Файл: Кузьмин, А. А. Маломощные усилители с распределенным усилением.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 0
полагая, что для каждой структуры имеется только два
автономных параметра, |
и подставляя (5.95) — (5.98) |
|||
в (2.59), определим: |
|
|
|
|
^4У = |
( |
|
“Ь ^\?746 Уву) |
|
UiZ = |
( - K Bi5qiZ + K Ei6 q6Z) M W , |
|||
|
|
|
|
(5.99) |
U*h = (— KEiaq5h -Ь |
<7бл)^(г1). |
|||
^ = ( |
- ^ 4 |
5 |
qiS + Km,q 6g) M ^ * ) |
|
где KE <yi5 и KE cyK |
находятся |
по формулам (2.60), в |
||
которые необходимо подставить нормированные относи тельно характеристических сопротивлений фильтров эле менты приближенных (при малой обратной связи) нор
мированных A-матриц |
каскада |
(3.41), (3.42) |
и левой |
|
его части, состоящей из |
(k—1 ) секции |
и левой |
полуеек- |
|
ции (3.48), (3.49). |
|
|
|
|
При использовании |
нормированных |
A-параметров не |
||
обходимо считать нормированными: Ui |
относительно wa2, |
|||
Е Ь(С/Ъ) относительно wBU E6(J 6) относительно |
гаувз. По |
|||
этому при ненормированном И |
коэффициенты |
q в (5.99) |
||
приобретают нормировку: |
|
|
|
|
= |
q%\ = qtz.hlVu>I'» |
|
||
|
|
|
|
(5.100) |
= <7в». h У ® ! * , q 6^( |
e = q » z . g |
|
||
Таким образом, в (5.99) все величины, кроме И, будем
полагать нормированными относительно характеристи
ческих сопротивлений и обозначать индексом |
(w). |
|
||||||||
В (2.60) |
A-параметры |
определены |
в СК |
%■ Если |
для |
каждой |
||||
структуры |
|
д выразить |
через |
элементы матриц в СК соответст |
||||||
венно п, |
р., е, |
то можно убедиться, что (2.60) |
объединяются в сле |
|||||||
дующие два соотношения: |
|
|
|
|
|
: j1 |
||||
(w) _ |
*Е41р |
__!__/а(+)й |
|
1 |
32 |
|
(5.101) |
|||
л 45р |
— |
2 |
|
1 - р , (6]2 |
НрМ2 |
|
|
|||
к ® |
|
с4гР |
_ J ___ |
|
|
|
|
|
(5.102) |
|
|
2 |
1 |
— Pi |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
*> |
В |
(5.99) |
и далее индекс |
k опущен для |
упрощения |
записи. |
||||
86
поскольку матрицы нормированных относительно характеристических сопротивлений Л-параметро.в для различных структур в собствен ных системах координат формально одинаковы. В (5.101), (5Л02):
Ь\Г = (Blt ± B22)v = ± |
exp [ + (М, - 91(/2)], |
||||
= |
(В,* ± |
В**), = ± |
exp [ ± (М2 - 0,/2)], |
(5.103) |
|
= (S32 ± |
S42)v - |
- |
е+ 0 ^ 2 rtf№_l)2e±*fc - |
У<*_ ще***], |
|
Mf’ = (fiu ± S2l)v = ^ ir- eT0l/2 |
[%_ o.e* * » 1 - |
tf(*- ще***], |
|||
|
"up |
|
2/4 exp (иу2) |
(5.104) |
|
|
я 21р (! — Л) |
|
I1 — |
’ |
|
последовательность знаков перед р, соответствует последовательно сти структур у, z, h, g.
Рис. 5.5. Пример автономной схемы УЭ при отсутствии обратной связи.
Подстановка (5.101), (5.102) в (5.99) с учетом обо значений (5.103), (5.104) окончательно формирует выра жение для нормированного 'коэффициента передачи Q(w\
определенного как отношение нормированной амплитуды напряжения
|
|
U[W) = U J У щ , |
|
|
|||
к ненормированной амплитуде источника //<*>: |
|
||||||
Q™ = |
= |
_L К м р ( _ |
q( « \ tp + д ^ \ яР), |
(5.105) |
|||
где |
|
|
|
|
|
|
|
i«r= № ipA7'W - |
л ) - М С '1р.ь'Л |
<5' ю6) |
|||||
t „ . = с |
; p & |
' w |
- |
р.) - |
т* « ’>■ |
<5. к»?) |
|
При отсутствии |
обратной |
связи |
через УЭ (р12 = 0) |
||||
6 <4+) = 0. Кроме |
того, |
6 , , 2 = |
Yi.2» и |
выражение |
(5.105) |
||
становится точным. Следует обратить внимание на тот факт, что отсутствие обратной связи в общем случае не
87
означает q5 = 0 . Например,, для схемы УЭ, показанной па рис. 5.5, у 12 = 0 , но <75,6 = 1 .
Практический интерес представляет случай, когда об ратная связь и рассогласование с нагрузочными сопро тивлениями малы. При этом
|
|
- Л ^ _ Л1е - * > ге^ |
/2] , |
|
(5.108) |
||
|
|
t |
2 tKfi+k |
Kj/2 |
|
(5.109) |
|
|
|
^ |
Р2^2 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Формулу |
(5.108) можно представить в другом более на- |
||||||
глядном виде |
|
|
|
|
|
||
|
^45 = |
^ еТ [N{n_k) 2e(,i- 1) * + |
y fele(n-* +,) Ч ,- |
(5.110) |
|||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y(n-ft)2 = sh («—&){p2/sh(p2, |
|
(5.111) |
|||
|
|
|
Nhi = sh fopi/sh <pi. |
|
|
(5.112) |
|
В |
(5.110) |
первое слагаемое характеризует передачу от |
|||||
Е 5 |
или |
в k -й секции через |
(п—k ) |
правых |
секций |
||
на |
выход |
каскада, |
а второе — передачу |
через |
k левых |
||
секций также на выход каскада. Коэффициент усиления Квир при Pi2 = 0 и Pi = Q определяется выражением (5.92).
5.5. ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ФИЛЬТРОВ НА НЕРАВНОМЕРНОСТЬ АЧХ КАСКАДА
Амплитудно-частотные свойства характеристик кас када УРУ определяются влиянием нескольких основных факторов: частотными зависимостями характеристиче ских сопротивлений, рассогласованием передающих ли ний, потерями в ПЛ, взаимной расстройкой постоянных распространения и обратной связью через УЭ. Проведем анализ влияния перечисленных факторов на характери стики каскада. В случае, если тот или иной фактор от рицательно сказывается на технических показателях УРУ, необходимо сделать количественную оценку допу стимой величины параметра, характеризующего данный фактор.
88
Частотная зависимость характеристических сопротив лений фильтров передающих линий является одной из основных причин неравномерности АЧХ каскада в диа пазоне частот. Непостоянство характеристических сопро тивлений в полосе пропускания вызывает рассогласова ние передающих линий, которое проявляется в появле нии максимумов и минимумов АЧХ относительно некоторого среднего значения (рис. 4.15, 4.17). Одно временно зависимость от частоты КСВН на входе или выходе каскада носит колебательный характер (рис. 4.14, 4.16). Число экстремумов равно удвоенному числу секций в каскаде. Поэтому в этом случае можно говорить о быстрой неравномерности АЧХ. Среднее зна чение, относительно которого быстро изменяется АЧХ, в свою очередь плавно изменяется в полосе пропускания. Плавная составляющая неравномерности АЧХ определя ется частотной зависимостью характеристических сопро тивлений фильтров и способом включения усилительных элементов в передающие линии. Если обратиться к фор муле для рабочего коэффициента усиления (5.79), то в ней можно выделить коэффициент пропорционально сти
(5-113)
характеризующий плавную составляющую неравномер ности АЧХ. Представление коэффициента усиления в не нормированном виде и расшифровка рщ по (5.69) при водят к соотношению
Ке41Р ^ Р\\ ’ V z7 |
ch(7],/2)ch (V 2) ’ |
(5-114) |
где конкретное выражение |
(3.1 0 ) зависит от |
струк |
туры каскада и применяемых фильтров; |
|
|
ch (Ъ , J2) = ( V Z ,, > |
н,, 2 + V w BI, 2/Zii4)/2. |
(5.115) |
Как видно из (5.115), требуется значительное отклоне ние аущ,2 от Z 1,4, чтобы ch (^1,4/2 ) существенно отличался от единицы. В самом деле, если Z1|4 и ®й,г — действи тельные величины, то при Z lii/wHii2^ 2 , 5 ch(r]i,4/2 ) ^ 1 ,1 .
Поэтому для практических расчетов можно использовать приближенную пропорциональность
(5.116)