Файл: Пузырев В.А. Тонкие ферромагнитные пленки в радиотехнических цепях.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.07.2024
Просмотров: 109
Скачиваний: 0
Н а |
рис. |
2.21 показаны теоретические и эксперименталь |
|||
ные |
зависимости |
активной |
и реактивной составляющих |
||
полного |
входного |
сопротивления |
от управляющих полей. |
||
Д л я |
передачи |
мощности |
без |
отражений в открытом |
|
состоянии ключа необходимо подавать такое у п р а в л я ю щее поле, чтобы реактивная составляющая входного со противления была равна нулю, а активная совпадала с сопротивлением нагрузки (условие согласования) . При
равняв |
правую |
часть |
в ы р а ж е н и я (2.52) |
нулю, получаем |
|
|
|
|
to2 = |
со2 F', |
(2.53) |
т а к как |
L T i = |
2LTJF', |
F' |
определяется |
соотношением |
(1.23). Уравнение (2.53) является условием для опреде ления частоты ферромагнитного резонанса в пленке. При выполнении условия (2.53) соотношение (2.51) для активной составляющей входного сопротивления будет иметь вид
т г»
или, выраженное через относительное потокосцепление»
К а к можно видеть, величина |
входного сопротивления за |
||||||
висит от связи пленки с полосковой |
линией, |
от |
величины |
||||
и направления |
управляющего |
поля, |
а т а к ж е |
от |
парамет |
||
ров пленки и нагрузки, определяемых |
произведением |
||||||
эквивалентной |
проводимости |
магнитосвязанной |
пленки |
||||
па сопротивление нагрузки |
GTRn. |
|
|
|
|
(2.54) |
|
Из условия |
согласования |
Rs^ = |
RH |
с учетом |
|||
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
Находим удовлетворяющую этому условию величину от носительного потокосцепления:
Так к а к |
величина Ф 2 |
не |
может |
превышать единицы, |
получаем |
неравенство |
д л я |
выбора |
коэффициента пере |
счета k: |
|
|
|
|
|
|
&>GTRK. |
(2.57) |
|
4* |
99 |
Если условие (2.57) не |
выполняется, то |
ключ |
не м о ж е т |
|||||||
быть |
согласован. |
Н а |
рис. 2.22 показана |
зависимость |
||||||
Ф 2 |
от |
(GT i?n ) |
д л я |
различных |
значений /г. При |
уменьше |
||||
нии |
произведения |
(С?т /?и ) |
и |
увеличении |
/г2 |
величина Ф 2 |
||||
стремится к 0,5. Физически это соответствует |
передаче |
|||||||||
максимальной |
мощности. |
Произведение |
(GTRn) |
м о ж н о |
||||||
уменьшить, |
трансформируя |
сопротивление нагрузки в |
|||
низкоомное |
сопротивление |
на |
выход согласующего |
||
четырехполюсника |
с помощью |
т р а н с ф о р м а т о р а |
актив |
||
ных сопротивлений |
или выбирая |
соответствующие |
пара - |
||
Р и с . 2.22
метры пленки. Кроме того, можно уменьшить эквива лентную проводимость GT , выбирая соответствующим образом конструкцию полосковых линий, так как про
водимость |
обратно |
пропорциональна |
коэффициенту fv |
||||||||||
(1.17). З н а я |
оптимальное |
значение |
относительного |
по- |
|||||||||
токосцепления Ф из условия устойчивого положения |
век |
||||||||||||
тора |
намагниченности, м о ж н о определить |
компоненты |
|||||||||||
управляющего |
поля. И з уравнения |
|
(1.23) |
имеем |
|
|
|||||||
|
F |
' |
= |
~ = |
\ - 2 Ф 2 |
4 - / ^ ( 1 |
- |
Ф2 )!/2 + / г т Ф . |
(2.58) |
||||
Так |
к а к |
компонент |
управляющего |
поля две: кл |
и |
/гт , то |
|||||||
д л я |
их определения |
воспользуемся |
дополнительным |
|
у с л о |
||||||||
вием |
равновесия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
F |
= |
Ф (1 - Ф 2 ) " 2 - |
/гт (1 - |
Ф2 )!/2 + /гл Ф = |
0. |
|
|
|||||
100
Р е ш а я |
его |
совместно |
с |
(2.58), |
найдем |
уравнения д л я |
||
определения |
компонент |
управляющего поля: |
||||||
|
|
|
|
2W2 |
+ |
Ф 2 |
- 1 |
, |
|
1к = Ф |
|
+ ф2\ |
|
|
(2.59) |
||
|
|
|
|
|
||||
где Ф |
определяется |
из |
полученного |
ранее в ы р а ж е н и я |
||||
(2.56). |
Д л я |
случая, |
когда |
известно |
направление управ |
|||
ляющего поля относительно трудной оси пленки, соот
ношения |
д л я модуля |
hv и аргумента |3 |
у п р а в л я ю щ е г о |
|
поля, |
при |
которых выполняются условия |
согласования, |
|
могут |
быть определены |
следующими уравнениями: |
||
|
-ф2 |
(2.60) |
Р = |
arc sin X |
|
(1 — ф а ) 1 ' 2 / — + Ф 2 — 1 |
|
|
' |
<!>" |
(2-61) |
|
|
|
В о з м о ж н ы различные варианты конструктивного реше ния управляющей цепи. Н а п р и м е р , поле по легкой оси можно сделать постоянным, создавая его при помощи катушки с большим количеством витков или с п о м о щ ь ю
постоянного |
магнита, а |
в качестве |
изменяющегося во |
времени управляющего |
поля использовать компоненту |
||
по трудной |
оси. При этом |
улучшаются |
п а р а м е т р ы ключа |
в закрытом состоянии, так как из-за постоянно дейст вующей компоненты управляющего поля уменьшается влияние дисперсии. Кроме того, подмагничивающую си стему можно использовать как общую дл я нескольких ключей одновременно.
Перейдем к |
определению |
ослабления |
и коэффициен |
|
та отражения ключевого устройства в открытом |
состоя |
|||
нии. Производя |
подстановку |
уравнения |
(2.53) в |
(2.49), |
101
п о л у ч а ем в ы р а ж е н и е д л я ослабления ключа в открытом состоянии на рабочей частоте
При оптимальном управляющем поле будем иметь
k,£+££f
ffo = 101g •
Зависимости 350 от произведения (GT /?„) д л я различных значений коэффициента /г показаны на рис. 2.23. И з за висимостей, приведенных на рисунке, следует, что удов летворительные значения ослабления в открытом со-
Р и с . 2.23 Рис . 2.24
стоянии |
можно реализовать только при низких значе |
||||||||
ниях |
произведения |
(GTR„). |
Используя матрицы |
пере |
|||||
дачи |
[37], |
в ы р а ж е н и е |
для |
коэффициента о т р а ж е н и я |
|||||
м о ж н о |
получить |
в |
виде |
|
|
|
|||
|
Г |
= |
*L + |
*•* - |
|
, . |
2RHXBX |
|
|
М о д у л ь |
и |
аргумент |
коэффициента |
отражения в |
этом |
||||
с л у ч а е |
равны |
|
|
|
|
|
|
||
< Р = |
t g /?2 -4- X 2 |
/?2 " |
102