книги из ГПНТБ / Симонов Ю.Л. Усилители промежуточной частоты
.pdf50
П р о д о л ж е н ' л е т а б л . 3.1
Конструктивное |
выполнение расчетных значений т, |
||||
и ті зависит от выбранного |
способа включения |
кон |
|||
тура: |
|
|
|
|
|
— автотрансформаторное включение (рис. 3.6,а) |
|||||
|
«О |
|
^2 —I“ |
(3.12) |
|
т*'1~ |
L, |
+ і 2 + 2М ’ |
|||
|
|||||
— трансформаторное включение (рис. 3.6,6) |
|
||||
т і = — |
М_ |
— k |
М |
(3.13) |
|
и% |
L |
|
Ѵ Т Ц ' |
|
|
|
|
|
|
||
— емкостное включение (рис. 3.6,в) |
|
||||
т . I = |
«о_ |
С |
(3.14) |
||
ик ■“ |
С + С" |
||||
Для схем с последовательным включением в контур входной цепи усилительного прибора следующего каска да (рис. 3.6,г)
nii = d, |
(3.15) |
где d — затухание контура.
Независимо от способа включения колебательного контура в каскадах УПЧ, все схемы табл. 3.1, кроме двух последних, имеют одни и те же расчетные соотно
шения для |
основных качественных показателей, Это |
4* |
И |
Т а б л и ц а 3.2
обстоятельство позволяет при анализе УПЧ подробно рассматривать только одну из них, например двойную автотрансформаторную. Для схем с обратным авто трансформаторным и обратным емкостным включением в нужных местах будут делаться соответствующие ого ворки. Для УПЧ с последовательным включением в кон тур усилительного прибора при анализе используется схема с автотрансформаторно-емкостным включением.
52
№т
гС
UL и*
І
г)
Рис. 3.6. Способы неполно го включения колебатель ного контура:
а — автотрансформаторный; б — трансформаторный; в — емко стный; г — последовательный.
Рис. 3.7. Эквивалентные схемы коле бательного контура:
а — проводимость go |
и |
емкость |
С0 |
под |
||
ключены |
частично к |
контуру; б — те же |
||||
элементы |
пересчитаны |
на весь |
контур |
|||
(g'o, |
С'о); |
в — резистор г |
включен |
последо |
||
вательно |
в контур; |
г — резистор |
г |
заме |
||
нен |
эквивалентным |
параллельным |
рези |
|||
стором R; |
д — с учетом внутренних шумов. |
|||||
В каскадах УПЧ используется свойство колебатель ного контура трансформировать напряжения, токи, активные и реактивные проводимости.
Так, схемы рис. 3.7,а и 3.7,6 идентичны, если
go^mzgo, Су—т2С0. |
(3.16) |
53
Эти соотношения наряду с формулами (3.12) — (3.14) обеспечивают достаточную для инженерных расчетов точность, если [27]
' (1,6 |
н- 3,2) 10_2//о^ 2 — автотрансформаторное |
|
8о < (1,6 |
включение, |
(3.17) |
-н 3,2) 10'7/о^с — трансформаторное |
||
|
включение, |
|
„(0,63 н- 1,26) /0С2 — емкостное включение.
Условия (3.17), как правило, выполняются в каскадах УПЧ. Аналогично колебательные контуры рис. 3.7,Ö и 3.7,г эквивалентны друг другу, если
R — г/т2, С '= С ( \ — т 2); |
(3.18) |
где |
|
т = 1/]Л + 1/(2^0гС)2. |
(3.19) |
В большинстве случаев 2nfnrC = d<^ 1. При этом |
|
msid. |
(3.20) |
Разница в значениях т, рассчитанных по формулам |
|
(3.19) и (3.20), не превышает 10—20% при |
0,2-г-0,4. |
Основные качественные показатели одноконтурного УПЧ определяются свойствами эквивалентного контура межкаскадкой цепи. На рис. 3.8,а изображена обобщенная схема одноконтурного усилителя с двойным автотранс форматорным включением контура. Заменив усилитель
ные |
приборы |
их |
эквивалентными |
схемами |
(см. |
рис. 2,4,6), получим эквивалентную схему рис. 3.8,6. |
|
||||
Пересчитывая |
по |
формулам (3.16) |
проводимости |
||
g 2 2 , |
g u c и емкости С2 , Сцс, переходим к схеме рис. 3.8,в |
||||
с эквивалентной межкаскадной цепью, параметры кото рой определяются следующими соотношениями:
— полная емкость |
|
Сэ= С+ Ст + Шг2С22 + ІП[гСцс, |
(3.21) |
— полная резонансная проводимость |
|
g3—g + fnizg22+ inrgiic, |
(3.22) |
—эквивалентное затухание |
|
d3~d-\-Adi-\-Adi, |
(3,23) |
54
6
Рис. 3.8. Обобщенные схемы каскада одноконтурного усилителя:
а — для переменного тока; б — эквивалентная; в — приведенная эквива лентная.
— резонансная частота, относительная и обобщенная
расстройки |
|
|
|
|
|
/р = |
— —— , у = -1----- г", |
х = ~~, |
(3.24) |
||
р |
2п / £ С э |
fp ( |
d a ’ |
v |
' |
где Дс/г-, Ac?/— затухания, вносимые в контур со стороны усилительного прибора и нагрузки (усилительного при бора следующего каскада);
A^ = /nJg22/2u/pC3, Adi = tn\g1іс/2и/рСа; |
(3.25) |
g=2nfvdCg, С, d -г- собственные резонансная проводи
мость, емкость и затухание контура; Ст — емкость мон тажа.
55
Ё широкополосных УПЧ для обеспечения заданной Полосы пропускания колебательный контур часто шун тируют резистором Rm (рис. 3.9), что эквивалентно уве личению собственного затухания контура.
Рис. 3.9. Схема одноконтурного каскада с зашунтированпым кон туром.
Новое значение затухания может быть легко рассчи тано:
dni~d( 1.+ 1/gRm) • |
(3.26) |
Аналогичным образом определяют параметры экви валентного колебательного контура при последователь ном включении усилительного прибора (транзистора
собщей базой) в контур (рис. 3.10):
—полная емкость и индуктивность
Сэ— С -f- Ст-)- tnC22, L3 = L-\- LllC; |
(3.27) |
|
— эквивалентное резонансное сопротивление |
|
|
гэ = г + Гцс + / п |
^ 22; |
(3.28) |
— эквивалентное затухание |
|
|
с?э—9?+Ас?г+ Ad;; |
(3.29) |
|
где Аdu Аdi — вносимые затухания; |
|
|
Adj = m,g2J2'KfpC3) |
|
|
Ad; = 2n/p/-llcC3; |
|
(3.30) |
р= 2я/рАа — характеристическое |
сопротивление кон |
|
тура; |
|
|
Ст— емкость монтажа.
Очень часто величина Іц с<СА, что позволяет считать
U SÉL.
56
Lf1c
fffc
В)
Рис. ЗЛО. Схемы одноконтурного каскада с общей базой:
а — по переменному току; б — эквивалентная; в — приведенная эквивалентная.
Колебательному контуру свойственны внутренние шумы — теп ловые шумы сопротивлений прозода контурной индуктивности и со единительных проводников. Эквивалентная схема контура с учетом внутренних шумов показана на рис. 3.7,0, причем квадрат действую щего'значения тока шумов равен (37]
00 |
df |
nfod |
Г |
||
п3= j |
l+ ' x2 -g |
— . |
о |
|
|
3.4. ДВУХКОНТУРНЫЕ МЕЖКАСКАДНЫЕ ЦЕПИ |
|
|
Двухконтурные межкаскадные цепи |
применяются |
|
в УПЧ при повышенных требованиях в частотно-избира тельных свойствах. Они представляют собой систему из
§7
Li Lz
a)
6)
в)
В)
Рис. 3.11. Обобщенные схемы двухконтурного каскада с различными способами включения двухконтурного полосового фильтра.
Во всех схемах первый контур включен автотраисформаторно. Второй контур
включен: а —*автотрансформаторно; |
б ~ емкостно; |
а, б, д — полосовые |
филь |
тры с трансформаторной связью; в, |
г — полосовые |
фильтры с внешней |
емко |
стной связью; 0 — последовательное включение нагрузки во второй контур.
5?
двух связанных контуров (двухконтурный полосовой фильтр).
В УПЧ наиболее часто используются полосовые фильтры с. трансформаторной и внешнеемкостной связью контуров (рис. 3.11,а, в), в редких случаях — с внутри-
Рис. 3.12. Упрощенные принципиальные схемы двухконтурных каска дов с общей базой:
а — с внутрииидуктивной; б, в — с внутриемкостной связью.
индуктивной и внутриемкостной связью (рис. 3.12). При выборе способа связи контуров полосового фильтра учи тываются следующие особенности.
Полосовой фильтр с трансформаторной связью
1. Осуществление связи не требует использования
вфильтре дополнительных элементов.
2.Регулировка сзязи (в фильтрах с переменной
59