Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Д17 10асз Ьа, дБ 10асе 2е! аа а. дБ/акт. 7,45 8,32 9,12 44,5 60,2 69,5 1,59 1,42 1,35 0,29 0,23 0 20 50 80 100 0,13 0,22 0,30 1.50 2,32 2,15 2,31 2,07 2,00 1,61 1,45 1,36 4,51 4,90 4,80 5,34 5,60 6,60 8,64 9,32 0,12 0,36 0,31 0,35 0,33 0,29 0,25 0,22 13,6 15,2 22,3 31,5 38,6 42,6 60,9 69,6 15 20 25 30 40 50 80 100 0,41 0,26 0,24 0,13 0,14 0,22 0,48 О,бб Рис. 3.36 1,66 6,0 0,10 0,15 0,36 0,35 0,33 0,33 0,27 0,25 2,32 2,15 2,31 2,07 2,00 1,82 1,42 1,35 4,51 4,90 4,80 5,34 5,60 6,60 8,56 9,15 0,93 0,39 0,24 0,13 0,33 0,35 1,10 1,41 13,6 15,2 22,3 31,5 38,6 42,6 62,1 65,8 15 20 25 30 40 50 80 100 2,37 2,24 2,36 2,04 2,02 1,65 1,50 1,35 4,95 4,86 4,32 5,46 5,68 7,15 8,56 9,15 0,10 0,12 0,28 0,33 0,35 0,33 0,30 0,25 17,4 15,2 22,3 31,2 39,6 47,8 67,7 65,8 15 20 25 30 40 50 80 100 1,60 0,88 0,51 0,19 0,42 0,74 1,67 2,16 2,50 263 262 Мощность Ра„, которая должна поступать на данный каскад с цепью коррекции рис.
3 33,в, и мощность, которая рассеивается в балластном сопротивлении квадратурного моста деления (в схеме на рис. 3.32), рассчитываются по (3.30) и (3.31). Отметим, что на УВЧ-СВЧ Ьг и Еаар, а также С1 и Сз могУт выполнЯтьсЯ на отРеэках длинных линий при 7, ( (0,1...0,15)Л,. В диапазоне СВЧ при построении широкодиапазонных входных цепей связи часто разделяют задачи трансформации сопротивлений ( включая согласования комплексных нагрузок) и коррекции неравномерности коэффициента усиления транзистора в рабочей полосе частот.
Пример такого построения рассмотрен в [1.1, рис. 3.20,в]. Генераторы выполняют также по квадратурной схеме. На входе транзистора устанавливается (либо монтируется внутри его корпуса) цепь связи, близкая к ФНЧ-трансформатору, которая повышает резистивную составляющую примерно до 50, 25 или 12,5 Ом и одновременно компенсирует реактивную составляющую входного сопротивления в рабочей полосе частот, Перед трансформирующей (согласующей) цепью включают цепь коррекции АЧХ (рис. 3.36) на двух линиях.
На / = /а электрическая длина обеих линий составляет Л/2. Поэтому напряжения 671 и 7/2, поступающие на балластное сопротивление, оказываются в фазе и равны по амплитуде (что достигается определенным выбором значений Вб, волновых сопротивлений ее1 и Лез линий) и на Вб не РассеиваетсЯ моЩность. НаобоРот, на / = /и электрическая длина линий составляет Л/4, поэтому напряжения 171 и 772 находятся в противофазе и на Вб выделяется наибольшая доля мощности, потребляемой от предыдущего каскада, которая определяется по (3.31) при замене коэффициента 2 на 1 В табл. 3.12 на основании результатов работы (3.11) приведены нормированные значе- ниЯ волновых сопРотивлений линий л,1, Лег, балластного сопРотивления Вб и номинального входного сопротивления В,„„относительно нагруэочного сопротивления В„, а также КБВ4,„„.
и Ьа для трех значений неравномерности коэффициента усиления транзистора по мощности еааиые. Согласно обозначениЯм на Рис. 3.36 Ва» ааи = Ва„1 и В„= Ввхг. 3.7. Проектирование и расчет синфазных и противофазных мостовых схем сложения и деления мощности Мостовые схемы применяют для сложения мощности произвольного числа радиочастотных генераторов или для деления мощности данного генератора в любое число раз для возбуждения транзисторов (генераторов) в последующем, более мощном каскаде.
В общем случае генераторы могут различаться по амплитудам и фазам выходных напряжений (токов) Нагруэочные (основные и балластные) и входные сопротивления мостовои схемы могут быть реэистивными или комплексными. Аналогично у мостовой схемы деления нагрузочные, балластные и входное сопротивления могут быть неодинаковыми и комплексными. Однако большей частью ограничиваются построением мостовых схем либо для сложения мощности одинаковых генераторов с равными амплитудами напряжений (токов) и внутренними сопротивлениями, либо для деления мощности от общего источника на равные части при одинаковых нагрузках — входных сопротивлениях генераторов. Исключение составляют мостовые схемы последовательного (цепочечного) типа (2.3), Кроме того, во многих случаях ограничиваются резистивными нагрузочными (входными) и балластными сопротивлениями, что важно, например, при построении широкодиапазонных мостовых схем.
По числу генераторов выделяют мостовые схемы для двух генераторов (7У = 2) и для произвольного их числа (Ж > 2). Мостовые схемы делят на схемы сложения 7 (деления) по току и по напряжению. В схемах сло- жения (деления) по току при суммировании ток а Гв 1 нагрузке равен сумме токов, а напряжение на нагрузке равно напряжению отдельных генераторов.
При делении токи в нагрузочных сопротивлениях составляют Аг-ю часть от тока, а напряжения равРис. З.зт ны напряжению источника возбуждения. В схе- мах сложения (деления) по напряжению при суммировании напряжение на нагрузке равно сумме напряжении, а ток равен току отдельных генераторов. При делении напряжения на нагрузочных сопротивлениях составляют Аг-ю часть от всего напряжения, а токи равны току источника возбуждения.
Основные параметры схем обычно определяют в режиме деления мощности. В частности, для моста деления на два (рис. 3.31) основными параметрами являются рабочее с1 г и переходное с1 з затухания, которые определяют относительные значения мощностей, поступающих со входа 1 на выходы 2 и 3, выраженные в децибелах: сг-г = — 1018(Рг „/Р1); сг з = — 1018(РЗ /Р1).
(3 33) Отклонения 15с1 г и Ьсг з от номинальных значений (3.33) обусловлены неточностью обеспечения рабочих характеристик мостовой схемы (например, в полосе частот). Кроме того, диссипативные потери в элементах моста приводят к снижению мощностей на выходах 2 и 3 относительно их номинальных значений. Поэтому помимо Ь~~ г = — 1018(Р~/Р ); 25С~ З = — 1018(Р /Рзп,,в) вводят 1.1с1-гпот = 10 ~8(Ргвых/Ргвх) вхс1 зпот 10 ~Е(РЗвых/~ звх)~ отражающие потери в мостовой схеме.
Обычно Ьсг г и 15с1 з не превышают ш(0,2...0,5) дБ, а Ьсг глот и сгс1 зпо составляют не более (0,2... 0,3) дБ при с1 гнои = с1-знои = = 3 дБ (для моста с Аг = 2). Степень развязки, обеспечиваемую мостом (или просто развязка) в режиме деления, характеризует прохождение некоторои части мощности Р, в балластное сопротивление Рва (рис.
З.ЗУ). Развязку также выражают в децибелах с1 4 —— — 1018(Р4/Р1), и обычно она должна составлять не менее (20...30) дБ. Степень согласования моста по входу и выходу оценивают через КБВв и КБВвы» (либо через КСВ,„и КСВвы,). Они определяют степень возможных отклонений входного и выходных сопротивлении моста относительно номинальных значений Лвх по„и Лвых поы. Как правило, КБВв» и КБВвых должны быть не ниже 0,8...0,9. По частотным характеристикам мостовые схемы разделяют на узкодиапаэонные (резонансные) и широкодиапаэонные. Узкодиапазонные схемы обеспечивают заданные характеристики только на фиксированной частоте, а при некоторых допусках на неравномерность АЧХ коэффициента передачи мощности в основную нагрузку, на развязку между входами, на КБВ на входе (или выходе) и т.д. — в достаточно узкой полосе частот при Бу = 1,05...
1,2. Широкодиапазонные мостовые схемы обеспечивают заданные характеристики с некоторыми допусками в диапазоне частот при Кг от 1,1...1,2 до Ку = 10...20 и выше. Выделяют синфазные, противофазные и квадратурные мостовые схемы, в которых суммируемые генераторы работают соответственно в фазе (аг = О), в противофазе (ог = 180') и со сдвигом по фазе на 904. В этом параграфе рассматривается проектирование синфазных и противофаэных мостовых схем. Синфазные схемы выполняют для суммирования (деления) мощности двух и более генераторов (гУ > 2).
Противофазные схемы выполняют только для Аг = 2. Они не имеют особых преимуществ перед синфазными. В настоящее время их применяют при построении коллекторной (стоковой) цепи двухтактных ключевых генераторов (см. 5 2.6), а также при последовательном суммировании мощности двух противофаэно работающих генераторов. Противофазные мосты получаются из синфазных с АГ = 2, в которых меняются "ролями" нагрузочное и балластное сопротивления [1,1]. Широкодиапазонные мостовые схемы в диапазоне частот до 50... 100 МГц и выше выполняют на трансформаторах с магнитной связью между обмотками или на трансформаторах — линиях.
В мостовых схемах применяют в основном трансформаторы с коэффициентом трансформации 1:1. Их основные функции: поворот фазы на 180', переход от несимметричной нагрузки к симметричной, компенсация фазового сдвига. Возможно включение трансформаторов с коэффициентом трансформации, отличным от единицы, и построение мостовых схем с дополнительной трансформацией нагрузочных и входных сопротивлении.
Частотные характеристики таких мостовых схем в основном определяются частотными свойствами трансформаторов, на которых они выполняются, В трансформаторах с магнитными связями частотные ограничения снизу обусловлены индуктивностями намагничивания, а сверху — индуктивностями рассеяния и паразитными емкостями; или, соответственно в трансформаторах на линиях — продольными индуктивностями линий и фазовыми сдвигами в них. В дальнеишем ограничимся рассмотрением мостовых схем только на трансформаторах-линиях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
