Файл: Кузьмин, А. А. Маломощные усилители с распределенным усилением.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 99

Скачиваний: 0

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

При ai = 0

Ешгт а х = п, EiSUmin = (tl2 + 2) /Зп,

(6.54)

в чем можно убедиться из (6.52), (6.53). Таким образом, перепад в диапазоне частот достаточно большой:

&45m a x i&i5min

Зп2/ (2 + д 2),

(6.55)

и при п— +оо стремится к

трем. Зависимость

(6.52)

с точностью не хуже 10% может быть аппроксимирована функцией

о

. I(2 '+ rrta)J4 -f2|(n E—-l) (cos

'4

(6.56)

В45П « -----------------------------------------

>

2 451 ~ f (п, а, р) может быть представлена приближенным

выражением с точностью также не хуже 10%:

5+0,8л

 

„

.

- -

-

 

Г/г2 +

2

 

0,7л—2

-451

яе

в

1_

Ял

+

пг +

2'

 

 

 

(6.57)

3п

(cosp)2<"” 1)

 

 

$

зг-fi

 

Рис. 6.4. Зависимости функции Е451

от

фазовой постоянной при

различных значениях собственного затухания фильтров входной ли

нии и п

:

 

а) л=2 ; б) л -3;

 

 

 

в) л -4; г) п—Ь.

116

8*

117

Формулы (6.56), (6.57) могут использоваться для прак­ тических расчетов.

Из приведенного анализа следует вывод, что шумы, проникающие из УЭ во входную линию, могут оказаться весьма существенными, поскольку в результате усиления шумов всех УЭ всеми УЭ З 45 имеет величину приблизи­ тельно в п2 раз большую, чем Еде- В этих условиях един­

ственным выходом является применение УЭ с малым зна­ чением квадрата модуля параметра q£w\ величина кото­

рого должна быть меньше 1 /я2. В ряде случаев такое со­ отношение выполняется.

Рис. 6.5. Зависимости функции И ы г от фазовой постоянной при разнии и п :

а) п—2; б) п=3\

Как показывает анализ и расчет на ЭЦВМ, функция ^56i,ii симметрична, а Xsei.n антисимметрична относитель­

но оси, проведенной через Р = я/2, т. е.

#56i,n((Ц = '/'’беги(я—Щ,

Хьв1,и(?>)— 2^561,11 (п—р).

(6.58)

Зависимости Rse и К56 как функции р и ai для различных п построены на рис. 6.5, 6.6. Параметр сц меняется диск­ ретно. При сц= 0 Т?56И и К56н равны

#5бп= 0,5 (1 +F3n),

(6.59)

K56ii= (п sin 2р—sin2«p)/('4n2sin2 pj.

(6.60)

MW

3

О

0,2

Ofi

0,6

0,8

1,0

1,2

рад

 

 

 

 

г

 

 

JT-fi

личных значениях собственного затухания фильтров входной ли-

е) л=4; г) я“5,

118

119

Из всех приведенных расчетных формул и графиче­ ских зависимостей следует, что потери во входной пере­ дающей линии каскада УРУ значительно влияют на ве­ личину составляющей коэффициента шума FB. Потери

в каскаде УРУ в ряде случаев существенны и их не обходимо учитывать.

д л я ^ И отсутствии потерь и при взаимной расстройке ПЛ формулы

Д Л Я •—145> А 56, л 56 (случаи III) ИМвЮТ ВИД 'Г у J

п

а4бШ = V («) £ {F% (п - ft) + F2pl (ft) + 2Fn (n - ft) FBI (ft) X

k = \

X cos [(ft — 1) (&i +

Ьг) — пЬг]} — Fp£ (п) |

2 £ sin2 bi

 

1

cos(6,4-bs)

]

sin Pi

Г

sin 2n&!

 

sin2 b2

sin&xsin&aj

2sin 6, sin

|_

2 sin2 bi

 

 

sin 2л62

~1

 

cos лр2 sin лр,

)

 

(6 61)

 

2sin2b2

J

2sin bi sin b2 sin p,

f'

 

 

П

 

 

 

 

 

Я56Ш =

F^2 (/!) S

(f P2 (« — k) cos (n — k +

!) 62 +

 

 

k=\

 

 

 

 

 

+ '/p i (ft) cos (ft -

 

1) b,} = 0,5 [1 +

F3III].

(6-62)

Рис. 6.6. Зависимости функции X50 j от фазовой постоянной при раз-

личных значениях собственного затухания фильтров входной ли

нии и я:

 

120

о) Л=2; б) п-3:

в) л-4; г) я-5.

121

 

 

 

п

 

56111 = ^р22 (п) S

{^Р2 (п — к) sin (п — k +

1) 62 +

 

 

 

 

 

 

 

k=i

 

 

 

 

 

 

 

 

+

APl (k) sin (k

l ) ^ i } =

^p2

(п) 1-^5611 (^i) +

^5611 (^г)]'

(6.63)

 

 

 

Fvi,i(m) =sin mbi,2l(m sin bli2),

 

 

(6.64)

m

принимает любое

целое

значение,

например,

п,

п—k

или

к;

Fр2 (я) — совпадает с функцией расфазировки

(5.151);

Fpll22 (m)

мо­

гут

быть вычислены

по

формуле

(6.29)

или

с помощью графиков

рис. 6.3 при

di= 0, если вместо |3

взять

bll2;

^l56ii

(6 1 ,2) — функции

(6.60), в которых р заменяется на 6 1 ,2.

 

 

показывают,

что

 

Расчеты

на

ЭЦВМ

и анализ

(6.61)— (6.63)

все слагаемые F3 увеличиваются с увеличением расфазировки. Отсю­ да следует вывод о нецелесообразности применения способа расфа­ зировки для выравнивания АЧХ в каскаде УРУ, предназначенном для усиления с малым коэффициентом шума.

Анализ приведенных формул и графических зависи­ мостей, а также расчет составляющих Fm конкретных

схем каскада УРУ показывают, что коэффициент шума с увеличением частоты вначале уменьшается, а затем увеличивается, т. е. в середине полосы пропускания име­ ет место минимум. Если потери в ПЛ большие или для данного диапазона частот взят сравнительно низкоча­ стотный УЭ, то минимум Fm имеет место в начале диапа-

Т а б л и ц а 6.1

Условное обозначение

 

Составляющие РШ1

при

 

 

 

0,

= 0 |

р —тс/ 2 , ocj Ф 0

 

 

р =

 

 

^2,41

 

RJl 1 Keai I2*.!

 

 

 

Fsi

(п— нечетное)

1

Г

а, /

 

т .

] 2

 

th ~2 ~ 1

th ~2~

 

 

 

 

 

 

Fsi

(п — четное)

1

 

 

 

а 1

 

 

 

 

th2 -y -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S46I

1/я

 

1 !(nFl )

 

 

S45I

п

п* +

2

/5

+

0,8л

\

 

in

ехР(^

 

6

а')

 

 

 

 

^561

l

0,5 ехр [(0,8 +

0,5л) а,]

 

^561

 

 

0

 

 

 

 

122

зона. Если потерн небольшие и передающие линии доста­ точно хорошо сфазированы, то коэффициент шума при увеличении частоты уменьшается или остается прибли­ зительно постоянным и только в конце диапазона (на частотах, близких к частоте среза) начинается быстрый подъем Fm. Вопрос оптимизации частотной зависимости Fm является весьма сложным, а на этапе общего анали­

за практически невозможен.

Для быстрой количественной оценки составляющих коэффициента шума (и их слагаемых) конкретных схем УРУ приведем инженерные формулы для частот, на ко­ торых р= 0, сц= 0 и |3 = я/2, сц^О (табл. 6.1). Напри­ мер, при использовании ФНЧ типа k данные значения

соответствуют низким частотам и f//Cp=0,7. При (3 = 0 потери обычно можно не учитывать. В том и другом случае расфазировка ПЛ считается пренебрежимо малой.

Глава 7

У С И Л И Т ЕЛ И С Р А С П Р Е Д Е Л Е Н Н Ы М У С И Л Е Н И Е М

Н А Э Л Е К Т Р О Н Н Ы Х Л А М П А Х

7.1. ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ И ПАРАМЕТРЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Наиболее перспективными электронными лампами для широкополосных усилителей диапазона метровых и дециметровых волн являются титанокерамические лампы (ТКЛ) [44], хотя в принципе могут использоваться и дру­ гие типы электронных усилительных ламп. Титанокера­ мические лампы обладают сравнительно малыми меж­ электродными емкостями, незначительными индуктивно­

 

 

стями вводов и достаточ­

 

 

но

 

высокой

крутизной.

 

 

В

связи с

этим постоян­

 

 

ная

времени

ТКЛ в два

 

 

раза

 

меньше

[45],

чем

 

 

у наиболее широкополос­

Рис. 7.1. Усилительные эле­

ных ламп с катодной сет­

 

менты:

кой.

В маломощных

рас­

а) на триоде по схеме с общим

пределенных

усилителях

катодом; б) на триодах, включен­

ных по

каскодной схеме ОК—ОС.

нашли

применение тита­

 

 

нокерамические триоды

стве

 

ГС-11 и ТМ-1. В каче­

усилительного элемента

может

использоваться

триод

по схеме с общим катодом,

каскодная схема

об­

щий катод — общая сетка

(рис. 7.1,а,

б),

а также редко

применяемая вследствие малой эквивалентной крутизны, каскодная схема общий анод — общая сетка. В данной работе в основном будут рассматриваться усилители на

УЭ по

каскодной

схеме общий катод — общая

сетка

(ОК — ОС). Анализ

усилителя на триодах по

схеме

с общим

катодом (ОК) будет проводиться с точки зре­

ния оценки параметров электронной лампы, имеющей схему замещения триода с ОК.

Схемы замещения триода по схеме с общим катодом и общей сеткой (ОС) показаны на рис. 7.2,а, б, где не

учитывается межэлектронная емкость анод — катод Сак поскольку она мала и практически обусловлена только монтажной емкостью, которая в УЭ по схеме с ОК мо-

124

Смотрите также файлы