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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

1 =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 = 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