Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 63
Текст из файла (страница 63)
3.49,а,б) выбирают равным приблизительно «/й, Ля. В-четвертых, при расчете СС-элементов каждую П- или Т-цепочку представляют последовательным соединением двух Г-цепочек, трансформирующих нагрузочное сопротивление последовательно йе в Нд, а затем г«е в гг „. При этом ггэ выбирают в 3...5 раз меньше для П- цепочек (или больше для Т-цепочек) по сравнению с наименьшим (или наибольшим) из сопротивлений Нп и Явх. Это соответствует примерно гл = (О 05...0,1)аф, т е. 1Е-элементы П-, Т- и Г-цепочек, образующих ВФЕ, будут обеспечивать заданную фильтрацию при потерях, близких к наименьшим, и достаточно широкои полосе пропускания. В схеме на рис. 3,49,а коэффициент фильтрации по току г е ХегХе4 з ггХег+Хее Хег Хее гйтдейс = П вЂ” и, + ХсгХсзХсз 1, ЛсгЛсз ХсгХсз ХсзХсз/ Хс! Хсз Лсв /) ( Л с! Хсз Хсз Хс! Хсз з Хег + Хе4 Хег Хе4 — и г Х ~ е г Х ~ ~ ~ 4 ~ ~ ~ с 4 ~ ~ и ~ ~ | ~ | ~ | ~ ~ ~ ~ | и ~ с | с 3 г + + .
ХАпЕ+ ЛсгХсв ХсгХсз ХсзЛсз/ (3.44) В схеме на рис. 3.49,б коэффицивнт фильтрации по напряжению фг зХегХез ~Х Лл е~ з ~Хе!(Хез+Хгв) упейств ) и . ( Ьз + — и + Х,Л, (,,) Хез(Хг.! + Хез)1 г /Хг! Хг.! + ХгзЛ + — и — + ) Хл.е+ Хсе 1 1,Хсг Хсе + п(ХГ! + Хьз + Хез) + ХАпе + п ! 4ХегХез ЯА ХсгХс4 — г Хег+Х,!+Хез +1 (3.45) В этих формулах: Хвы Хвг,... и Хсг, Хсг,... — модули сопротивлений 1- и С-элементов на частоте 1-й гармоники; ХА„Е оо ХА +Х, „ — суммарное сопротивление реактивной составляющеи сопротивления нагрузки (антенны) Хл„и согласующего элемента Х, „на частоте лг-й гармоники.
Если ВФС содержит менее пяти элементов, то в схемах рис. 3.49,а,б надо исключать последние элементы: Св (или 7в), С4 (или Ь4) и т д., а в (3.44) и (3.45) принимать Хсз —— сю (или Хез = 0), Хг.4 — — 0 (или Хсе — сю) и т.д. Для этого достаточно в (3.44) и (3 45) опускать слагаемые, в которые входят сопротивления этих элементов Часто при построении ВФЕ непосредственно на выходе лампы (транзистора) устанавливают один ЕС-контур (рис.
3.49,в,г), который настраивают в резонанс на рабочую частоту. В этом случае при расчете Фг,„, в (3.44) вместо Лс! = 1/(2я/С!) подставляют 1/(2я/С!— — 1/(п~2п/Ь!)), а при расчете Ф~спей, в (3,45) вместо Хг.! — — 2к/7.! подставляют 1/[2я/Ь! — 1/(п~2п/С!)], 286 Рис. 3.50 В передатчиках, работающих на фиксированной частоте / = сопзц эффективным способом фильтрации высших гармоник является включение дополнительных Еп „Сдоп-резонансных контуров, настроенных на тУ или инУю Лг-ю гаРмоникУ. ПаРаллельный Ьд,пСдоп-контУР включают последовательно и, наоборот, последовательный Еп, Сд „-контур— параллельно соответственно в одну из ветвей или точку ВФЕ, построенной на основе одной или нескольких Г-, Т- и П-цепочек. Практически можно параллельный контур включать вместо одной из последовательных индуктивностей Е;, а последовательныи контур — вместо одной из емкостей С,4г, как показано на Рис.
3.50. КонтУР ЬпопСдоп, настРоенныи на частоту Л!-й гармоники: 1л ег,с, = г, (3.46) должен иметь сопротивление (или проводимость) на основной частоте такое, как у Ь! (или Сг+!), вместо которых он включается, т е, 1 1 = 2х/Ь! — в схеме на рис. 3.50,б (3.47а) — 2лу Скоп 1 1 = 2гг ГС44! — с схеме на рис. 3.50,в;(3.476) С 2я/Сиоп Из (3.47) с учетом (3.46) находим расчетные соотношения для бдоп и Сд 1Л 1 7доп — 7! 1 г ~; Сд — г г — в схеме на рис. 3.50,б пг,) ' и пг(2гг/)г7п, (3.48а) — в схеме на рис.
3.50,в. (3.486) Сопротивление параллельного или последовательного г, пСпопконтура на резонансной частоте (частоте 7!г-й гармоники) соответственно равно: Впар = Впар = п2ЯУ/допОх.х«в схеме на Рис. 3.50,б (3.49а) 1 г...=л. — в схеме на рис 3 50 в (3 496) п2 я/Споп9х. хп 287 где Я„д„— добротность Ьд~дСд -контура на частоте п-й гармоники. Согласно (3.48) и (3.49) сопротивление параллельного Ед,«Сд„нконтУРа оказываетсЯ в (1 — 1/пз)Яккп Раз больше, чем сопРотивление индуктивности 1«ч и аналогично сопротивление последовательного 1д«дСд«д контУРа в (1 — 1/и )г«тх кп Раз меньше, чем сопРотивление емкости С(+( на частоте п/. Это определяет выигрыш в фильтрации на частоте и-й гармоники, для приближенной оценки которого после расчетов по (3.44) или (3.45) в отсутствие 1дн«Сд«д-контуров Фд а увеличивают в Пп ~( 1 — — ) Як,кп~ раз, где и — число Ьд««Сд д-контуров, 1=1 настроенных на данную и-ю гармонику.
Последовательность расчета ВФЕ по схемам рис. 3.49. 1. Допустимый ток или напряжения п-й гармоники (обычно второй и третьей, ближе всего расположенных к основной и наиболее интенсивных) в нагрузке (в антенне), т.е. на выходе ВФЕ; („= 2Р„„,/Я„„«„„= 2Р„Н, (3.««( где Р„„д — допустимая мощность п-й гармоники в нагрузке; Лд„— резистивная составляющая нагрузки (антенны) на частоте и-й гармоники (при ориентировочных расчетах можно принимать Йд„йд).
2. Амплитуда и-й гармоники тока 1,„„или напряжения Унхп на входе ВФС определяется соответственно амплитудой тока 1„„или напряжения Уг„п-й гармоники на выходе ГВВ. Во многих случаях амплитуду и-й гармоники тока или напряжения на выходе ГВВ можно определить, зная относительный их уровень 1,„/1„или Уг„/Уг( при косинусоидальных, прямоугольных или других формах импульсов выходного тока и напряжения. Однако часто расчетным путем либо опираясь на экспериментальные измерения определяют относительный уровень высших гармоник на выходе генератора в децибелах: агп —— 20 Чб(1«п/1ы) или агп = 20 $8(Угп/Уг(). (351) В однотактных генераторах при работе транзистора (лампы) в недо- напряженном, граничном или слегка перенапряженном режиме, в предпосылке, что импульс коллекторного, стокового или анодного тока близок к отрезку косинусоиды, относительный уровень высших гармоник тока составляет а = 2018(1гп/1,() = 20'(8(оп(В)/а((В)).
(3.52а) В широкодиапазонных двухтактных генераторах на биполярных транзисторах с ОЭ и МДП-транзисторах с ОИ при индивидуальном подборе пары транзисторов а з яв — (2б...30) дБ; агз (ы (15 ° ° 20) дБ, (3.52б) В двухтактных ключевых генераторах с резистивной нагрузкой в режиме с гн„, близким к я, наибольшей является третья гармоника напряжения (тока) амплитудой У„з ю У,(/3. Однако из-за некоторой несимметричности работы транзисторов и схемы присутствуют четные гармоники. Поэтому приближенно можно принять агэ лз — (20...40) дБ; агз в -(12...14) дБ. (3.52в) В двухтактных ключевых генераторах с фильтровой нагрузкой наибольшей является также 3-я гармоника, однако из-за некоторой несимметрии работы транзисторов и схемы присутствует и 2-я гармоника. Относительный уровень 2- и 3-й гармоник напряжения в генераторе с последовательным контуром и тока в генераторе с параллельным контуром можно оценивать по (3.52в).
В однотактных ключевых генераторах с формирующим контуром наибольшей является 2-я гармоника. В генераторах с параллельным формирующим контуром (рис. 2.19,а) относительный уровень 2-й гармоники напряжения приближенно можно рассчитать как для косинусоидального импульса с углом отсечки В: ага = 20 (8(Угг/Уг() 20 (8(аз(В«з)/а((В г )) (3.52г) где В,„= (2х — т„„)/2. В генераторах с Г-образным формирующим контуром обеспечивается дополнительное ослабление высших гармоник.
Относительный уровень 2-й гармоники тока на его выходе агэ = 20(8 — вз 20 18 ' + 1г2 оз(гн г/2) 1г! о!(тна«/2) + 10!8 (16[1(гп„)с(тдн«) — 1/4)~ + 4сз(та )) — б, (3.52д) где первое слагаемое учитывает относительный уровень 2-й гармоники тока г ((Л), близкого к косинусоидальному импульсу с углом отсечки В,„= г„„/2, второе слагаемое — дополнительное ослабление, обеспечиваемое Г-образным контуром при нагрузке на сопротивление Лн, а третье слагаемое ( — б дБ) — дополнительное ослабление при включении дополнительной фильтрующей цепи, начинающейся с параллельной емкости (рис. 2.19,6).
Если фильтрующая цепь начинается с последовательной индуктивности (рис. 2.19,в), то -б дЬ опускают. Значения 1(гпн«) и с(гэн«) Берут из табл. 2.2. Зная аг„и используя (3.51), определяют амплитуду п-й гармоники тока или напряжения: 1 = 10«п"узе1г или У = 10«,„1звУ где 1г( или Уы — амплитуда первой гармоники тока или напряжения на выходе ГВВ, которая должна быть известна из электрического расчета выходной цепи данного класса ГВВ. 288 289 3, Коэффициент фильтрации, который должна обеспечивать ВФС: 3 3 и 2 1вхп 1еп Фгпеовх = 1 = з — в схеме на рис. 3.49,а,в; йпдоп 1йпдод 2 г и,„„71 идеовх = з = — в схеме на рис.
3.49,ба. йпдод йпдод (3.53) (3.54) Р ° = О, 517 1,; Р = О, 517515. Для аналогичных расчетов напряжении, токов и реактивных мощностей в 11Сыэлементах параллельного или последовательного контура в схемах рис. 3.49,в,г предварительно определяют 71гспор —,/2Р, й е или г„„„= Егее~ея.м.. -- ..„....,,... ге .....,....,...,. ного контура 15 = ~1с~ = Ггьсп р/Х1 или напряжения на ЕС-элементах последовательного контура Ев = (71с! = 1г,с оеХ1 и далее по (3.54) находят реактивные мощности в них. 7. Мощность потерь в ЕС-элементах определяют как Рд„= О, 515згь или Рс, = О, 51гсдс, где гд — омическое сопротивление потерь в ка- 2 тушке индуктивности; дс — омическая проводимость в конденсаторах на рабочей частоте /.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
