Файл: Кузьмин, А. А. Маломощные усилители с распределенным усилением.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 87
Скачиваний: 0
Формулы для Кец других структур могут быть полу
чены с помощью двух операций, указанных в § 5.1.1.
Рассмотрим на примере УРУ структуры у несколько характер
ных частных случаев: |
отсутствует (4 1 = 7 2 = 7 ). |
При |
|
1. |
Взаимная расстройка линий |
||
этом из (5.27) — (5.31) для различных |
условий согласования имеем: |
||
а) |
для р 1 ~ф~Vj2. что соответствует |
произвольным нагрузкам |
(при |
вертикальной симметрии): |
|
|
К вз\, 42» |
=='l/(cfi Щ + |
sh щ ch'7),, 2). |
|
|
||||
|
„ ( ® ) |
|
, |
Д1 |
+ Дг , |
|
|
|
/у(г) _ Д21 . К(г) к (г) |
пу + |
|||||||
ch ------о------ch |
||||||||
Л Я41» — |
2 |
Л Е31»Л £42» { [ с,‘ |
|
2 |
|
|
||
+ ch |
|
|
•П, + Д 2 shn_Y_| |
|||||
9 'г sh щ I п + sh |
2 |
sh |
|
|
||||
|
у!®) |
|
|
|
||||
|
|
|
4- |
+ |
|
|||
K ( z ) |
_ ^ 2| |
. к-(г) ^ ( г ) |
, |
h |
|
|||
Д Я21» |
2 |
Д Я31»Л Я42» |
' “ |
ьп |
2 |
|
||
|
|
|||||||
sh уга |
V], + Дг |
|
Р, |
■т2 |
|
]}• |
||
sh 4 |
ch ---- н----- ch щ + |
ch —- |
sh ray |
|||||
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(5.33)
(5.34)
(5.35)
б) для pi = p2= p , что соответствует случаю равенства нормиро ванных наружных характеристических сопротивлений входной и выходной ПЛ:
|
К-Е31, 42» = 1 /(ch ray + shray chvj,) |
(5.36) |
|||||
|
№ |
п (sh ray 4- ch пч ch р) + IV, sh р |
(5.37) |
||||
|
— |
|
(ch пч + |
sh пч ch p)2 |
|||
К |
У21 n sh р + N, (sh пч + ch пч ch л) |
(5.38) |
|||||
2 |
|
(ch П4 + sh П4 ch р)2 |
|||||
|
|
|
|||||
где |
5ц,22у=—sh n у sh r]/(ch n y + sh n у ch p), |
(5.39) |
|||||
lVi = sh n yj shy, |
(5.40) |
||||||
|
|||||||
в) д л я pi = p2 = 0 , что |
соответствует |
случаю полного |
согласова |
||||
ния на концах ПЛ: |
|
|
|
|
|
||
|
^ Я 3 1 , 42» “ |
е -" т |
, |
(5.41) |
|||
|
■(г) |
|
y i f '1 |
_ |
/гу |
|
|
|
|
1,21 |
(5.42) |
||||
|
Я41» “ |
2 |
|
|
|||
|
|
|
|
||||
|
■U) |
|
,,(<*>) |
|
|
|
|
|
|
2 |
- ЛГ.е-'Н , |
(5.43) |
|||
|
■Я21» — |
||||||
|
|
SiilM,=0. |
|
(5.44) |
Формулы (5.41)— (5.44) являются наиболее простыми из всех воз можных частных случаев.
76
2. |
Линии взаимно |
расстроены |
(у1 =И=Уа)- |
При |
этом из (5.27) — |
||
(5.31) |
находим: |
|
|
|
|
|
|
а) |
для T)i = T]2=ri |
|
|
|
|
|
|
|
К я з | . |
42у = ! / ( < * |
HYi. 2 + |
sh «Yi, 2 |
ch Tj), |
(5.45) |
|
|
#21 |
^ £ 3 1 ^ £42» W |
* (sh |
|
ch 7)) + |
||
|
а £ 4 1 ( / “ |
2 " |
|
||||
|
|
|
|||||
|
|
|
+ |
TV, ch /г®2 sh 7j), |
|
(5.46) |
|
|
К (* ) |
2 |
^ЕЪХу^ЕЩ W |
|
|
^ 1 (sh / 1 4 »! 4 |
|
|
1хЕ2\у — |
s h *1 c h п Ъ + |
|||||
|
|
|
- ( - ch n f , ch 7))}, |
|
(5.47) |
S „ , 22У — |
sh щ и г sh 7)/(ch /iYi, 2 + sh нуь 2 Ch 7)), |
ДЛЯ 7), = % = 0
W U ) |
|
__p_ r t 1 l , 2 , |
|
|
||
л £31,42(/ |
— e |
|
|
|
||
/Д г ) |
21 |
p—rtfl/lf |
, 1 |
» |
||
a £41 , 21 г/ |
|
2 |
e |
yv2 |
||
С/Э |
ce |
|
II о |
|
|
|
(5.48)
(5.49)
(5.50)
(5.51)
Из (5.50), .в частности, прозрачно виден принцип суммирования, заложенный в каскаде УРУ. Действительно, при отсутствии взаим ной расстройки (vi=Y2=Y. фг=0) N2=n.
5.2. РАБОЧИЙ КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ И УСЛОВИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КАСКАДА
Проведем анализ |
рабочего коэффициента усиления |
/с<2) |
допустимой величины модуля воз- |
Е41р Для выявления |
вратного отношения секции с точки зрения устойчивости каскада УРУ. Близким к реальным условиям является случай, когда t)i,2 = 0 и л и н и и взаимно сфазированы (yi=Y 3 = y ) . При этом необходимо воспользоваться фор
мулой (5.20), применяя к |
ней |
соотношения |
(5.12) и |
|||||
(5.26), |
|
|
|
|
|
|
|
|
К {г) |
- |
Рп |
|
Q, — Qo |
|
(5.52) |
||
-а— |
|
|
— . |
|||||
А |
£ 4 1 р |
|
2 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Функции Q, i 2 |
(5.26) |
представляют собой |
полиномы |
|||||
п-Yl степени относительно ]/ Тс вида |
|
|
||||||
й ... = |
2 |
flk( ± |
|
= |
«о + |
а ? е + |
|
|
а"Ь • • • — |
\а1 |
аз^С-Ьа/ |
е |
•••] = Ач— УТъ А* |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.53) |
77
где ай — комплексные коэффициенты полинома, завися щие от п и у; Ач и А н — полиномы, содержащие аи соот
ветственно с четными и нечетными индексами. Подставляя (5.53) в (5.52), находим
к (г) _ _ |
А я |
(5.54) |
|
А £ 4 1 р - 2 |
А \ - Т йА \ - |
||
|
Из (5.54) видно, что коэффициент усиления становится
равным бесконечности (что говорит о |
самовозбужде |
|||||||||
нии) при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л2 — ТСА[ = |
О или Q,, 2 = |
0. |
|
(5.55) |
||||||
Решение (5.55) |
относительно Тс в общем виде |
для |
||||||||
п > 3 практически |
невозможно. Поэтому |
рассмотрим |
не |
|||||||
которые частные случаи. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для п —1, 2 и 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
QI.,(« = |
l) = |
eT= f|/7 ^ eT; |
|
|
(5.56) |
|||||
Q,, 2 (п = 2) = |
е2т |
|
УТ~С2 ^ |
+ 7 с2е7 sh у, |
(5.57) |
|||||
ГП,, 2 (п = 3) = е3т± |
]/7’сЗе3т -(-ГДе7 sh у (sh у + |
2 chy) rh |
||||||||
|
A r V T l T o i e 1sh2 y. |
|
|
(5.58) |
||||||
Для любого n a0 = |
e"7, a1= n e n'1. |
Другие коэффициен |
||||||||
ты выражаются через |
п |
и у более сложным образом. |
||||||||
Однако можно показать, что при у-»-0, |
№ |
аи |
(&^>'2) |
|||||||
стремятся к нулю. Действительно, из (5.12) и (5.26) |
сле |
|||||||||
дует, что при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
0,/7t б, _2 |
*■Т. . 2 |
* 0 ,/тт, |
|
|
|
|
|||
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ц, 2y->o, /тс— 1 ± КТоД, |
|
|
(5.59) |
|||||||
т. е. a0 = 1 , а, = «, а&(£3э2) = 0 . |
|
|
|
|
|
|||||
Корни уравнения (5.55) |
в доступных для решения слу |
|||||||||
чаях имеют вид |
Ты (п = |
1 )= 1, |
|
|
|
(5.60) |
||||
|
|
|
|
|||||||
Г'со (я = 2) = 0,25e7/ch2 |
|
, |
Т" с0 (я = |
2) = |
0,25e7/s'h2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5 .61) |
78
|
^ " ( * = 3) = |
|
• 4 ch у + |
e21 + |
8 |
|
(5.62) |
||||||||
|
|
|
|
4 sh у |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
7V "(ft = 3) = |
0,25e27sh2Y, |
|
|
|
|
|||||||
|
|
^co(T = |
0, |
j%)— \jn 2 или n 2Taa= l . |
|
(5.63) |
|||||||||
Условие (5.63) физически вполне понятно, поскольку |
|||||||||||||||
Гс0п2 есть |
возвратное отношение |
каскада, |
в котором, |
||||||||||||
в силу принятых значений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
фазовых |
постоянных |
у — |
|
|
— |
“Т----- !----- Т~ |
_ |
||||||||
= /Р —0,/л, |
УЗ |
можно |
1,0 |
|
1 |
|
|
|
|
Ц |
|||||
считать |
|
включенными |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
между собой |
параллель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
но, последовательно, по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
следовательно-параллель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
но или параллельно-по 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
следовательно, т. е. в со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ответствии |
со |
структурой |
0,6 |
а' |
|
|
|
|
|
/ |
чп |
||||
каскада. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допустим, |
что |
потери |
0,2 |
|
|
|
У |
|
|
У" |
ь"' |
|
|||
в передающих линиях от |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
0 |
|
±Х |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
сутствуют |
(у = /Р , |
а = 0 ). |
|
1 |
* |
|
I я |
I я |
t Xj> |
||||||
Рассмотрим |
зависимости |
Рис. |
5.1. |
Зависимости | Усо \ = f № |
|||||||||||
модуля |
|ГС0| |
от |
р |
для |
. „I, |
и |
I, |
II |
|
|
|
|
|
||
п = 2 и 3 |
(рис. 5.1). |
Как |
I * сО |
1—и |
|
для п = 2, |
i |
||||||||
видно из приведенных за |
, „ и м и |
J, |
II, III |
для |
, , |
||||||||||
17с0 |
|
Ь |
|
|
|
п=з.) |
! |
||||||||
висимостей, |
модули |
воз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вратного отношения секции, являющегося корнем урав
нения (5.55) равны или больше 1/п2*): |
(5.64) |
|:гсо |> 1 М |
Поэтому для выполнения условий устойчивости каскада
во всем диапазоне изменения р достаточно, |
чтобы |
|
||||||
|
|
|
|
\Те \<Ь/п*, |
|
|
(5.65) |
|
где b — коэффициент, |
меньший единицы, величина кото |
|||||||
рого выбирается |
из |
соображений |
запаса |
устойчивости |
||||
каскада |
(5 = 0,5-н0,8). |
|
|
|
|
|||
При |
наличии в ПЛ значительных потерь уравнение |
|||||||
П1 2 = 0 (5.26) |
можно записать в виде |
|
|
|||||
|
Q, |
1 |
вв1 , г ( , , |
sh Y ± |
V T aach Y |
= о, |
(5.66) |
|
|
|
Г |
е |
{} + |
— |
— |
|
|
*) Для п = 4 и 5 расчет на ЭЦВМ позоляет сделать аналогичный
вывод.
79