Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Для этого удобно воспользоваться теорией миогополюсииков Токи и напряжения а схеме иа рис. 6 6 связаны системой уравнений 1о=тоо Е+Уоз()з+Уоз1)з* 1з =Ъзо Е+Уп ()о+Тзз()з (6 2!) 1з= Ухо Е+Узз ()з+ Узз ()~. Параметры уп характеризуют свой. сова шестнполюсиика аключаюшего в себя сопротивление источника сяг. нала )Т. Рис 64 Структурная схема костово го усилителя — — — — -ч ! 1 ( У ! 3 Ркс 66 Схема включения шестияо. люсника в режиму деления мошиости УыЕ / Уязз)1 ) ( У ° Уяя)7) +~ргг / 1)г+( Угг / 1)з '+Уз. '( 1+ Увв )1 ( 1+ Уш 74 l (6.
27) Сравииаая системы (6.27) и (6.22) заметим, что У~а Узв Й Угг=ум— я 1+ увв )с С учетом (6.23) условие развязки моста в у-параметрах имеет вид уы уяя (г Угг =О. !+Уев 1з Отсюда (6. 28) (6.29) Уы (б 30) Угв Уы — Увв Узг Исходя от противного, докажем, что (6.30) иевозможио выполнить, если устройство у состоит только из реактивиых элемеитов. Пусть Увв = 1Ьвв Угв= )Ьгв Хы = ) Ьяв Уи = )Ьзг. (6.31) Правая часть (6.30) при условии (6.31) оказывается ми имой, равной (Ьяг((бввбяя Ь,вЬ„), т. е. равеиство (6.30) ие выполияется. Следовательио, развязка йри дг ~ 0 эозможиа только в том случае, если устройство р содержит активиое сопротивление. Его обычно иаэывают балластиым.
Балластиый резистор и создает УпомииУтУю йь(шй Рэйв)Ц)4ййгощУю пРоврйимосеь У;г. С учетом пассивиости цепи У (УВ У)я при 1 ф 1) вместо системы (6.2!) имеем систему 1„= Ущ Е+Угв ()г+ Уя„()я, )г= "гв Е+Ум 1)я+Узг 1)в (6. 22) )я4 Узв Е+Уы 1)г+Узз !'з из второго и третьего ураэиеиий которой следует, что 1я ие зависит от ()я и 1 от Вм если проводимость между выходами моста Ум=О.
(6.23) Поясиим смысл (6.23). В иеразэяэаииой схеме проводямость между выходамк Уяг т'= О. Для обеспечения развязки иеобходимо ввести дополиительиую цепь связи между выходами делителя 1 и 2 о проводимостью Т;я — — — У,' . Выясивм, каким условиям должеи удовлетворять миогополюсиик р (рис. 6.5). Для этого составим систему уравиеиий в р-параметрах, учитывая, что здесь также ум = уш (1 т'-1) ),=у,„)),+у„)),+У„()„ )г= Уы ()в+Ум 1)я+Уы 1)я (6.24) )з=уяв 1)в+Узг 1)я+ Хы 1)з где 1)в=Š— 1в 14.
(б. 25) Подставив первое уравнеиие системы (6.24) в (6.25), выразим ()в через внеш. иэе иапряжеиия шестиполгосиика ()~ = ° (Угв 1)г+Уяв 1)я) 17 (6. 26) 1+увэ(с Затем, подставив ()в иэ (6.26) во второе и третье уравиеиия системы (6.24), получим в 1, у, Рис. 6.6. Схема включении мо. ста а режиме суммировании мощности Рнс. 6.7. Схема усилители с сннфаанымн мартами Заметим, что в номинальном режиме балластное сопротивление не рассеивает мощности, так как оказывается включенным между эквипотенциальными точками.
Обратимся теперь к мосту, работающему в режиме сложения мощности (рнс. 6.6). Сравнивая схемы на рис. 6.6 и 6.6, заметим„что теперь х)а и Ц вЂ” напряжения генераторов, )с — сопротивление общей нагрузки, в которой выделяется мощность. Тогда все выражения, записанные для МД, остаются в силе и для МС, в том числе и условие развязки моста (6.30). Величину Е следует положить равной нулю.
Сказанное проиллюстрируем на примере схемы усилителя а синфазными мостами (рис. 6.7), предназначенными для суммирования мощностей синфазных генераторов и для получения синфазных напряжений в режиме деления мощности. Развязка между выходами АЭ, и АЭ, объясняется следующим образом. Связь между АЭ через общее сопротивление нагрузки )с компенсируется дополнительной связью через балластный резистор сумматора 2 )со,л, Фазовое условие компенсации выполняется, так как напряжение, поступающее на выход АЭ, (АЭ,) от АЭ, (АЭ4 через канал нагрузки, на !80' запаздывает по отношению к напряжению, поступающему через балластное сопротивление из-за наличия двух П-образных звеньев, каждое из которых сдвигает напряжение по фазе на 90'. Таким образом, реактивная часть синфазного моста является фазовращателем на 180'.
В качестве фазовращателя могут использоваться сосредоточенные ~С-цепи, отрезки линий, трансформаторы на феррите и др. Амплитудное условие компенсации требует вполне определенного соотношения между 2 )со,л„ )т, и реактивными элементами моста. Изменение любого из этих параметров вызовет появление связи между АЭ. Аналогично обстоит дело с развязкой во входной цепи усилителя. Здесь также необходимо определенное соотношение между )с в„, 2)т о,лн и реактивностями МД. Отклонение, например, )т,„от номинального значения нарушит развязку между входами АЭ. Отсутствие потерь мощности в балластных резисторах в номинальном режиме объясняется равенствами Овыва = Овыевв~ ()вва = ~)вхв в силу симметрии усилителя. Важными параметрами усилителя являются его входное и выходное сопротивления, зависящие от параметров и режима АЭ, Старение н смена АЭ, изменение температуры окружающей среды и т.
п. приводят Некоторые твпы мостовых усилителей помимо развязки обладают еше од. ннм важным свойством, Их входное и выходное сопротивление не зависят от параметров АЭ прн условии идентичности последних. Покажем, прн каких со- отношениях параметров моста это возможно. Из первого уравнения системы (6.22) следует, что входной ток !в н, следо- вательно, входное сопротивление МД (рнс.
6.5) йе зависит от напряжений()г, !)„а следовательно, н от сопротивлений нагрузок Х„„Х„„если Угв(), + У„(), = О. (6.32) Рассмотрим только вариант схемы моста, который распределяет мощность поровну на одинаковых нагрузках, т. е. Х„г — — Х„в — — Х„. Тогда 1)г = — )гхи 1)в = — )вХи (6.33) Из второго и третьего уравнений системы (6.22) с учетом условия развязки (6,23) получаем )г = Уш Е + У!!но 1в = Увв Е + УвгЦ (6. 34) Подставим (6.33) в (6,34), в результате 1г — — Угв Ег(1+ УИХи) )в = Увв Ег(! + УввХи) Из (6.35) и (6,33) следует (1г = — Угви Хиг(1+ УмХи) ))в = — Увв ЕХн)(1+ У,вХи).
(6.36) Подставив (6,36) в (6.32), полуцггм — У~„ЕХ„!(1+У Х„) — Ув ЕХ„/(1+У Х„) =О, (6 '7) т. е. 1",в/(1+Ум Х„)+1'в„гг(1+)'„Хп)=0. (6, 38) Равенство (6.38) прн изменяющихся нагрузках Уи выполняется, если )ы= )гв (6.39) а )ге= ш1)вв. (6 40) Из соотношений (6,40) и (6.32) следует, что напряжения иа выходе МД должны быть равны по амплитуде н сдвинуты на 90', т.
е, находиться в квадрату- ре () 5 5)Рю (6 41) чтобы при одинаковом изменении нагрузок Хш — — Х„в входное сопротивление усилителя сохранялось постоянным, Такие мосты называют квадратурнымн, Квадратурный мост можно сделать на основе синфазиого. Для этого в со. ответствин с (6 41) достаточно добавить к одному из его выходов цепь, сдвигаю- щую фазу на 90' (рнс.
6.8), например, П- нлн Т-образное звено типа ннвертора нмпедаиса, которая в соответствии с (6.39) не доли)иа трансформировать выход- ную проводимость моста Уы. 6. 35) 112 к изменению входных и выходных сопротивлений АЭ и, как следствие, входного и выходного сопротивлений усилителя. В многокаскадных усилителях это ведет к изменению режимов предыдущих каскадов, может вызвать самовозбуждение усилителя и другие нежелательные последствия. В указанном отношении усилители с синфазными мостами (например, на рис.
6.7) не отличаются от усилителя на одиночном АЭ, потому что в симметричном режиме ток через балластные резисторы отсутствует и мост представляет собой обычный реактивный трансформатор. Рнс. 68 Схема квалратурного моста, преобразованного из синфазного Рис. 6 9 Схема кеалратурного моста- делителя с инвертором и»шедаиса 1 да « 1 1 — -1 Поясним свойство постоянства входного сопротивления квадратурного МД при одинаковом изменении нагрузок на примере ахемы на рнс, 6.9. Увеличение, например, нагрузок )гп приводит к увеличению )гпз н уменьшению Рш, что н требуется для поддержания постоянства Другим вариантом квадратурного моста является так называемый «квадратный» мост (рис.
6.10), в котором сдвиг фаз напряжений на нагрузках нз 90« достигается за счет разности хода волн в 90' от источника до иагруэек. Входное сопротивление усилителя с квадратурными мостамн активно н не зависит от параметров АЭ (при их лдентнчности), даже если активные еоставляюшне их входных сопротивлений отрицательны, т. е, при потенциальной неустойчивости АЭ. Отрицательное входное сопротивление чазто возникает в схеме о об. шей базой на СВЧ (см. гл, 6).
В таких елучаях применение квадратурных мостов является эффективным средством обеспечения устойчивости усилителя. При этом необходимо так выбрать параметры МД, чтобы сумма выходного сопротивления моста и активной составляющей входного еопротивления АЭ была положительной. Применение квадратурных мозгов целесообразно и в тех случаях, когда не стоит задача сложения мошноетей, т. е. в маломощных узилителях, Это позволяет существенно ослабить связи между каскадами и повышает устойчивость многокаскадных уситителей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
