Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства

Коэффициент шума пассивной цепи, как известно, обратно пропорционален коэффициенту передачи мощности. На рис. 3.4 представлен также график для коэффициента шума рассматриваемой пассивной цепи.

3.3 Структура идеальной согласующей цепи

Совершенно очевидно, что для выполнения условий согласования по мощности между произвольными источником сигнала и нагрузкой необходимо ввести согласующую цепь, содержащую по крайней мере два элемента: реактивный элемент, позволяющий осуществить настройку для получения резонанса, и элемент, позволяющий изменять величину активных сопротивлений. Первый элемент представлен на рис. 3.5 дополнительной проводимостью bдоп , а второй элемент – идеальным трансформатором

сопротивления (ИТС).

Согласующая цепь

Рис. 3.5

Основные свойства ИТС могут быть установлены из следующих уравнений:

где nт1 и nв1 , соответственно, коэффициент трансформации и коэффициент включения со стороны источника сигнала, причем

nв1 =1/ nт1 .

Перемножая (3.9) на (3.10), убеждаемся, что входная мощность равна выходной мощности, т.е. ИТС не вносит потерь при передаче сигнала.

После деления (3.10) на (3.9) получим для входной проводимости и сопротивления ИТС в сечении “1-1”

или для входного сопротивления

ZвхИТС = Z1 = Zнnв21 .

55

Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства

что позволит записать выражения для выходного сопротивления и выходной проводимости ИТС в сечении “2-2”:

Величина и характер дополнительной проводимости подбирается таким образом, чтобы на рабочей частоте выполнялось соотношение

bc/ + bдоп + bн = 0

или

bдоп = −bc/ − bн ,

а коэффициент включения подбирается таким, чтобы выполнялось равенство

56

Рассчитанные значения bдоп и nв1 обеспечивают согласование по

мощности в сечениях “1-1” и “2-2”, т.е. максимальная мощность передается от источника сигнала ( Pcо ) к входу ИТС ( P1max ) и с выхода ИТС ( P2о ) в нагрузку

( Pнmax ):

при этом из (3.17) следует, что коэффициент передачи K p = 1.

Основные структуры реальных согласующих цепей представлены на рис. 3.7-3.8, где под резисторами понимается любой реактивный элемент.

Рис. 3.7

Рис. 3.8

3.4 Двухэлементная согласующая цепь

Схема цепи представлена на рис. 3.9. Такая СЦ может быть применена, когда активное сопротивление нагрузки больше активного сопротивления источника сигнала. Если соотношение сопротивлений противоположно указанному, то следует вход и выход СЦ поменять местами.

Считаем проводимости источника сигнала и нагрузки активными: gн = 1 / R н и gc = 1/ R c . Пересчет параллельного соединения элементов в последовательное соединение и наоборот производится по формулам:

ветвь получим (рис. 3.10)

57

Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства

Условия согласования по мощности для рассматриваемой цепи можно записать в следующем виде:

58

Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства

то фактически расчет сводится к определению коэффициента трансформации по формуле

и реактивных сопротивлений емкостной и индуктивной ветвей на рабочей частоте:

Принципиальная схема СЦ представлена на рис. 3.11.

Рис. 3.11

Эквивалентная схема СЦ изображена на рис. 3.12, где gо - собственные потери колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности Lк ,

59

Курочкин А.Е. Конспект лекций. Радиоприемные устройства

L1

ec/ = IcωL2 .

Окончательный пересчет последовательного соединения элементов к выходу СЦ дает следующий результат (рис. 3.14):

60