|
|
|
где ек = |
— обобщенный коэффициент обратной связи; |
Лк—актив- |
ность эквивалентного |
усилительного |
прибора |
(транзистор |
совместно |
с цепью коррекции) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•^К ----- ІУ * 1І/ІУ 12 К І> |
|# 12 к | — |
ё і 2У 1 *4" |
( f p /f s ) 2 * |
(10.69) |
Крутизна фазовой характеристики |
|
|
|
|
|
5 |
d [?,,(*)]_ |
1 |
|
|
|
1+ ^ + х2 |
|
(10.70) |
V |
dx |
|
1 + Х 2 |
( 1 + е £ — х2)2 + |
4х2 |
|
|
Ее значение на резонансной частоте |
(х = |
0) |
|
|
|
|
^ ч,р = |
1 — 2/(1 + с2). |
|
|
|
(10.71) |
Отсюда |
следует, |
что крутизна |
5^р |
может |
быть |
сделана равной |
нулю, если |
|
|
Ек= 1 |
или |
Крі=Лк. |
|
|
|
(10.72) |
|
|
|
|
|
|
Если Крі=Лк, то удовлетворение условия (10.72) достигается путем перехода к режиму фиксированного усиления. Соответствую щие схемные решения рассмотрены в § 5.8. При этом в расчетных формулах К м а к с = Л „ .
Коэффициент усиления каскада на основании (10.66)
Крін=0,5Крі. |
(10.73) |
Уравнение резонансной и фазовой характеристик каскада |
|
Л к (х ) ={4(1+х2)/(х4+4)]*/2, |
(10.74) |
<Рік(х) = arctg X— arctg [2х/(2—х2)]. |
(10.75) |
Резонансная кривая имеет двугорбый вид с двумя максимумами
Л . = |
1" s 1’63 при Хш'г= -Т- Y~УЬ—1 ss |
|
|
s ^ l . l l . |
(10.76) |
Можетоказаться, что эта неравномерность резонансной кривой чрезмерно велика и превышает допустимое значение Ор. В этом случае условие Sw =0 не может быть реализовано. Величина ек вы
бирается из условия допустимой неравномерности вершины резо нансной кривой многокаскадного УПЧ.
Уравнение резонансной кривой имеет вид
|
П |
(І1-Х») (1+Ең)2 |
1Т |
Рт (х) = |
(10.77) |
**+ 2 * » (1 -^)+ (1 + Ек)2
Форма резонансной кривой определяется величиной ек. При гк<Л кр=
— — 2 = 0,48 (слабая обратная связь) резонансная кривая бу
дет одногорбой с максимумом на частоте fP. Если ек= еККр (крити ческая обратная связь), то резонансная кривая приобретает мак симально плоскую вершину.
Уравнение резонансной кривой
п
1,23(1 + *2)
х * + 1,54х2 + 1,51
Резонансный коэффициент усиления каскада
1 + ®к кр
Крутизна фазовой характеристики на резонансной частоте
|
|
1 + |
|
-0,63 |
радиан |
|
фр |
к кр |
един, относит, расстройки |
|
|
|
|
|
|
|
При отсутствии обратной связи
радиан ФР един, относит, расстройки
В случае ек> е к кр (сильная обратная связь) резонансная кривая становится двугорбой с максимумами
|
р — |
|
|
|
|
(10.78) |
|
'пм -- |
|
|
|
ф - 3 - . |
|
У ( 1 + $ * + 2(1 + |
|
при |
|
|
|
|
|
|
|
* „ .,* = + V і Л і + Ф 2 + 2 ( 1 + « * ) - 3 - 1. |
Решая |
уравнение |
Р Пм = сГр |
из |
(10.78), находим |
соответствующее |
значение |
|
|
|
|
|
|
|
екм |
|
|
|
(10.79) |
Далее, |
решая уравнение Р кп (х) —— |
из (10.77), |
определяем значе- |
|
|
|
|
аи |
|
|
ння обобщенных |
расстроек |
и |
частот, |
соответствующих уровню du |
отсчета полосы пропускания
Х і-г “ Т Фп (я) ’
" ° '80)
где
Фп і п ) = І / Ѵ * " + У ^ -^п + В а ;
л = Ѵ ^ ( і + 0 ’ - і + & .
ßn = ( i + 4 ) 2 ( / ^ ! - 1 ) .
Полоса пропускания на уровне од
П = f |
— f = ' |
|
— |
Ио/г |
/2 |
/і |
|
фп (rt) • |
Полоса пропускания на уровне |
о„ = |
К 2 |
П „ = |
rfefo/Ф ( я ) . |
где Ф(я) = Ф„ (я) при яп = |
1^2. |
|
|
|
В зависимости от режима работы каскадов усилителя его ко |
эффициенты трансформации т % и |
ті |
вычисляются по формулам |
(5.11) и (5.12)—для режима |
оптимального согласования или (5.52) — |
в режиме согласования.
Коэффициенты усиления многокаскадного усилителя вычисляются по формулам (10.53) или (10.56), причем в них соответственно
1+ .км2 |
« |
Х(и) = 1— р./ф](л) |
? (Я) =[(1+«ки) + (”)]"• |
■СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.А к у л о в И. И. и др. Радиотехнические схемы на транзисто рах и туннельных диодах. Изд-во «Связь», 1966.
2.А г а X а н я н Т. М. и др. О терминологии и системе парамет ров полевых транзисторов. В сб. «Микроэлектроника» под ред.
Лукина Ф. В., |
вып. 2. Изд-во «Советское радио», |
1968. |
3. B r a u s |
Q. Nullstellen Bandfilter. Funktechnik, |
1955, № 3, |
p.28.
4.Б а р у л и н Л. Г. Резонансные усилители на транзисторах. Изд-во «Связь», 1969.
5.Б о р и с о в А. И. Зависимость статических вольтамперных ха
рактеристик плоскостных |
триодов |
от |
окружающей |
температуры. |
В сб. «Полупроводниковые приборы и |
их применение» под ред. |
Федотова Я. А., вып. 2. Изд-во «Советское радио», 1957. |
|
|
6. Б о б р о в |
Н. |
В. |
и |
др. Расчет радиоприемников. Военное |
изд-во МО СССР, 1971. |
|
|
промежуточной частоты. |
Изд-во |
7. В о л и н |
М. Л. Усилители |
«Советское радио», 1956. |
|
|
связи и наводки. Изд-во |
«Совет |
8. В о л и н |
М. Л. Паразитные |
ское радио», 1965. |
|
|
|
|
низкой |
частоты |
на электрон |
9. В о й ш в и л л о Г. В. Усилители |
ных лампах. Связьиздат, 1959. |
|
3. Я., |
3 ел я х |
Э. В. Пьезо |
10. В е л и к и н Я- И., |
Г е л ь м о II т |
электрические фильтры. Изд-во «Связь», |
1966. |
|
|
|
11. В а л и т о в |
Р. А. и |
др. Некоторые вопросы температурной |
стабилизации параметров кристаллических триодов. В сб. «Полупро водниковые приборы и их применение» под ред. Федотова Я- А.,
вып. 1. |
Изд-во «Советское радио», 1956. |
12. |
Г у т к и н |
Л. |
С., |
Л е б е д е в |
В. Л., С и фо р о в В. И. Ра |
диоприемные устройства, |
ч. I. Изд-во «Советское радио», 1961. |
13. |
Г о з л и н г |
В. |
Применение |
полевых транзисторов. Пер. |
сангл. Изд-во «Энергия», 1970.
14.Г и н к и н Г. Г. Справочник по радиотехнике. Госэнергоиздат, 1948.
15. Д е м ь я н о в |
В. |
В., |
А к у л и н и ч е в И. Т. |
Резонансные |
усилители на лампах и транзисторах. Изд-во «Энергия», 1970. |
16. Е к и м о в |
В. |
Проектирование транзисторных |
приемников. |
«Радио», 1966, №№ 8, 9. |
|
|
|
17. Е в т я н о в |
С |
И. Переходные процессы в приемо-усилитель |
ных схемах. Связьиздат, |
1948. |
Л е в ч е н к о Д. Г. Аналитические за |
18. З а г о р с к и й |
Я. Т., |
висимости параметров транзисторов от температурного и электриче ского режимов работы в усилительных схемах. «Радиотехника», 1967,
т. 22, № 10. |
С. Г., Л е в и н Я. М. Основы теории и рас |
чета |
19. К а л и х м а н |
радиовещательных приемников на полупроводниковых прибо |
рах. |
Изд-во «Связь», |
1969. |
20.К о л о с о в Л. А. Резонансные системы й резонансные уси лители. Связьиздат, 1949.
21.К р у т о в Б. Н. Максимально допустимые параметры поло совых широкополосных усилителей. «Радиотехника и электроника», 1960, № 5.
22. К а л и X м а н С. |
Г. Балансные фильтры сосредоточенной се |
лекции. «Радиотехника» |
1957, т. 12, № 12. |
23. К о г а н С. С. Теория и расчет фильтров для установок даль ней связи. Связьиздат, 1950.
24. |
К у л и к о в с к и й |
А. А. Линейные каскады радиоприемни |
ков. Госэнергоиздат, 1959. |
А. А. Устойчивость активных линеаризи |
25. |
К у л и к о в с к и й |
рованных цепей с усилительными приборами новых типов. Госэнер гоиздат, 1962.
26. К о н е в Ю. И. Обобщенный аналитический метод расчета цепей смещения. В сб. «Полупроводниковые приборы и их примене ние» под ред. Я- А. Федотова, вып. 7. Изд-во «Советское радио»,
1961. |
|
|
|
|
теории и расчета |
транзисторных |
27. М и г у л и н И. Н. Основы |
схем. Изд-во «Советское радио», 1963. |
|
28. М е й н к е |
X., |
Г у н д л а х |
Ф. Радиотехнический справочник, |
ч. I. Пер. с нем., |
под |
ред. |
В. А. |
Болгова и др. Госэнергоиздат, |
1961. |
|
|
И. Ф. и др. Транзисторы. Справочник. |
29. Н и к о л а е в с к и й |
Изд-во «Связь», 1969. |
|
И. |
Ф. Эксплуатационные |
параметры и |
30. Н и к о л а е в с к и й |
особенности применения транзисторов. Связьиздат, 1963. |
31. П о л к о в с к и й И. |
М. |
Стабилизированные |
усилительные |
устройства на транзисторах. Изд-во «Энергия», 1966. |
температурной |
32. П о п о в |
И. А. и Н а й в е л ь т Р. С. Расчет |
компенсации плоскостных кристаллических триодов по статическим характеристикам. В сб. «Полупроводниковые приборы и их приме
нение» под ред. Я- А. Федотова, |
вып. 1. Изд-во «Советское |
радио», |
1956. |
А. |
Nullstellen |
Bandfilter. |
Hochfrequenztechnik |
und |
33. Р е t г і к |
Electroakustick, 1955, |
В. 64, № |
3. |
|
В. |
Ф. Полосовые |
элек |
34. П e т p о в |
А. |
Н., |
Ш м а т ч е н к о |
тромеханические фильтры радиочастот. Госэнергоиздат, 1961. |
Изд-во |
35. П а л ш к о в |
В. |
В. |
Радиоприемные |
устройства. |
«Связь», 1965. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36. «Радиоприемные устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет». Под ред. Р. А. Валитова и А. А. Кули
ковского. |
Изд-во «Советское радио», 1968. |
37. Р |
и ч м а н П. Физические основы полевых транзисторов |
с изолированным затвором. Пер. с англ., под ред. Г. Г. Смолко. Изд-во «Советское радио», 1971.
38. «Радиоприемные |
устройства». |
Под |
ред. |
Н. |
В. Боброва. |
Изд-во «Советское радио», 1971. |
|
|
|
|
39. С и ф о р о в |
В. |
И. Радиоприемные |
устройства. |
Воениздат, |
МО СССР, 1954. |
|
|
|
|
|
|
40. С и м о н о в |
Ю. Л. Замечания |
по расчету |
резонансных уси |
лителей. «Радиотехника», 1968, т. 22, № 4. |
|
|
|
41. С и м о н о в |
Ю. |
Л. Замечания по расчету двухконтурных |
резонансных усилителей. |
«Радиотехника», 1969, т. 23, № 7. |
