Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 53
Текст из файла (страница 53)
При этом к отображает адмитганс последовательного соединения импедансов вывода общего электрода (катода, истока, эмиттера) ЭП и внутреннего сопротивления источника сигнала,а у — только адмиттаис соединения управляющего электрода с общим узлом О. Считая, что источник возбуждающего тока подключен к узлу 1, а выходом является узел 3, можно изучать и схему катодного, истойового, эмиттерного повторителя, которую будем называть схемой П. Для лампового генератора с общим катодом адм иттансы имеют вид у, =3„(3 ',+««вС, уз «ОС Уэ = и л + «ЯСнк У4=(« +Ю уэ А «в~ ~ ясв) Здесь Ял — внутреннее усредненное резистивное сопротивление лампы; Я„и ń— сопротивление и индуктивность вывода катода; Я, и х,, — сопротивление и индуктивность сетки; г, — выходной усредненный импеданс источника возбуждения.
Для лампового генератора с общей сеткой уэ = (Я, + йод.,) ', а гя = = (Я„+ шЕ„+ г„) '. Остальные адмиттансы прежние. Очевидно, что при уэ = 0 и г = ~~' = 0 ОС отсутствует. Адмиттанс гз создает ОС по напряжению, вводимую во входную цепь параллельно. Импеданс г„= ~~ создает ОС по току, вводимую во входную цепь последовательно. Поскольку у имеет обычно емкостный характер, а з4 индуктивный, то с ростом частоты паразитная ОС растет пропорционально квадрату частоты.
Поэтому в ВЧ генераторах и ЭП стремятся уменьшить емкость и индуктивность вывода общего электрода ЭП до конструктивно возможных пределов. Идеальный управляемый генератор (блок 5,) обладает по определению строгой направленностью, что позволяет вычислять Тдля реальной системы. С зтой целью в схеме на рис. 5.! заменим звезду с лучами у, Уз, Уе и центРом в точке О на тРеУгольник пРоводимостей: У7 У»У»Ф4 У5 У») Ув — Уху»Ф»+ Уз+ У») Уя = У»Уз7(У» + Уз + Уд Комплексный козффициент передачи ветви ОС 2) = г,7(г! + гз).
(5.6) Здесь х! =(У~+Уз) ' Яз= (Уз+Уз)' ! гз= (Уз+ У~) Следовательно, искомое возвратное отношение в схеме на рис. 5. ! Т = КВ = -Яр,хз/(г ! + гз+ хл). (5.7) Этой формулой можно пользоваться для расчетов запасов устойчивости усилителей и ГВВ, запаса самовозбуждеиия, а также параметров установившегося режима автогенераторов. Приравнивая правую часть (5.7) единице, получаем уравнение гармонического баланса автогенератора в комплексной форме. Выражение (5.7) легко запоминается, однако точный анализ влияния параметров исходной схемы (см. я» рис.5. !) на величину Тсегопомо- ГУ 'ят) щью довольно сложен.
Разверну-, з, б г тое выражение Т через 4ф+~~) ' й параметры схемы дано в [5.6). у ~ А й г При качественном и даже приближенном количественном анализе можно исходить нз априорного и часто выполняю- р»с ах Э»»»»»~»»ш»» ы»»а»»» шегося на практике предположе- ры» т» т»е» г» тс»»е»»» -Ъ+ь) ' как показано парис. 5.2. В результате оказывается, что схемы усилителя с ОС и автогенератора, выполненного на трехполюснике (см. рис.
4.2), совпадают. Устройства же отличаются только значением величины Т и некоторымн несущественными с точки зрения самовозбуждения деталями, Легко заметмть, что в схеме на рис. 5.2 комплексный козффициент передачи прямой ветви Хи -Бьхз(х, + гз)7(г! + гз + гз).
(5.5) ния о том, что паразитные параметры ГВВ, создающие паразитную ОС, малы по сравнению с остальными величинами: гз -+ О и г, -+ О. При этом (5.8) Т 510'2 3'4 уз уб)7Ну! + у5)3 4(УЗ М] Анализ выражения для Т и непосредственно схемы реального ГВВ показывает, что при заданных (доведенных до конструктивных пределов) гги г4 величину ~ Т ~ можно снижать, уменьшая ~ Я, ~ или увеличивая ~ 2, ! и 1 уз ~. Эти меры, однако, приводят к снижению усиления.
увеличение ! г, ~ возможно при пеоеходе к режиму с большими токами сетки в усилителях сигналов с постоянной амплитудой. Увеличение же гауз ! достигается при переходе к перенапряженному режиму, если это возможно. Прн абстрактном рассмотрении, когда численные значения параметров схем У, Д н П неизвестны, все зтн схемы совершенно эквивалентны и вопрос о том, какая нз них обеспечивает наибольшую устойчивость ГВВ, не имеет смысла. При практической же реализации ГВВ по этим схемам оказывается, что трудности снижения паразитных проходных параметров в различных схемах неодинаковы.
Схема У при большой проводимости источника сигнала совершенно аналогична схеме Д, имеющей такую же проводимость соединения сетки с общим узлом О. В случае, когда ~ г ~ -+ со, ~ г ~ -+ О, обе схемы описываются следующим из (5.7) общим выражением (5.9) Т -5,Цу, + у,). В диапазоне не слишком высоких частот, когда можно считать, что Ке(-8~) сО, 1т( $,) = О, ступень будет заведомо устойчива, так как Ке(8, + г ) > О и, следовательно, КеТ< О, что означает наличие определенной по фазе «отрицательной» ОС, повышающей устойчивость. Практическая реализация условия ~Хз ! -ь е можетбыть затруднена для схемы У при недостаточной мощности источника возбуждения, тогда как в схеме Д зто условие легко реализовать, соединяя управляющий электрод с узлом О накоротко.
Условие ~ гз ~ -ь О достигается в недонапряженном режиме для ЭП с большим Я, В случае мощного ГВВ на биполярном транзисторе, когда усилительный элемент рассматривается как генератор тока, управляемый током [формулу (5.7)), можно упростить, полагая ~ г, ~ -+ с и обозначая через — ф, = — Ю,/уп комплексный усредненный коэффициент усиления тока базы. Тогда 268 (5З О) ~!(Узуб УбУб) бУ4(У3 + Уб)1' Выражение (5.!О) показывает, что, уменьшая ~Л Ц2бЦ2 ! и увеличивая ~ г ~, можно уменьшить ~ Т ~ до любого заданного значения.
Практически это означает, что каскад на мощном БТ следует возбуждать от источника тока с большим внутренним сопротивлением, применять, если возможно, перенапряженный режим, проходную емкость снижать до предела. Иэ приведенной на рис. 5.2 схемы непосредственно следует, что если уз + .ря = О, то в ГВВ нет ОС. Это условие эквивалентно равенству нулю сУммы УзУб + Уз(Уб + Уз + Уб).
В зтУ сУммУ входит паРаметР источника возбуждения (Вз для схемы типа У или уб для схемы типа Д). Выбрав этот параметр нз условия равенства нулю указанной суммы, можно обратить Ткольца паразнтной ОС в нуль, Если при этом знаменатель Т в нуль не обращается ни на одной частоте (разомкнутая петля устойчива). Практически реализовать такую компенсацию обратных связей во всей полосе частот от нуля до бесконечности невозможно, так как потребуются элементы с отрицательными параметрами.
В узкой же полосе частот это приближенно возможно. Анализ такой возможности является хорошей задачей для самостоятельной работы читателя. Один из эффективных способов повышения устойчивости ГВВ состоит, как указывалось, во введении заведомо отрицательной ОС. Например, в схеме У можзбо ввести резистор последовательно с выводом катода, эмиттера, истока. Важно отметить, что при этом порядок системы не повышается. К сожалению, данная мера не всегда возможна по конструктивным и энергетическим причинам. В схеме Д роль такого резистора играет внутреннее (выходное) комплексное сопротивление источника возбуждения, и в такой схеме, как отмечено в комментарии к формуле(5.9), существуег отрицательная ОС. В двухтактных схемах одновременно существуют два протнвофазных напряжения на входе и выходе, поэтому в таких схемах легко реализуются цепи шнроконолосной отрицательной ОС, Введение таких ' цепей называют нейтрализацией.
5.7. ПАРАЗИТНЫЕ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В КОНКРЕТНЫХ СХЕМАХ И СПОСОБЫ ИХ ОСЛАБЛЕНИЯ Согласно критерию Найквиста для оценки устойчивости усилителя необходимо рассматривать значение А во всем диапазоне возможных значений частоты от нуля да бесконечности.
При этом приходится учитывать вспомогательные элементы и паразитные параметры не только усилительного прибора, но н всего реального ГВВ, включая цепи питания, монтажные проводники, блокировочные элементы и т и. Здесь 269 возникают затруднения, связанные с обнаружением цепей паразитной ОС и количественной оценкой паразитных параметров связей, зависящих от размеров, формы, материала н взаимного расположения основных и вспомогательных деталей, цепей питания, измерительных цепей, органов управления, наличия экранов, отверстий, качества контактных соединений н других факторов.
В (47) приведены некоторые конкретные данные по этим вопросам н примеры правильного и ошибочного выполнения монтажа усилительно-генераторных каскадов, фильтров, экранов и других устройств. В качестве первого примера рассмотрим схему лампового ГВВ на тетроде, изучаемую в гл. 2 и 3, со всеми вспомогательными цепями и паразитными параметрами, справедливую в широкомднапазоне частот (рис. 5.3,о).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
