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

входной проводимости УЭ. При этих допущениях фор* мула модуля коэффициента усиления каскада структу­ ры у может быть получена из (5.92) с учетом (5.116)

8.2.1. Обеспечение равенства частот среза фильтров входной и выходной ПЛ

При равенстве фазовой постоянной фильтра входной линии Pi фазовой постоянной фильтра выходной линии Рг

Однако выполнение этого условия при изменяющейся в диапазоне частот емкости фильтра входной линии необходимо обеспечить (в особенности в области верхних частот, где расфазировка может сказываться весьма сильно). Для этого по крайней мере нужно, чтобы частоты среза фильтров входной и выходной линий были равны cocpi=='Wcp2=,^cp*

Емкость фильтра входной линии состоит из частотно-зависимой Сии '(8.25) и дополнительной емкости СДоД, включающей в себя

монтажную емкость и емкость добавочного конденсатора, если он необходим для обеспечения нужного характеристического сопротив­ ления и диапазона частот,

Cl = CllK(0)) + Сдоп.

а частотная зависимость определяется относительным изменением Снк(ш) (8.25)

Емкость Сю можно выразить через низкочастотное характеристиче­ ское сопротивление и некоторую условную частоту среза фильтра, которая имела бы место, если бы СДсо) была постоянной,

151

Как известно [35], на частоте co=!Mcpi для Ф<НЧ типа k выполняет­ ся равенство

0,25cocpiT/iCi(со= (Оср i) ^ l ,

которое с учетом <(8.31) и !(8.33) можно записать в виде

Уравнение '(8.38) связывает у ср iy = ft)cpiy/wT с заданным волновым

сопротивлением Wm, фактической частотой среза входной линии Уср 1 =<(оСр i/co-r и параметрами используемого транзистора, которые

определяют закон изменения входной емкости транзистора Ас:((о). Решив (8.38) относительно t/Cp i у, получим

Таким образом, если известен тип применяемого транзистора и его параметры, а также заданы: R0с, акогг, fop 2 = fcp i, то молено рассчитать элементы фильтров входной линии при изменяющейся в диапазоне частот емкости Сик(м), используя следующую после­ довательность формул:

8.2.2. Определение оптимального числа секций в каскаде

Даже при сравнительно небольшом изменении отно­ сительной эквивалентной крутизны транзистора, АЧХ каскада может иметь значительный спад, если число секций в каскаде выбрано более некоторого оптималь­ ного значения. Это может произойти из-за существенно­ го влияния потерь во входной линии.

152

Как уже указывалось, при наличии потерь и умень­ шении относительной эквивалентной крутизны транзис­ тора единственным корректирующим фактором является увеличение характеристического сопротивления w B = wn.

При этом, если обеспечено оптимальное соотношение между числом секций, параметрами ПЛ и транзистора, то форма АЧХ каскада будет удовлетворять тем или иным необходимым и реализуемым требованиям. К со­ жалению, решение задачи оптимизации, исходя из фор­ мулы АЧХ, без применения ЭЦВМ практически невоз­ можно из-за весьма сложных функциональных зависимо­ стей Ук, -/?Цк, Кп и т. д. Поэтому оптимальное сочетание параметров будем искать при определенной величине относительной АЧХ каскада на одной фиксированной частоте соф, близкой к частоте среза фильтров, и предпо­ лагая, что АЧХ каскада при наборе варьируемых параметров, близком к оптимальному, не имеет резких из­ менений в большей части полосы пропускания, а на часто­ тах о)ф< (о < соср АЧХ имеет быстрый спад, чем и опреде­ ляется граница полосы пропускания. Как показывают расчеты и опыт, указанное допущение для каскада с по­ терями и расфазировкой реально. Кроме того, после оп­ ределения оптимального числа секций можно проверить форму АЧХ по всей полосе с помощью соответствующих расчетов. Несмотря на сравнительную простоту поста­ новки вопроса, указанная задача для данного каскада УРУ может быть решена только в рамках графо-анали­ тического подхода, аналогичного описанному в [56].

АЧХ каскада, отнесенная к низкочастотному значе­ нию коэффициента усиления,

определяется формулой, полученной из (8.27) с учетом

то Fn при л-И уменьшается быстрее, чем растет Vw, что

приводит к Мж-и->0. Потребуем, чтобы на некоторой фи­

153

Яик(уф) ■Теперь же можно использовать формулу (5.156), подставляя в нее Fn=FПф и перенося в правую часть те

множители, которые зависят от фиксированной частоты,

(8.43)

В (8.43) левая и правая части поделены на ДМ— нор­ мирующее сопротивление, например, равное 100 Ом. Очевидно, что величина ЛощИМ/ДМ зависит от выбран­ ного относительного диапазона частот г/Ср = / с р / / т , от тре­ буемого уровня Мф и сопротивления противосвязи Д0с.

Обозначим

N j(ycv, Roc) =noptW0l/R(-R'>.

Для более наглядного представления взаимозависи­

154