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

ниями отсутствует (z/i2K= 0), а эквивалентные емкости параметров уцк и г/ггк от частоты не зависят и входят

в состав емкостей См,г- Согласующие секции, состоящие из полузвеньев ФНЧ типа т (т = 0,6), обеспечивают до­

статочно хорошее согласование передающих линий с ак­ тивными нагрузочными сопротивлениями и коэффициен-

Рис. 7.4. Схема каскада УРУ на триодах, включенных по каскодной схеме ОК—ОС.

ты отражения р, = 0. Опыт показывает, что для передаю­ щих линий на ПТФ применение согласующих полузвень­ ев с более сложной схемой, чем схема ФНЧ типа т,

нецелесообразно. Так как активная составляющая г/ггк равна нулю, собственное затухание фильтров выходной линии не учитываем (а2= 0 ). Потери во входной линии обусловлены частотно-зависимыми Яцк. Собственное за­ тухание фильтров входной линии олфО, но для каждой

отдельно взятой секции невелико и мало сказывается на частотных зависимостях характеристического сопротив­ ления и фазовой постоянной. Фазовые постоянные филь­ тров входной и выходной линий одинаковы (Pl = p2 = P).

Полагая на основании сделанных допущений

Yi—/Р + ai, у2— /Р> Pi — 0> Тс— 0,

из формулы (5.138) для рабочего коэффициента усиле­ ния при отсутствии обратной связи получим

130

где использованы выражения для характеристических параметров полосового трехэлементного фильтра (4.18).

Амплитудно-частотная характеристика ( \Кт\\ = /(со ))

определяется влиянием нескольких факторов. Спаду АЧХ с ростом частоты способствуют увеличение потерь и уменьшение | у 21 к | - Этим двум факторам противодейству­

ет рост характеристического сопротивления, выполняю­ щего роль корректирующего элемента. Влияние потерь тем сильнее, чем больше число секций в каскаде. При некотором оптимальном п имеет место взаимная компен­

сация, а амплитудно-частотная характеристика удовлет­ воряет требованию равномерности в диапазоне частот.

Таким образом, задачей настоящего анализа являет­ ся определение функциональной связи между заданной полосой пропускания, числом секций и параметрами УЭ при условии обеспечения некоторого допустимого уровня спада АЧХ на частотах, близких к верхней граничной ча­ стоте. Вопросы коррекции АЧХ на низких частотах здесь не рассматриваются.

найдена из (4.18) с использованием (4.21) и отражает частотную зависимость характеристического сопротивле­

ния (Vw= \ При X = X m i n ) ,

— функция потерь, которая может быть аппроксимиро­ вана выражениями (5.154) — (5.155). В формуле для соб-

Произведение псц, постоянное для каждого фиксиро­ ванного уровня Fn= F Пф, может быть представлено с по­

или с помощью формулы (5.156).

Пусть на некоторой фиксированной частоте со= соф> >a>min и близкой к верхней граничной частоте задан до­

пустимый уровень спада относительной АЧХ

Af('«> = соср) —Мф,

например, Мф=1/ J/2. Тогда из (7.23) получаем .

77пф=Мф/(ПУф17г(,ф). (7.28)

В (7.28) АПф, Пуф и V wф определяются также на частоте соф. Величина Vwф зависит от параметров фильтра (Хф— = (0ф/(0Срв и &д). Удобно ПОЛОЖИТЬ Vwф постоянной величи­

ной, считая при этом, что относительная фиксированная частота смещается при изменении коэффициента пере­ крытия частотного диапазона кя. Примем УЮф = 2,3, что с одной стороны соответствует л:ф = 0,9 для ФНЧ типа k,

а с другой, является наибольшей возможной величиной при Мф^0,7, максимальном Пуфтах= 1 и минимальном Fпфтт= 0,3 при паi= 3,2. По уровню Ушф можно опреде­

лить фиксированную частоту, отнесенную к верхней гра­ ничной частоте

■2 ^д +

d* = V«Ф — Л= 2,33(^ д+ 1)/(*д— 1)-

Для ФНЧ типа &(&д= оо)

Для ПТФ с уменьшением коэффициента Ад Шф/соСр в сме­

щается в сторону верхней граничной частоты. Зависи­ мость (7.29) построена на рис. 7.5.

132

Из формулы (7.28) видно, что при увеличе­ нии полосы пропускания каскада (т. е. при умень­ шении Пуф) Ацф должно расти, что приводит к не­

вательно, к уменьшению ной фиксированной частоты от

коэффициента усиления. коэффициента перекрытия частот­ ного диапазона.

Если в усилителе без по­ терь увеличение коэффи­

циента усиления в принципе можно обеспечить увеличе­ нием числа секций без уменьшения полосы пропускания, то при наличии потерь в реальном каскаде УРУ увели­ чение п вначале только уменьшает подъем АЧХ в обла­

сти верхних частот без уменьшения полосы пропускания, а начиная с некоторого значения, приводит к спаду АЧХ в области верхних частот.

Подставляя (7.26), (7.28) в (7.27) или (5.156) и нор-

мируя W,Ш о т т и R uk одновременно относительно некото­

рого сопротивления 7?Н=Ю0 Ом, получим соотношения

позволяющие е помощью графика (рис. 5.6) или с по­ мощью аналитической зависимости (7.31) связать между собой оптимальное число секций nopt, параметры исполь­

зуемых фильтров и усилительных элементов, а также фиксированную частоту, близкую к верхней частоте фильтра. При расчете Пуф и 7?цКф в формулах (7.5) и (7.11) вместо у берется величина, равная

У ф — ( Ш ф / с О с р в ,) ( с О с р в /( Н т .) >

в которой соф/соерв определяется по (7.29), Мсрв/сот явля­ ется заданной. Уровень спада АЧХ Мф может браться

в пределах 0,7— 1 в зависимости от требований к равно­ мерности АЧХ.

На зависимость nopt от верхней граничной частоты

существенное влияние оказывает величина проходной ем­ кости первой лампы по схеме с общим катодом. На

133

рис. 7.6 построены Зависимости (tl0pt т;«) /Ю0 Ом of

фиксированной частоты, отнесенной к /т, при различных

При известном типе ламп, заданной абсолютной по­ лосе пропускания и при обеспечении допустимого спада АЧХ' однозначно определяется максимально возможное число секций, а следовательно, и коэффициент усиления. Если в каскаде без потерь (идеальный случай) уменьше­ ние коэффициента усиления секции с ростом полосы мо­ жет быть скомпенсировано увеличением числа секций, то в реальном случае коэффициент усиления уменьшает­ ся в результате уменьшения как характеристических со­ противлений, так и п0Р(.

При определении оптимального числа секций фикси­ ровался некоторый уровень АЧХ на частоте, близкой к верхней граничной частоте фильтра. При этом форма АЧХ не рассматривалась. На рис. 7.7, 7.8 построены за­

а также при re=const = 4 и различных [ф//т (рис.7.8). Для всех кривых ецР = 0,45, s ' " — 17 мА/В. Оптимум, опреде­

ся пологий минимум при х<0,9. Однако этот минимум мало отличается от значения Мф при л:=0,9.

134