Файл: Кузьмин, А. А. Маломощные усилители с распределенным усилением.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 68
Скачиваний: 0
|
|
а |
( w ) |
l / |
'^02 |
|
Umi (-*!„) = |
р i |
n F m0,,U |
||||
|
2 |
Г |
Ш01 |
10^ 10'-' WBX> |
||
|
|
7 |
,t2); |
|
------ |
|
|
|
(O ') |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т.вх |
// /v- \ __ |
13 |
„(w) |
|
__n f ф JJ 3 |
||
^^4 №l] -- |
g |
арз |
(^о )3/2 |
rir2l^21U.шв x |
||
где
F4P = exp (—0,5/га?р) sh (0,5naqp}/[n sh (0,5a9P)]
(9.17)
(9.18)
(9.19)
(9.20)
— комбинационная функция потерь, которая при <7 = 1 , р —0 или q = 0, р = 1 становится равной обычной функции
потерь, введенной ранее,
Ф яр — |
sin2 0,5 я89р |
f |
sh2 0,5/za9p |
|
sin2 0,5р9р |
1/2 |
sh2 0,5a9p |
(9.21) |
|
•— фазовая функция.
Если частоты входного сигнала близки, т. е. сщ^ыг,
x i ^ x 2=x, |
то ai(*i) ^ a i { x 2) =щ{х) в выражениях (9.14) — |
|
(9.16), (9.20), (9.21) становятся равными |
||
|
agP= |a i(x ), |
(9.22) |
где i = q + p- |
|
|
9.3. |
ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН ПО КОМБИНАЦИОННЫМ |
|
СОСТАВЛЯЮЩИМ КАСКАДОВ РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУР |
||
Динамический диапазон по комбинационным состав |
||
ляющим |
второго и третьего порядка |
определяется по |
формуле (1.11) или как отношение амплитуд напряже ний
о ^ И — |
_ ^ Ш 4 (-^ ю ) |
|
1 |
V |
~ |
F » |
Ф ю |
|
|
|
|
||||
|
^Лп4 ( - ^ п ) |
|
- и т в х |
|
“ |
F u |
Ф . 1 ’ |
|
^ Т П 4 |
К )) |
4 |
“ p i |
|
Р г о |
Ф > 0 |
° ‘- '2 1 |
U m i (-Х-2 l) |
"" о г ;2 |
д (ш ) |
^ |
F t l |
Ф 2 1 |
|
|
|||||||
|
|
|
6 и т в х |
а р З |
|
|
|
(9.23)
(9.24)
Следует заметить, что поскольку динамический диапазон, как правило, измеряется в децибелах, то определение его как отношение мощностей равноправно определению в виде отношения амплитуд напряжений.
Рассмотрим влияние частотных зависимостей волно вых сопротивлений ПЛ каскада на изменение динами-
190
ческого диапазона в рабочей полосе частот, которое определяется сомножителем
A {w) = a (w)!a(w) |
(9.25) |
|
Р2,3 |
PI ' Р 2 ,3 |
|
в выражениях (9.23), (9.24). Относительное изменение обусловленное изменением волновых сопротивлений,
характеризуется отношением
А , ,21 |
= л (а,) |
(9.26) |
|
Р2,3 |
|
Та б л и ц а 9.1а
Общие формулы для А
|
Варианты |
Структура |
включения |
каскада |
УЭ в сече |
УРУ |
ния фильт |
|
ров |
|
(вх.—вых.) |
У П-Г1
hП-П
Т-П
ZП-П Т-П Г1-Т
еП-П
A(f >
1
2
« г «’01 ’
I ~2
“ ■'в21)ш,01
]
2
®в20,шо,
1
т
®в21>а'<ч " _ а 'в20)а,Ы 1)
д(Р)
21
|
|
|
i |
|
|
|
Т |
а ’в2°)а,01 |
|
} |
|
а ’в21 ,а в1°,а ’в11) |
J |
||
Г• Й 0,» |
|
|
1 |
Г « |
. (.01) |
]"Г |
|
®^')ю01 |
J |
||
г ^ |
Ч |
! |
1 |
°2 Ч |
|||
ш’в20) “ >01 |
|
||
Г |
|
|
2 |
|
|
1 |
|
- « Ч ? 0 _
П р и м е ч а н и е : при включении в П-сечение w B = w n , при вклю чении в Т-сечение w B — W j .
где индекс (до0) означает нормировку коэффициентов от носительно волновых сопротивлений па низкой частоте.
В табл. 9.1 приведены возможные варианты включе ния входа и выхода УЭ в соответствующие сечения фильтров, обозначаемые, например, как Т-П, что означа ет: вход УЭ подключен в Т-образное сечение, а выход в П-образное сечение фильтра. Для различных структур
Т а б л и ц а 9.16
Формулы для Д = f(x) при включении |
УЭ в П-П-о5разные |
||||||||
|
|
сечения ФНЧ типа k |
|
|
|
||||
Структура |
|
д (Г 1 |
|
|
|
Д (Р) |
|
|
|
каскада |
|
|
|
|
|
|
|||
УРУ |
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
■ (I |
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
— х?,) |
(1 — х |) |
' |
(1 - |
* li) и - |
4 ) |
] |
||
|
1 — х\ |
|
[ |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
4 |
|
1 — х21 |
|
4 |
h |
Г |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
( i - * i ) ( i - 4 |
^ |
( 1 _ х2 ) ( 1 _ х 2) ^ |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 — х2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
1 |
|
i |
||
(1 |
X11) (1 |
х2) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
х21) (1 |
х2) J |
~4~ |
|
|
|
|
|
[ |
(1 |
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
(1 — X?) |
( 1 — |
х 2 ) |
’ 4 |
(1 |
Х|) (1 |
х2) |
т |
|
в |
|
1 |
JC]! |
|
|
|
1 — х21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
УРУ приведены общие формулы развернутого выраже ния (9.26), а также частные формулы для случая вклю чения УЭ в П-П-образное сечение ФНЧ типа k. Индексы (01), (10), (11) и (21) над w b в таблице означают вол
новые сопротивления на соответствующих частотах.
Из рассмотрения полученных результатов можно сде лать следующие выводы. Частотная зависимость волно-
192
вых сопротивлений звеньев передающих линий приводит к неравномерности величины нелинейных искажений в рабочем диапазоне частот усилителя. Для УРУ у и h-
структур при включении УЭ в П-П-образные сечения фильтров величина 1Э9Р с ростом комбинационной часто ты (Xqp = qxi± р *2) уменьшается. Величина Д39Р, измерен
ная на одной и той же комбинационной частоте, зависит от соотношения испытательных частот *i/*2 и изменяется в пределах 6 дБ. В целом неравномерность величины ЮдР в рабочем диапазоне частот составляет 9 дБ. С точ
ки зрения характера неравномерности предпочтительным является усилитель /z-структуры, так как в большей ча сти частотного диапазона неравномерность носит поло жительный характер (величина ® 9Р возрастает). На ве личину динамического диапазона по комбинационным составляющим положительно влияют частотные свойст ва передающих линий в каскаде z-структуры при вклю чении УЭ в П-П и П-Т-образные сечения фильтров.
Оценим влияние фазовой характеристики на величи ну нелинейных искажений. При линейной фазовой харак
теристике, когда ipi(je) |
(л:) — сх, где c=const, как вид |
||
но из выражений (9.14) — (9.16) рдР = 0, |
а Фчт>= 1. |
При |
|
изменении фазы по нелинейному закону |
р/2 = arcsin |
х и |
|
отсутствии расфазировки между линиями Фю=1, а Фн и Ф21 могут отличаться от единицы. Определим наиболь
шее значение фазовой постоянной 0,5 фи, когда одна из
частот, |
например, |
*ц = |
0,9, а две другие связаны равен |
||
ством |
*1=0,9—х2. |
Из |
(9.15) |
Pn=Pi(*i) + :Pi(лг2) —Р2 (яи) |
|
или |
|
|
|
|
|
|
0,5ри — arcsin (0,9—*2 ) +arcsin х2— |
|
|||
|
|
—arcsin 0,9, |
(*2<0,9). |
(9.27) |
|
Разлагая в степенной ряд правую часть (9.27) и огра ничиваясь первыми двумя слагаемыми, находим макси мальное значение 0,5 фи, которое оказывается равным
10°40' при *i = *2=0,45. Например, при сц= 0 и п= 5
можно практически считать, что влияние фазовой харак теристики наибольшее и составляет 1 /Фц =1,14 (1,2 дБ). Расфазировка для комбинации * 2 1 = 0,9 достигает при мерно той же величины при образующих частотах * 1 =
= 0,5 и *2=0,1. На рис. 9.2 приведены графики зависи мостей 1/Фц и 1/Ф21 от си при различных п для случая,
когда 0,5p2t« 0 >5pii = l0°40'.
13—675 |
193 |