Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Конструктивно их выполняют в виде полосковых линий с волновым сопротивлением Ягзэоп = Лэ/2 = Л,„ непосредственно на монтажнои печатной плате. В схеме рис. 2.6,6нагрузка Л„подключается с помощью двух трансформаторов — линий ТЗО~ и Т300 Для обеспечения в них режима бегущей волны волновые сопротивления выбирают равными Я,з = Л, /2 = = Ля, продольные напряжения 6Г„г — — Бгх, ток в линиях 1х — 1а Тхы В схеме рис. 2.6,в изменено соединение линий ТЗО~ и ТЗ' ' на выходных зажимах. В результате продольное напряжение на линии ТЗг > увеличи-' гП вается вдвое и становится равным напряжению на нагрузке, а на линии ТЗ~-~ — равным нулю и ее устанавливают без магнитопровода.
Волновое сопротивление и электрическую длину линий Т2 и ТЗ выбирают из следующих соображений [1.44]. При противофазном возбуждении транзисторов четные гармоники коллекторных токов синфазны и через сопротивление нагрузки эти токи не замыкаются, так как линии ТЗ оказываются разомкнутыми на правых по схеме концах. Проводимость линии ТЗ определяется как 1(1/Усз) 16(я/1,з/се), где 1, = 1 /ф — электрическая длина линии; à — геометрическая длина; э,ф — эффективная диэлектрическая проницаемость; се = 3 10з м/с — скорость света в вакууме, и при малой электрической длине носит емкостной характер. Входное сопротивление короткозамкнутой линии Т2 для четных гармоник с эквивалентнои электрической длиной 1эз/2 [1.44] равно Ясз16(2я/1з2/со) и носит индуктивныи характер.
Важно, чтобы результирующая проводимость линий Т2 и ТЗ с учетом проводимости выходной емкости транзистора С„ 1 1 ] — 1б(2я/аз/со) + .,2, +]2яуСк г„ 1Я,з гд(2я/1,з /2 со) принимала максимальное значение на частотах 2/р, 4/р, где /р находится в интервале /э.../е генератора. Если это не обеспечивается, напряжение на коллекторе с частотой этих гармоник резко возрастает, 102 транзистор может переходить в перенапряженный режим, и, как следствие этого, возрастают нелинейные искажения сигнала с переменной амплитудой на выходе генератора. Входное сопротивление линии Т2 для противофазных составляющих (первой и нечетных гармоник коллекторного тока) определяется сопротивлением разомкнутои линии длиной 1эз/2 и при малои ее длине (1,з ( Л/4) носит емкостнои характер Х, = — ]7ез/ га(2я/1 з/2са), При замене гб(2я/1,з/2се) яз (2я/1, /2се) эквивалентная емкость С, = 1,/2саЯзз. Можно считать, что конденсатор С,„подключается параллельно транзистору и его емкость вместе с выходной емкостью С шунтируют нагрузку.
Поэтому должно обеспечиваться условие 1/2яЯС + +С„) ) (10...20)Лз„. Практически, чтобы обеспечивались одновременно перечисленные два требования, волновое сопротивление линии Т2 выбирается равным или близким к Лех, т.е. У,з — Л,„, а ее электрическая длина не более 0,02А. Поскольку в схемах рис. 2.6,а,б продольные напряжения на линиях Т2 и ТЗ одинаковы, их целесообразно помещать на общий магнитопровод, обеспечивая при этом одинаковое число витков и выдерживая начало намотки в соответствии с точками на рис. 2.6э.
Если каждую линию помещать на отдельныи сердечник, объем каждого из них (для сохранения неизменнои магнитной индукции) должен быть таким же, как объем сердечника, на которыи наматываются две линии одновременно, а частотные характеристики генератора в области нижних частот оказываются даже хуже [1.44]. В схеме рис. 2.6,в при размещении линий Т2 и ТЗП~ на одном общем магнитопроводе число витков ТЗО~ должно Быть в 2 раза больше, чем Т2. В схеме рис.
2.6,а входной трансформатор Т1 обеспечивает последовательное и противофазное включения транзисторов по входу по высокой частоте и одновременно осуществляет переход к несимметричной нагрузке для предыдущего каскада при коэффициенте трансформации 1:1. Обычно между Т1 и транзисторами включается цепь коррекции (см. рис. 3.30), которая не только выравнивает коэффициент усиления по мощности двухтактного генератора по диапазону, но и обеспечивает резистивное входное сопротивление Л, хг.. Поэтому волновое сопротивление линии Т1 выбирают равным Л,хг., и при этом нет ограничении на ее длину.
Отметим, что вместо Т1 (как и вместо ТЗ) можно применять трансформаторы на линиях с повышением входного и нагрузочного сопротивлении. Назначение Т1,„„, и ТЗд,е поясняется в 1 3.3. В [1.44] рассматриваются другие разновидности построения (в том числе бестрансформаторные по выходу) схем двухтактных генераторов. На частотах выше 10...
30 Мгц помимо специальных цепеи коррекции, компенсирующих снижение коэффициента усиления транзистора по мощности, для уменьшения влияния выходных и паразитных емкостеи и индуктивностеи выводов транзисторов и монтажа, а также пара- е Только при отсутствии дополнительных линий ТЗ и ТЗ„, . гП га) 103 Таблица 2.1 Список сдвоенных и бзлзнсных транзисторов для деухгактных ГВВ з диапазоне чзстоз 100...2000 МГц Схема включения Диапазон раб. частот, ГГц Мощность, Вг Режим работы Марка Ря . 8.7 чается низкой и может не обеспечиваться условие (2.1), тем более при работе в полосе частот до одной-двух октав. Поэтому в двухтактных генераторах на балансных транзисторах, в отличие от генераторов на широкодиапазонных трансформаторах, может не обеспечиваться короткое замыкание в цепях коллекторов на четных гармониках, особенно в нижней части рабочего диапазона.
Первое преимущество двухтактных генераторов на балансных транзисторах состоит в том, что при тои же колебательной мощности в расчете на обычный транзистор результирующие входное и нагрузочное сопротивления увеличиваются в 4 раза: в 2 раза, поскольку каждый из двух элементарных транзисторов рассчитывается на колебательную мощность, в 2 раза меньшую, и еще в 2 раза благодаря последовательному включению транзисторов по входу и выходу. Второе преимущество— в балансных транзисторах заметно уменьшено влияние индуктивностей общих выводов благодаря тому, что значительная их часть оказывается ОбщЕй На дза траНЗИСтара (На рИС 2.7 Оиа ПОКаэава В ВИДЕ 7з 6.) ЧЕ- рез Гз 6 эмиттерные токи протекают в противофазе и компенсируют друг друга, и эквивалентное ее сопротивление близко к нулю При построении двухтактных генераторов во входной цепи базы (или эмиттера) и в выходной коллекторной цепи включаются 1.- и С- элементы, которые образуют либо отдельные Г (или Т- и П-)-цепочки, 105 104 зитных элементов согласующих трансформаторов в выходные и межкаскадные цепи включают дополнительные ЕСК-элементы (см.
3' 3.4-3.6), В двухтактных генераторах на широкодиапазонных трансформаторах иэ-за трудности в обеспечении короткозамкнутой нагрузки в выходнои цепи на частотах четных гармоник частотные ограничения наступают на частоте окала 100 МГц (при нижнеи рабочей частоте 1,5... ...10 МГц). При небольших коэффициентах перекрытия по частоте (не более однои октавы, Бу < 2) верхняя рабочая частота в этих генераторах может достигать 100...150 МГц В этом случае последовательно с проводниками линии Т2 включают конденсаторы С„,р (на рис 2.б,а показаны штриховой линиеи), которые с эквивалентными индуктивностями! „= (7,2728Г)15(20Х!, гз2со) 7,21/2се (при замене 15э = э) образуют последовательные контуры, настроенные на частоту втарой гармоники Гв = 1!2я;/СкорЬэк = 2з/7н7з.
Однако значительно проще выполнять двухтактные ГВВ на балансных транзисторах (транзисторных сборках), тем более, что промышленность выпускает широкий набор таких приборов (табл. 2,1), Балансный транзистор состоит из двух транзисторов одного типа проводимости, помещенных в общий корпус. Включенные по схеме с ОЭ и ОБ, транзисторы обычно рассчитаны на работу в определенном частотном диапазоне.
На рис 2.7 помимо самих кристаллов, обведенных штриховыми окружностями, показаны индуктивности соединительных проводников эмиттера и коллектора, а в цепях баз включены трансформирующие Е61С6762-цепочки. У некоторых транзисторов, в первую очередь предназначенных для работы в узком диапазоне частот, во входной и коллекторной цепях включают сложные согласующие и трансформирующие цепи. Кроме того, у отдельных транзисторов между их коллекторами включается индуктивность Езз.
При этом Ькк компенсирует шунтирующее деиствие выходных емкостеи транзисторов С „„= С„,'образуя с ними резонансный контур, настроенный на частоту Го = зггукуз. Важна отметить, что сопротивление выходных емкостей транзисторов относительно велико, поэтому нагруженная добротность этого контура полу- КТ9173АС КТ9125АС КТ9105АС 2Т9147АС 2Т9128АС 2Т9155А 2Т9155Б 2Т9155В КТ985АС 2П928А КТ991АС КТ101АС 2Т9132АС 2Т9153АС КТ9150А КТ9142А КТ9152А 2П93ЗА 2Т9156АС 2Т9156БС 2Т987А 2Т9118А 2Т9140А 2Т9122Я до 0,225 0,1...0,5 0,1...0,5 0,1...
0,4 0,1...0,2 0,15...0.86 0,15...0,86 0,15...0,86 0,22...0,4 до 0,4 0,35...0,7 0,35...0,7 0,35...0,7 0,39...0,84 0,47... 0,86 0,47... 0,86 0,47... 0,86 до 0,1 0,65...1,0 0,65...1,0 0,7... 1,0 0,9...1,45 0,9...1,45 1,3...2,0 50 50 100 160 200 15 50 100 125 250 55 100 140 б 8 50 100 15 15 50 45 ?5 110 55 ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ ОИ ОЭ ОЭ ОБ ОЭ ОЭ ОЭ ОЭ ОИ ОЭ ОЭ ОБ ОБ ОБ ОБ Сзерхлинейный кл. А Непрерывный Непрерывный Непрерывный кл. АВ, В, С Непрерывный Линейный Линейный Линейный Непрерывный Непрерывный Непрерывный Непрерызный Непрерывный Непрерывный Линейный Линейный Линейный кл.
АВ Непрерывный Непрерывный Непрерывный Непрерывный Непрерывный Непрерывный Непрерывный Рис. Э.в йибо дополняют Г (или Т- и П-)-цепочки вместе с Е- и С-элементами, расположенными внутри корпуса транзистора. Последовательные индуктивности внешних сС-цепочек обычно выполняют на отрезках полосковых линий, а параллельные емкости — сосредоточенными без заземления средних точек, что несколько увеличивает симметрию работы двухтактного генератора.
Для повышения входного и нагруэочного сопротивлении двухтактной схемы соответственно на входе и выходе могут включаться трансформаторы на линиях с симметричным входом и выходом (см. рис. 3.13,а,б), а для перехода к несимметричному входу и выходу включаться трансформаторы 1:1 также на линиях по схемам рис. 3.13,е — е. На рис. 2.7 показаны только "переходные" трансформаторы. Генераторы по квадратурной схеме. Такие генераторы или, как их называли первоначально, генераторы по баланснои схеме представляют два идентичных (рис. 2 8) однотактных генератора. Входные и выходные ЦС вместе с индуктивностями выводов и паразитными емкостями транзисторов либо с ЕС-элементами, встроенными внутрь корпуса транзистора, обеспечивают согласование и трансформацию сопротивлении до номинальных величин.
Нагрузочное сопротивление оБычно равно 50 или 75 Ом, а входное сопротивление может составлять 25; 12,5 Ом и ниже. Одновременно входная ЦС может выполнять задачу коррекции АЧХ в рабочей полосе частот (см. 1 3.6). По входу и выходу генераторы подключают к квадратурным мостам деления и сложения, так что они работают со сдвигом по фазе на 90'. Основные преимущества такого построения ГВВ описаны в (1.1]. Благодаря им генераторы по квадратурной (балансной) схеме широко используются на частотах приблизительно от 100 МГц до 10 ГГц Отметим, что в качестве генераторов в квадратурной схеме на частотах от 100 до 2000 МГц можно использовать двухтактные генераторы на балансных транзисторах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
