книги из ГПНТБ / Шапиро Д.Н. Основы теории и расчета усилителей высокой частоты на транзисторах

предполагается, что проводимость Ьв отнесена

к контуру, а

Я .= 0 ).

В случае ёмкостной связи (рис. 3.2а)

_ 1— ч

(4.45)

1— р а ’

( 3 . 33)

пр — к'2,

(4.46)

где

.

(3.48)

(4.47)

■ ул / 1

й— к2 h ’

+

(3.51)

к — коэффициент связи между

катушками

трансформатора.

в (4.47)

А = АЯ).

связи

(рис. 3.2в и З.бв)

При

автотрансформаторной

пр = р { \ — к'2) +

- ^ - +

+ у |^ ( 1 — « 0 +

-у -

— р2(1 — « 0 .

(4.48)

(3.64)

кривыми рис. 3.4.

пропускания соот­

бF — необходимая относительная полоса

ветствующей ступени

Af

( 4 . 4 9 )

/о

( 2 . 7 5 )

14*

211

мости от того, идёт ли речь

о связи со входной или с выходной

цепью транзистора.

h — параметр, характеризующий влияние b на работу усили­

теля. При ёмкостной связи

(4.50)

h

=

(3.31)

h =

(4.51)

(3.47)

L = LX+ L t + 2 к ] / Т Д ,

(4.52)

(4.53)

пр \

h3 I

(3.71)

U = L .

пр

-2к' ] / ^ — О - к ' )

1 +

( 4 . 5 4 )

{(прnp)fг _

( 3 . 7 2 )

У

прПП

пары значений А и р е точки

зрения выполнения условия (4.38)

проверяется следующим образом.

Исходя из А, р, bF, h3 и вида

связи,

находят значения

D и

DMUH.h и сравнивают D с D„HK и

DMUH.h•

При определении

D в

случае трансформаторной

и авто­

трансформаторной связей

величину к' находят из (4.47)

с h=h3,

как и

при

определении

DMUH.h•

Если орган настройки включён

в контур

параллельно,

то для

связей, характеризуемых р = 1

или (и)

к = I, заведомо DMU-H.h> DMUH и как DMUH.h, так

и D об­

оF <

1 + Л

(4.55)

|tg<P«| 1 * 3 + 4

(3.42)

Так как коэффициенты Au , A2i и A.,-+i

связаны между собой

ф-лами (4.24), (4.26), (4.27),

а коэффициенты включения рц, р2л

и р{

— ф-лами

(4.35) — (4.37), то указанная

выше

проверка,

выполненная

для

всех связей, характеризует приемлемость всей

комбинации

принятых значений А и р .

Если

(4.38)

не выпол­

няется, то необходимо выбрать другие значения.

В очень узкополосных усилителях (ёЕ-< 0,01 -f-0,02) условие

(4.38)

выполняется легко.

При более широких

полосах пропус­

торной связи контура

с последующим транзистором

при /с~1.

Емкостная связь с этой точки зрения невыгодна.

В случае последовательного включения органа настройки в

контур ни при каких

Ку и

h3 нельзя

удовлетворить (4.38) при

% F> \/D UUH. Поэтому,

когда

нужно

получить iF >

(0,2 ч- 0,3),

следует

применять параллельное включение органа

настройки,

р2 = 1 и

трансформаторную или автотрансформаторную

связь с

последующим транзистором при /с ^ 1 .

Из (4.55) видно,

что при

Табл. 3.1 и 3.2

показывают, что отказавшись о т Л 1 --Л 2>

можно удовлетворить

(4.38) при больших значениях 6F. Возни­

МРау = ( 1 + Л ) ( 1 - М 2).

(4.55а)

18.

Элементы контура рассчитывают по выбранным А, р, Ск

контур конденсатора настройки С3 = а С к

(рис. 3.1а и 3.2а) :

(4.56)

p ( 1+ v )

(3.34)

Со -

с 1~ а .

(4.57)

J

к 1 - р

(3.35)

,

AD ,,

,

(4.58)

------ (1

— р) — р,

tg

где D имеет значение, найденное при проверке приемлемости

выбранных А и р

(см. п.

17). При р= 1 выражение (4.58) при­

водит к неопределённости и следует считать

hp =

------ 1.

(4.58а)

р

tg<pеЬР

В случае ё м к о с т н о й

связи

при

п о с л е д о в а т е л ь н о м

включении органа

настройки в контур

(рис. 3.5а и 3.6а)

С, и С2

определяют из (4.56) и (4.57), причём принимают а = 0.

Если ём­

L

(4.59)

(3.49)

/ i

tc'2 \

(4.60)

1 +

*

,

(3.50)

где

\

hp I

1

-Ь l /

1 - 4

,

--

;

(4.61)

У

(1— к* + 2)\

к2

1+ A .

(4.62)

of

tg f s

к' находится из (4.47)

при h = hp\ к — действительный

коэффи­

циент связи между катушками трансформатора;

L„ —

4**/оС*

(4.63)

В случае

т р а н с ф о р м а т о р н о й

связи

при

п о с л е д о в а ­

т е л ь н о м

включении

органа

настройки,

если

этим

органом

является переменная индуктивность LH (рис. 3.6 6), можно поль­

зоваться (4.59)

и (4.60), заменив

в

(4.60)

L на

L* +

LHи под­

ставляя всюду

вместо к величину кэ (эффективное значение к)

кэ = к ----- j------- .

(4.64)

|

/

1 +

1Г

(3-87)

Отношением LJL* необходимо задаться.

В случае

а в т о т р а н с ф о р м а т о р н о й

связи при

п а р а л ­

л е л ь н о м

включении

конденсатора

настройки (рис. 3.2 б), Lx и

L2 определяются из (4.53) и (4.54) с подстановкой

hp вместо h3.

При этом

hp и пр

определяют

методом

последовательного

приближения.

Полагают для

начала

/г, =

со

и

находят пр при

зуясь найденном пр\

определяют

D

из (4.41)

с

найденным пр

и затем уточнённое значение hp из

Л. =

— f— +

l)

M 1 ~ k2)

,

(4.65)

■tg <pe

/

L

hD= ----- ----------- . i.

(4.65а)

р

tg ЧаЪР

у

>

В случае а в т о т р а н с ф о р м а т о р н о й

связи при п о с л е д о ­

в а т е л ь н о м

включении

органа

настройки, если этим органом

является переменная индуктивность LH (рис. 3.6 в), можно тоже

пользоваться

(4.53) и (4.54). с hp

вместо h3, заменив в (4.54)

Ь2

на Z.2 + LH и подставляя всюду вместо к величину

к.

(4.66)

(3.88)

Отношением LH/L2 необходимо задаться.

определяют методом

Величины hp и пр в этом случае также

выше. Полагают для

начала

к' — кэ

и

находят

из

(4.48) или

рис. 3.4 величину пр.

При

помощи

пр

находят

D

из (4.39),

после чего—приближённое значение hp из

Лп = — — — 1.

(4.66а)

tgf*

Л-Е*.= AFi /1 —

1 +А 2.1

1 + Аl.i-и

(4.67)

(2.33)

Qk. i

(4.68)

Яп =

QQk

(4.69)

2ic/qCк (Qk Qk (.)

^

сы пропускания входной цепи AFвх

и последней ступени усили­

теля AFп обеспечиваются соответствующей связью с генерато­

ром и нагрузкой. Генератор должен быть связан

с первым кон­

туром так, чтобы вносить в этот контур сопротивление

Я.

2it/0Q

M.I

AF K

(4.70)

U

+ Al.i

AF . x

где CK— полная ёмкость контура, AFK— собственная

(конструк­

тивная) полоса пропускания контура,

lFex =

AF x/f0.

Нагрузка должна быть связана с последним

контуром так,,

чтобы

вносить

в этот контур сопротивление

8F„

А2м

aFk

(4.71)

1 + А2.п

АГл

где lFn = AF j f 0.

причинам параметры

транзисторов

19.

Если

по каким-либо

величина относительного

изменения

частоты настройки г-той

ступени может быть найдена как

М.

bF_

\ЬЬЯ (

| t g 7ll!--------(.

J i g _ ? 22 I +

/о

2

(

1 1 + Л 1 . / + 1

1 + A ? . i

_____________1___________

+ ^ём

|<g¥11

(1 +

+

/г1.1 + 1 Ж1+ Ж .!+ 1 )

(4.72)

|*g ¥гг(1 +А2.ЖК1 +

А2.i)

(3.107)

где

ЬЬМ и bgM—максимальные

абсолютные

значения относитель­

ных

отклонений

Ьп , Ь22 и

g llt

g\22

от

номинальных значений

(предполагается,

что 86и = 8b22 и cg-H =

?gM).

Максимальное

и минимальное

значения

коэффициента устой­

чивости

данной

ступени

К„. мин

и

Ку. макс могут быть

найдены

по ф-лам (4.73) и (4.74), причём

из двух значений, полученных

для каждой из этих величин, следует брать

то, которое более

отличается от номинального

Ку'-

^ у . мин макс

^

1 ± &\ У12^21.1л

(4.73)

^

У)

,

ЪЬ.

ъь

|1 +

Ail■){'I \

11 -Ь h 2 \

к . мин макс

=

1 - ( 1 - / U

1 + в

12У2ll .f____________

(4.74)

l +

1+ л

В (4.73)

и

(4.74)

ЬЬМ и

bgM имеют

тоже

значение,

что и в

(4.72);

§|К12К21|л — максимальное

абсолютное

значение

относи­

тельного отклонения |К12К21|, а

Ку — номинальный коэффициент

устойчивости.

Если М <^Млр,

то надо считать

Ку = 1------ |KlaKnl - .

(4.75)

ZgngizMxp

Если при проверке по п.

17 коэффициенты А были увеличены,

то в (4.75)

вместо МкР следует

подставлять

М Гас из

(4.55а).

Максимальное и минимальное

значения Кр. с данной

ступени

К р .с .м и н

и К р .с .м а к с могут быть найдены по ф-лам (4.76) и (4.77),

причём опять следует

брать то

значение,

которое более

отлича­

ется

от

номинального:

Кр.

с. мин макс = К р. О (1

+0|K2ll„)3

(4.76)

1

±

2«6,

|1

+

^!г|

К

р.

p . С

(1 Т 8|К„|..)*

(4 7/)

с. мин макс = Кр-

максимальное абсолютное значение

относительного

отклоне

ния |К21|, а К р .с — номинальное

значение

коэффициента

усиле­

ния.

изменение

полосы'

пропускания

Максимальное относительное

ступени можно найти по ф-ле (2.142), заменив 8gn и

og22

на agM.

Формулы (4.72), (4.76) и (4.77), как и (2.142), учитывают

изменение частоты настройки — / 0,

Кр. с и ДЕ только

в резуль-

(1 +

A i , i) (1

Д2 .1) >

<?<<?;-1

(4.78)

где М определяют

из (4.25),

а оба q — из (4.9)

с подстановкой

в него е,- и e;_i соответственно,

е,- — параметр

связи между

эквивалентными контурами

данной

ступени,

a

e,_i— между

Индекс э в

(4.79) и всюду

далее означает, что данная вели­

чина

относится

к эквивалентному контуру.

Тот из контуров па­

ры,

который связан со входом

транзистора

(или с

нагрузкой),

т. е. выходной

контур, здесь и всюду далее называется первым,

а тот, который

связан с выходом транзистора (или

с генерато­

ром), т. е. входной контур, — вторым. Следовательно,

ДF3 i. ,-_i—

это нужная полоса

пропускания эквивалентного (выходного)

контура пары i —

1-й

ступени, а ДЕ,.2. ; — нужная

полоса

пропускания эквивалентного входного контура t-й

ступени,

A —собственная полоса

пропускания одного контура.

(1 +

^i) (1 + -^г) — —

(4.80)

(3.151)

где Мрас принимают равным

большей •

из двух

величин:

М по

(4.25)

и Мкр.Величину Мкр находят следующим

образом:

если

можно

принять Ах = А2,

то Мкр = Мопт,

где

Мо п т

1 + Е2

(4.81)

bF/t

(3.148)

Д/\,

Если почему-либо, например, чтобы уменьшить разницу между

коэффициентами включения рх и р2 (см. п. 21),

желательно иметь

1 +

А2 =

■&(1 -f Ах) [или

1 +

Ах = &(1 -f

Л2),

что маловероятно],

где

&>

1, то

1 -f

МкР ~

(4.82)

AFjc_

дF a

МРаг = М > MhP означает,

что усиление ограничено

соображе­

ниями

у с т о й ч и в о с т и

[равенство в

(4.78)].

Ах и

Аг можно

которых сохраняется

М > Мка.

Мрас = МкР> М

означает, что усиление ограничено нужной

п о л о с о й п р о п у с к а н и я

[равенство хотя

бы в одном из

(4.79)], коэффициент

устойчивости

будет больше заданного, по­

ложенного в основу

расчёта

М,

и КР с надо рассчитывать по

ф-ле (4.11).

если М,П= Мппт,

В этом случае свободы выбора Ах и А2 нет:

то (см. 4.32)

Ах = А2 = ¥ - М°пт — 1

ц

(равенство в (4.79), если же М"кР>

Мопт, то

Д ___ ~УМопт

I

(4.83)

М

q