Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Для полосовой ЦС дополнительные элементы т., С, и Е.з (см. рис. 3.16,6), образующие с соответствующими (С, + С„,„), з.з и С, параллельные и последователь- Рассиатризиеный здесь способ широкопоаосшнп согласования называется 4шзьлчвсььн Ншзиыько лучшие харакшристмки обеспечивает так называсыый ояииияьзьлыа способ (си. поиизбисе в 1! 49. 156 и г Р,гав Рис 3. ! 7.
Звакянестя КБВ,„, ьа иеот е...а Ф 4Ф (Р ба ац„,«а ные кожуры, определяются из условия настройки в резонанс на частоте аэ = Ма,а„. Переход к полосовой ЦС увеличивает в 2 раза число ЬС-элементов. Однако практически происходит не усложнение, а даже некоторое упрощение схемы, поскольку дополнительные Ь, и Сз элементы устанавливаются вместо Ещ и Се„(см. рис. 3.! б) и оказываются значительно меньшмми по величине. Кроме того, известно, что в полосовой цепи можно осуществлять дополнительную трансформацию сопротивления, при которой Я' „м Ж„, не меняя и не ухудшая никаких характеристик !14!. Построение входных согласующих ЦС в сильной степени зависит от типа ЭП, его эквивалентной схемы и усилительных свойств.
На относительно низких частотах МДП-транзисторы в схеме ОИ, ламповые триоды и тетроды в схеме с ОК при работе без тока управляющей сетки по входу эквивалентны емкости С . Поэтому ЭП предыдущего каскада должен на енкостнон сопротивлении 17)вС развивать переменное напряжение с постоянной амплитудой Уе,(сз) м сопя! в заданном диапазоне частот от сз„до а,.
Однако работа ЭП на реактивную нагрузку, величина которой зависит от частоты, крайне нежелательна по ряду причин. Во-первых, при реактивной нагрузке полезная мощность и КПД генератора близки к нулю дюкс при работе ЭП с отсечкой гока. Во-вторых, для поддержания постоянной амплитуды на емкостиой нагрузке в диапазоне рабочих частот ток на выходе ЭП должен линейно нарастать (при работе ЭП непосредственно на емкостное сопротивление) либо одновременно должны меняться выходной ток н напряжение ЭП (при работе на более сложную реактивную цепь связи нз-за паразитных резонансов в ней). Непосредственное шунтирование 'емкости С,„резистором Я„ведет к неоправданно большим потерям мощности в нем, поскольку в образованной таким образом однозвениой низкочастотной ЦС согласно рис, 3.17 для достижения вырокого КБВ 'потребуется снижение а = = и, = а,С А„, т.
е. уменьшение Р . Последовательный переход к двухи трехзвенным цепям (и = 2 и 3) и ат низкочастотных цепей к полосо- !57 вым, показанным соответственно на рис. 3.18 а,б, позволяет при том же значении КБВ,„увеличить коэффициент а„, определяемый как (3.9) а =(а,-оз„)С,„Я„, и тем самым увеличить шунтирующее сопротивление Мв и входное сопротивление ЦС Я,х „см ы Ян, а главное — снизить рассеиваемую на тт„ мощность. При включении лампы по схеме с ОС роль В„(см. рис. 3.18) может частично или полностью играть непосредственно резистивная составляющая относительно низкого входного сопротивления лампы, и поэтому в нем не будет бесполезно рассеиваться мощность, потребляемая от предыдущего каскада. При построении входных цепей генератора на БТ в схеме с ОБ практически во всем диапазоне частот (до е = 0,3...0,5ев„) можно не считаться со снижением модуля коэффициента усиления транзистора по току Ьзш(сз), приняв его равным 1.
При этом по входу транзистор можно представить эквивалентной схемой в виде последовательного соедине- НИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В,„ОБ И ИНДУКтнВНОСтн У.еаОБ, ЧЕРЕЗ КОТОРЫЕ В ЗаДаН- ной полосе частот от оза до озв должен протекать постоянный по амплитуде входной ток т„= Хз (рис. 3.19). Прн этом ЦС генератора может также строиться в виде ФНЧ, для которого нагрузочным сопротивлением является Я оя, а последним реактивным элементом является х.
= а, ОБ. ВЕЛИЧИНУ ОтНОСИтЕЛЬНОГО СОПрОтИВЛЕНИя ИидуКтнВНОСтн х. оценивают коэффициентом Ох~~тмОБ~~ахОБ ВЗ~~яФн' (3.10) Если а < 0,05...0,1, с влиянием Ь на АЧХ и КБВах можно не считаться. При большем значении са ' для снижения Ь, оа и увеличения КБВ необходимо последовательно переходить к двух- и трехзвенным дав Ла аг Гях,уа» мда гях Л аде 4 рз уь Хьвяе гт Рис. 3.18.
Входные низкочастотные и пслосовые цепи связи ламповых и МДП-транзисторных генераторов !58 еззз% Ф л хьм 0 Хь ле там т л) ф 1ьм-0 яь" рис. 3.! 9. Гззодные иизиочвсиииые и повосовые пепи связи бпиопвриого транзисторе с ОБ цепям н от низкочастотных ЦС к полосовым (рис. 3.19), для которых в (3.10) надо вместо езз подставить (оз, — ви). Выигрыш в значениях 8, ла и КБВзз при переходе от лз = 1 к лз = 2 и лз = 3 такой же, как и при построении выходных цепей на рис.
3.16 и входных цепей на рис.3.18, и определжтся по г(хвфикам, приведенным на рис. 3,! 7. Если сз„> 0,05...0,1, то для его снижения включают дополнительное сопротивление Я „последовательно со входом транзистора (см. рис. 3.19), а при расчете а в (3.! О) вместо 1! ~я подставляют (Я,„ох + Я „): .=(.— .)2 .!( ....
(3.1!) Отметим, что схемы входных согласующих цепей на рис. 3.! 8 н 3.19 оказываются дуальными. Переход от НЧ цепей.к полосовым позволяет при том же значении а увеличить й„в схемах на рис. 3.18 или уменьшить (ззвзоя + й ) в схемах на рис. 3.19 и, следовательно, снизить потери в ззп или в(й„ох+Я ).Крометого,вполосовой цепи можно осуществлять дополнительную трансформацию соиротнвлений !1 41 и тем самым повышать или понижать входное сопротивление ЦС на рис. 3.18,6 и 3.19, б относительно Яв или (Лезов+ Язеп).
При построении входных ЦС для БТ практически во всем рабочем диапазоне частот, за исключением низких частот (а < 0,3 ез,lйд,е), надо учитывать снижение коэффициента усиления транзистора по мощности с ростом частоты. Поэтому входная ЦС должна не только согласовывать (компенсировать реактивную составляющую) и обеспечивать близкое к резистивному и постоянному входное сопротивление, но и компенсировать снижение усиления транзистора, т. е. выполнять роль цепи коррекции АЧХ электронного прибора. Относительно входной ЦС биполярный транзистор можно представить тремя последовательно включенными элементамн (рис.
3.20,л): Я Сох -цепочка, резистор тех и индуктивность Ь,х . Входная цепь может выполняться следующим образом. Последовательно с базовым выводом транзистора включаются корректирующиезлементы: ххк,рСк -цепочка с той же постоянной времени, что и у Я, С, -цейочки, резистор г, н индуктивность 1 . Эти элементы включаются с целью изменения соотношений между величинами М ~, С,„, г,„и х.,„входной эквивалентной схемы самого транзистора, н поэтому в завйснмости от требуемой АЧХ генератора практически приходится включать два (и даже один) иэ трех указанных элементов.
Для создания резистивного частотно-независимого входного сопротивления ЦС Д (в) = Я (ю) = сопя1 во всем диапазоне частот параллельно (см. рис. 3.20,а) подключаются элементы г„,, 1.„,, М и С (сопротнвление Я„, обычно реализуется за счет потерь в х. ). Йоэтому предыдущий каскад развивает напряжение У (в) на резистивном нагрузочном сопротивлении, равном Я,х цепи коррекции АЧХ.
Элементы цепи коррекции АЧХ (й„,р, С,, гкао н Ь ) подбираются таким образом, чтобы через результирующее сопротивление Йе„, (ох) + 4.', (ох) при заданном У (еэ) = сопя! протекал ток базы, амплитуда которого нарастала в диапазоне рабочих от сок до ее примерно обратно пропорциональ- яэяененкакюфке гоаивьвекеоноже оное ф хнно Рне. 3 20. Схемы карою<мни АЧХ бноалкрного трензнехоре а СГЭ но снижению коэффициента усиленна транзистора по току Ьм,(в) н тем самым выравнивала бы АЧХ генератора. Мощность, которую развивает предыдущий каскад, на входе цепи коРРекцни опРейеллетса как Р цс(в) = 0,5(Уз Уй,„м сопзг.
ПРн этом на частоте ез -+ ш, бдльшая часть этой мощности (за исключением небольших потерь в резисторах г,', й„, и в еще меньшей степени потерь в г„, и Я ) поступает в транзистор. Наоборот,на частоте а~а„ббльшая часть этой мощности выделаетса в РезистоРах Т и й„м, в меньшей степени — в г, и Я и только незначительная ее доля поступает в транзистор. Это поясняет рис.
3.21, на котором показана частотная зависимость К„= Р,(Р биполярного транзистора (сплошная линия). 3десь же показана зависимость (кривая )) коэффициента усиления по МОщНОСтИ ГЕНЕратОра, 'ЭврЕдаяяЕМОГО КаК К~ „= Р,/РьщС. ЕСЛИ На верхней частоте е, снижение Кр относительно К,(е,) транзистора обычно составляет 1,5...2 раза, то иа нижней частоте оно может доходить до 10...20 раз и более, т. е. практически вся мо1цность Р цс вьщеляется в резистнвных элементах входной цепи коррекции.
Рассмотренный способ построения цепи коррекции может быть использован для ЬЩП-транзистора. В эквивалентной схеме его входного сопротивления отсутствует 2(ь,, Поэтому в цепи коррекции иа рнс 3.20л исключаются резисторы%„~ н й . Кроме того, поскольку в МДП-транзисторах при а ~ 0 коэффициент усиления по мощности Кг(в) -+ ао (см. штриховую линию на рйс. 3.21), то на е -+ в„может наблюдаться проигрыш в Кр в еще большей степени. Цепь коррекции АЧХ на рис.
3. 20л выполняют на полосу частот до четырех-пяти октав на частотах до 30...80 МГцдля БТи до 100...ЮО МГц лля МДП-транзисторов. На более высоких частотах и по мереперехода к более мощным транзисторам воз- 4,' никают трудности в практической реализации необходимых величин ее элементов 2, и С, а также сопротивлений резисторов г„,я, йь,е, г„„я н Я„~~, которые должны рассчнтьшатьея на 41»ч значительную рассеиваемую в них мощность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
