Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Усилители промежуточной частоты

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
17.18 Mб
Скачать

где

 

 

Фп (п) 1J Ÿ ^

А~п+

;

А, = [О-НВД] Id +

Г) V 7 + Р3 -

1];

 

п

 

Bn = \ ( i + m \ { v 7 - \ ) -

 

Полоса пропускания на уровне

з„:

 

П'Я=1Ь — Ъ = а*Ша(п)-

Полоса пропускания на уровне з„ = ]/2:

П„ = <ШФ («).

где ф(/г) = фп(д) при аа= у г2 .

Для обеспечения заданной полосы пропускания П71 затухания режекторного и первого контура должны удов­ летворять условиям

da= d0 = (IIn/fo)<p(n),

 

d8l=rf.„ =

7 ^ ( / ï ) = - ^ - .

(Ю.50)

В случае

d2 <d0

к режекторному контуру

подключается

резистор шунта

(рис. 10.5)

 

 

 

 

1Д?ш2—2nfY)C2(do d2) .

(10.51)

Способ

удовлетворения

условия dôi= dD0 зависит от

режима работы каскада.

 

 

Рис. 10.5. Принципиальная схема каскада УПЧ с зашунтированиым режекторным контуром.

1. Режим оптимального согласования. Режим реали­ зуется, если

d‘ + ?,[C w + c tI+

ПРИ 8 » < g n c ,

+ ( g * z / g i 1C) С н с ]

(10.52)

■rf0u--

“• + W.\C. + C..W

Л|,и * "“< « ” •

+ ( г н с / S 22) С 2 2 ]

 

Коэффициенты трансформации /п; и mi вычисляются по формулам (5.11) и (5.12).

Коэффициент усиления многокаскадного УПЧ, состоя­

щего из идентичных каскадов

 

 

 

*»п =

К*/Х(я).

 

(Ю.53)

где Км — усилительный

потенциал

каскада;

%(п)

функция, определяемая выражением

 

 

 

X («) =

[ 1— цртФМ ] '

(10.54)

Собственная емкость первого контура выбирается в со­

ответствии с § 5.3. Из

технологических соображений

удобно выбирать C2 = Ci.

 

 

в этом слу­

2.

Режим согласования. Условие (10.52)

чае не удовлетворяется. Коэффициенты трансформации

ГП{, тг вычисляются по формулам (5.52). К первому кон­

туру подключается резистор шунта (рис. 10.6)

 

 

1/^?ш1= 2я/рС0 (d'jQ—б?оп)•

(10.55)

Коэффициент усиления многокаскадного УПЧ, состояще­

го из п идентичных каскадов

 

 

 

Коп= K*J?(n),

 

(10.56)

где Кее — единичное усиление

 

 

 

 

( mic при

£22 < g 11С»

 

 

Й п М

 

<10'57>

 

"

( т с при

 

 

Ф (п) — функция, определяемая соотношением

Ф(я)«=[ф(я)/Р2]". (Ю.58)

Собственная емкость первого контура

Ci находится

из условий (5.62) при ô= 0,7н-0,9. Емкость режекториого

контура удобно выбирать равной С2=Сь

 

3.

Режим оптимального рассогласования (рис. 10.7).

Данный режим используется вместо режима согласо­

вания

в устойчивых каскадах УПЧ, если

удовлетворяет-

Рис. 10.6. Принципиальная схема каскада режекториого УПЧ и ре­ жиме согласования:

а —при ёп < ё пс\ б — при £11с<522-

ся условие (5.80). Коэффициенты трансформации тчилп mi вычисляются по формулам (5.77), а собственная емкость первого контура находится из выражения (5.89). Удобно выбирать C2=Ci. Коэффициент усиления УПЧ, состоящего из п идентичных каскадов

 

K on= K nJ ? ( n ) ,

(10.59)

где /Сер — единичное усиление

 

 

I f _______ I Ун!

f 2ДР

\ ч/

е р “

4яПп К*С22^1

 

 

 

 

 

 

при g 2i < g tlC f

X

 

 

(10.60)

1 / ) Л

+ С ' с ^ т

ПРИ gu c< g*i>

Û P = Y / Y P -

Рис. 10.7. Принципиальная схема каскада режекторного УПЧ в ре­ жиме оптимального рассогласования:

а —при £22<£Пс; б -п р и £ Пс<£22.

4. Режим рассогласования (рис. 10.8).

В этом случае к первому контуру подключается рези­

стор шунта

 

1/Ruii= 2я/рСЭ1(d0Qd) g22—g нс-

(10.61)

Рис. 10.8. Принципиальная схема каскада режекторного УПЧ в ре­ жиме рассогласования.

Собственная емкость контура

С, > Сс = (0,7 4 -0 ,9 ) ПЛ

ic)

Ст С22.— С11С.

(10,62)

При С г ^ 0 емкость C i в контур н е включается или вы­ бирается равной Ci = C2.

374

Коэффициент усиления УГ1Ч, состоящего из п иден­

тичных каскадов

 

K an-=KJ<?(n.),

(10.63)

где /Се= | г/21 |/2 яПпСа1 — единичное усиление.

 

10.4. ПОВЫШЕНИЕ ФАЗОВОЙ СТАБИЛЬНОСТИ УПЧ

 

ЗА СЧЕТ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

 

Применение в каскадах УПЧ обратных связен может

привести

к уменьшению крутизны нх фазовых характеристик и к повышению фазовой стабильности.

В транзисторных УПЧ наиболее целесообразно для этих целей использовать коррекцию внутренней обратной связи (гл. 7). Коррек-

Рис.

10.9.

Принципиальная схема каскада

транзисторного УПЧ

 

 

 

с коррекцией типа С.

 

 

ции соответствует arg уиУг\ = 0 = 0

 

или удовлетворение условия (7.64).

Качественные показатели

каскада

с коррекцией (рис. 10.9) опреде­

ляются соотношениями (7.17) — (7.24). Полагая

в них 0 = 0 , xi = xi—x.

IУ2i | =

|У211р>получаем:

 

 

 

 

 

— комплексный коэффициент усиления каскада

 

 

 

К1 к

гПхГПх \Уг\\

 

1+ /*

 

(10.64)

 

 

------

gэ

1+ ек — *г + 1'2х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—его

модуль

и резонансное значение (х = 0)

 

 

 

miml \y2J

f * ________1 + х2________ ^

(10.65)

 

 

,ж"

у

 

(1 + в2 - х : 2)2 + 4 х 2

 

 

 

 

 

 

 

/CpiK= п1хтх\у2\\/ёь(1+ екЬ

 

( 10.66)

375

Г

( 1 + Х * ) ( 1 + « к ) *

]

 

+ 2 х2 (1 - е2к ) + (1

(10.67)

Р ' К { Х ) ^ [ х *

*)2 J

 

fl* (X ) = arctg X — arctg

 

2s

 

(10.68)

 

1+ ек - * г

 

IS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ал—актив­

где eK= ~j^ — обобщенный коэффициент обратной свяри;

е н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность эквивалентного

усилительного

прибора

(транзистор

совместно

с цепью коррекции)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Al = |ÿj,|/|i/i2„|,

\Упк\ =

gn V i

+

(fp/f.)2.

(10.69)

Крутизна фазовой характеристики

 

 

 

 

 

s _

fyiK (j^)J_ 1

_

2

 

1+

«к + ;с!!

 

(10.70)

V

dx

1 + S 2

(1 +

е2 _ х *)2 +

4хг

 

Ее значение на резонансной частоте

= 0)

 

 

 

 

S w = l - 2 / ( l + $ .

 

 

 

(Ю.71)

Отсюда

следует,

что крутизна

Sw

может

быть

сделана равной

нулю, если

 

бк = 1

или

/Ср1 =Лк.

 

 

 

(10.72)

 

 

 

 

 

Если /Ср1=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 /Смаке —А к.

Коэффициент усиления каскада на основании (10.66)

 

 

 

/СР1к=0,5/Ср1.

 

(10.73)

Уравнение резонансной и фазовой характеристик каскада

 

Р1«(х)=[Ч1+х*)/(хЬ + 4)У/2,

(10.74)

«Рис(х) =

arctg х—arctg [2 х /(2 -х 2)].

(10.75)

Резонансная кривая имеет

двугорбый вид с двумя максимумами

~ ^

1. 6 3 при ХИ1|2 = FF ’У ^ V 5 — 1

 

 

 

 

s q F l . l l .

 

(10-76)

Можетоказаться, что

эта

неравномерность

резонансной

кривой

чрезмерно велика и

превышает допустимое

значение аР.

В этом

случае условие 5фр = 0

не может быть реализовано. Величина ек вы­

бирается из условия допустимой неравномерности вершины резо­ нансной кривой многокаскадного УПЧ.

376

( I f *») (1+«к)а

(10.77)

х Н - 2 х 2 ( 1 - # + (1 + «2>*

Форма резонансной кривой определяется величиной ек. При ек< е ккР=

= ]/гуг5 — 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

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

(Х) _ Г ____ 1.23 (I +

х 2)

 

 

 

 

кп w

— [

х* +

1,54.*2 + 1ж

-Y

 

 

Резонансный коэффициент усиления каскада

 

 

 

 

 

 

КР,Ш

 

* р .

 

 

0,4/Ср..

 

 

 

 

 

1 +

ек кр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Крутизна фазовой

характеристики

на

резонансной

частоте

 

5W= 1 - 1_Ь еккр

 

 

 

 

 

радиан

 

 

^

^ ^

единотносит,

расстройки

При отсутствии обратной связи

 

 

 

 

 

 

 

 

Stnn =

 

 

радиан

 

 

 

 

един,

относит,

расстройки

 

 

Ч»Р

 

 

 

В случае ек> е и кр

(сильная обратная

связь)

резонансная

кривая

становится двугорбой с максимумами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

Рпм

 

 

 

 

2

 

 

 

 

(10.78)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

-[■K ( l + $ 2 + 2 ( l + $ - 3 - e 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,2 = Т ]/* К (1 + ^ )2 + 2 (1 + е2 )_ 3 -1 .

 

Решая

уравнение

Рпм = сгр

из

(10.78),

находим

соответствующее

значение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

eK M = l/V ^ ,| /

( V

 

° р — •)•

 

(10.79)

Далее,

решая уравнение

Рнп (х) = —

из (10.77), опреде 1яем

значе-

 

 

 

 

 

 

 

ап

 

 

 

 

 

НИЯ обобщенных расстроек

и

частот,

соответствующих уровню (Хп

377

* ' - 2 “ +

Ф „ (л ) ’

 

 

Л.2= /о { |// ' 1 + [2^Н)]

+2ФЛ7Г)}’

(10.80)

 

где

 

 

 

 

фв (л) = l/j/"-^п + V к

+ Ва;

 

A , = V 4 ( '+ 4 , ) ’ - I + 4 ,

 

5 в = ( 1 + 4 ) г ( / 4 - 1 ) .

 

Полоса пропускания на уровне

ап

djo

 

 

Цт = ^2

/1:

 

 

Фп (п)

*

 

Полоса пропускания на уровне

оп =

К 2

 

 

1^я — dJo/ty (п),

 

 

где

Ф(п) = Фп (п) при оп =

V 2.

 

 

 

 

В зависимости от режима работы каскадов усилителя его ко­

эффициенты

трансформации

т,-

и mi

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

 

X ( п ) — £

1 __ jx / ф

( п ) J

?

(п) ==:[ ( Н

“ е к м ) Ф ( Л )1 П#

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 х а н я н T. М. и др. О терминологии и системе парамет­ ров полевых транзисторов. В сб. «Микроэлектроника» под ред.

Лукина Ф.

В.,

выл.

2.

Изд-во «Советское радио»,

1968.

 

3. В r a u

s

G.

Nullstellen Bandfilter. Funktechnik,

1955,

№ 3,

р. 28.

 

 

Л. Г. Резонансные усилители на транзисторах.

4. Б а р у л и н

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

II.

В.

и др.

Расчет

радиоприемников. Военное

изд-во МО СССР, 1971.

 

 

 

 

 

7. В о л и н

М.

Л. Усилители промежуточной частоты. Изд-во

«Советское радио»,

1956.

 

 

 

 

 

8.В о л и н М. Л. Паразитные связи и наводки. Изд-во «Совет­ ское радио», 1965.

9.В о й ш в и л л о Г. В. Усилители низкой частоты на электрон­ ных лампах. Связьиздат, 1959.

10. В е л и к и н Я. И., Г е л ь м о и т 3. Я., 3 е л я х Э. В. Пьезо­ 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 н н

Л.

С.,

Л е б е д е в

В. Л., С и ф о 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.

с англ. Изд-во «Энергия», 1970.

 

 

 

 

 

14. Г и н к и н

Г.

Г. Справочник

по

радиотехнике.

Госэиергоиз-

дат, 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.

 

 

 

 

 

 

18. З а г о р с к и й

Я.

Т.,

Л с вч е н к о Д. Г

Аналитические

за­

висимости параметров транзисторов от температурного и электриче­

ского режимов работы

в усилительных схемах. «Радиотехника»,

1967,

т. 22, № 10.

 

 

19. К а л и х м а н

С. Г., Л е в и н Я М. Основы теории и

рас­

чета радиовещательных приемников на полупроводниковых прибо­ рах. Изд-во «Связь», 1969.

20.К о л о с о в A. À. Резонансные системы и резонансные уеи* 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 х м а н С. Г. Балансные фильтры сосредоточенней 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, I960.

24.

К у л и к о в с к и й

А. А. Линейные каскады радиоприемни­

ков. Госэнергоиздат, 1959.

 

25.

К у л и к о в с к и й

А. А. Устойчивость активных линеаризи­

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.

 

 

 

 

 

 

27. М и г у л и н И. Н. Основы

теории и расчета

транзисторных

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.

Волгова и др. Госэнергоиздат,

1961.

 

 

 

 

 

 

29. Н и к о л а е в с к и й

И.

Ф. и др. Транзисторы. Справочник.

Изд-во «Связь», 1969.

 

 

 

 

 

30. Н и к о л а е в с к и й

И.

Ф. Эксплуатационные

параметры и

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», 1965.

 

32. П о п о в

И. А. и Н а й в е л ь т P. С. Расчет

температурной

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.

P e t r i k

A.

Nullstellen

Bandfilter.

Hochfrequenztechnik

und

33.

Elcctroakustick, 1955, В. 64, № 3.

 

 

 

34.

П e т p о в

A.

H.,

Ш м а т ч е и к о

В.

Ф. Полосовые

элек­

тромеханические фильтры радиочастот. Госэнергоиздат, 1961.

 

35.

П а л ш к о в

В.

В.

Радиоприемные

устройства. Изд-во

«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, N° 4.

 

 

 

41. С и м о н о в

Ю.

Л. Замечания по расчету двухконтурных

резонансных усилителей.

«Радиотехника», 1969, т. 23, №

7.