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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 71

Скачиваний: 0

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

то можно связать входные и выходные напряжения и то­ ки каскада, подставив (2.52) в (2.51)

№ i:0 = ч м л ,

 

 

 

} f \

(2.53)

В уравнении (2.53)

 

 

 

 

 

ап = А =

'1„:1

-^аЬ ]

 

X

X

■Aba

-^ЬЬ J X

 

матрица Л-параметров

неавтономного каскада

УРУ,

 

 

 

 

п(*)

 

 

 

*й>

Dab

(2.54)

 

 

n(k)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B bb Jx

 

— матрица, определяющая наличие автономного восьми­ полюсника BW.

Записывая уравнение (2.53) в блочной форме

Ч ,=

Л ./',, +

-

<в»1

 

 

»!S )•’.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.55)

 

Л

= A ba{Ju +

\ b j u

- К

* й

+

Ф

й

)

совместно с граничными уравнениями на концах каскада

z ;/i + C/i = 0, Z2uIn - U u = 0

(2.56)

и решая (2.55) и (2.56) совместно относительно Uw най­

дем

 

Un = Z2n H - \ b akE § +

),

(2.57)

где матрица

определяется по формуле (2.36),

а

6„» = B «+ Z *B ® , 6№= B « + z ; b ®. (2.58)

Из (2.57 ) может быть найдено напряжение на выходе каскада (U4) как функция независимых источников, дей­

ствующих в /г-й секции, и параметров каскада. Подстав­ ляя в (2.57) формулы (2.58) и производя соответствую­ щие операции над матрицами, определим напряжение (/4

и * = О Т + 41 б

+ ; ^ Г - с2-59)

*) Индексы (1) и (я) в (2.55) и далее опущены.

34


где

= 1^17 ь я- + z A

. )+( fНe ) и (В » 4-2Ад{к)\х,

4 « = уЩ - [ - Н » (В,. + Z ^ J W +

 

+ к л в ^ + г 2в„Ук%,

(2.60)

к з « Г 1 Щ [ _ я *> (В>»+

Z 'B ^

W + я „ (в 2з +

2 2B43)(ft>]x,

* $ « = ■ W Y X [~ н >'{В" +

Z'B“ )W + я " (В*<+

z A * )(ft)]x

Все величины, входящие в выражения (2.59), (2.60), ли­ бо не нормированы, либо нормированы относительно произвольных сопротивлений. Нетрудно показать, что если нормирование входящих в (2.59) величин произве­ дено относительно нагрузочных сопротивлений: t/ 4 отно­

сительно Z4, £ 5, 6 и Зу.е относительно Z3>4,

а матрица

И-параметров каскада и, следовательно, матрица

относительно Zi, 2 слева и Z3j4 справа, то в

(2.60) Zj

надлежит взять равными единице.

 

3*

Г л а в а 3

М А Т Р И Ц Ы С Е К Ц И И И К А С К А Д А У С И Л И Т ЕЛ Я

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

3.1. МАТРИЦЫ Л-ПАРАМЕТРОВ СЕКЦИИ УРУ С РАЗЛИЧНЫМИ СТРУКТУРАМИ

Секция является основой каскада УРУ. Схема секции (рис. 3.1) симметрична относительно вертикальной оси хх и состоит из трех частей: двух пассивных взаимно

обратных частей

(/, III) и

усилительного элемента

в воеьмиполюоном

включении

(II). /, III содержат по

два не связанных между собой четырехполюсника, об­ ладающих характеристическими сопротивлениями иц,2п

с наружной стороны,

®i, 2в — с внутренней и постоянны­

ми распространения

"уч,г/2= ai, 2/2-h/fii, г/2. Индексы 1,2

характеризуют параметры соответственно входной и вы­ ходной линий.

Рис. 3.1. Структурная схема секции.

Рис. 3.2. УЭ в различных схемах включения в передающие линии:

а) параллельной; б) последовательной; в) последовательно-параллельной; г) параллельно-последовательной.

36


Усилительный элемент в различных схемах включе­ ния представлен на рис. 3.2 [34]. Под УЭ здесь понима­ ется совокупность активного элемента й пассивных устройств, обеспечивающих последовательное включение активного элемента в передающие линии. Активный эле­ мент может состоять из одного или нескольких транзи­ сторов или электронных ламп. Схемы секции с различ­ ным включением УЭ, как указывалось ранее, будем на­ зывать структурами у, z, h, g.

Рис. 3.3. Схемы замещения УЭ, соответствующие различным систе­ мам уравнений:

а) в ^-параметрах; б) в ^-параметрах; в) в /j-параметрах; г) в ^-параметрах.

а 5 б г

Рис. 3.4. Схемы замещения УЭ в восьмиполюсном включении:

а) паралельном; б) последовательном; в) последовательно-параллельном; г) параллельно-последовательном.

В каждой из структур усилительный элемент удобно характеризовать следующими системами уравнений:

-- У11^5 4“ Й12^в> К)

(3.1)

у)

У\№6 4* У22.и&>

Iв == ^21^6 "Ь ^22^6>

=

и ъ=

z ui j 4” ^i2^e>

^5 ^ §llUs g 12^6*

 

8)

^e==Ssi^5 4" 8 iJ ь

 

^21^5 + ^22^в>

37

Уравнениям (3.1) соответствуют схемы замещения УЭ, показанные на рис. 3.3. Схемы замещения УЭ в восьми­ полюсном включении представлены на рис. 3.4. Учитывая дополнительные связи между напряжениями и токами

(рис. 3.2 и 3.4)

У, 8)

и> = и 3 = и ь,

2,

К) и ^ и 3+ и ь,

 

 

 

 

(3.2)

У, А)

 

г,

и 2^ и <

- и в,

Л = ; 4- ; в,

8)

>

 

 

12 ^4

и решая (3.1) совместно с (3.2) для каждой структуры относительно внешних токов и напряжений, получим уравнения восьмиполюсника II (рис. 3.1) в матричной

записи в СК я

[U 1I l U 2I 2\t

 

&Пкр

 

 

 

Р ---У> Z, h, g ,

где

 

 

1

0 !

0

 

 

0

 

 

 

 

0

пт.

 

=

У п

1 |

Уг

2

 

 

 

1

 

 

 

Иъу

 

0

о"!

1

 

 

 

 

 

#210| — У н

1

п у

 

 

 

1

 

Zu |

0

^12

a ibz

 

0

 

110I

 

0

 

0

—2*21 1 1

 

“^22

 

 

 

 

 

 

 

0

о

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

(3. 3)

 

 

-

1

hn

 

hi2 0 п

 

 

 

0

1

0

0

a iUh

 

'

1

"о“ ~ Г

” 6~

 

 

_ 0 - -й2, —Л21 1 _

 

 

Г

1

0

0

 

0

-

Пт.

=

 

gn

1

0

 

git

 

 

 

 

 

 

 

н*е

 

 

~&21

0

1 - ~gz2

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

1

 

38


Если матрицы аШг, а1Ы, alUg представить в СК соот­

ветственно (a, s (2.28), то матрицы (3.3) примут одина­ ковый вид

1

0

I

0

0

п

 

 

 

 

Р п

1

!

PlZ

0

vp =

r.y,

tz,

\>.h, eg,

(3.4)

 

1

 

aiuP

о

!

1

0

0

 

 

 

 

 

Р21

0

1-~Р22

1

vp

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

1,

2

(3.5)

P ij= yij,

 

lip, ga, i,

} =

— обобщенные параметры УЭ.

Матрицы Л-параметров частей секции I, III записыва­

ются в виде

ан, ш

И

(3.6)

аI, Ши '

 

] ° ]

a 2l, III

 

Нулевые матрицы в (3.6) означают отсутствие связи между пассивными четырехполюсниками передающих ли­ ний, описываемыми матрицами Л-параметров « 1 , 2 1 и ai,2in. Если учесть взаимную обратность частей I и III

(вертикальная симметрия) и взять за основу Л-параме- тры четырехполюсников левой части секции

я(1’2)

« Г

1

“и

„(1,2)

_ (1.2)

J

a21

Я22

то ai,2iii бУДУт

связаны с а, 21 следующим соотноше^

нием:

 

 

 

 

 

 

а(1,2)

a(1'2)1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

a12

(3.7)

®1, 2 Ш =

Г

—1

 

 

 

(1,2)

-О.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я21

ail

J

 

Матрицы a 4,2i и

ai,2in

могут

быть выражены через характеристи­

ческие параметры соответствующих четырехполюсников

(см. рис. 3.1)

 

|

/

ШЬ2Н c h Y.,2

j

У и > и2ят и гв 5ъ Ц г

 

 

 

V

 

2

|

 

 

 

 

 

 

 

 

1

~hY’’2 !

1 /

ch I h l

 

 

 

 

^ 1,2Н ^ 1,2в

 

1 r 2^ 1,2H

2

_

 

 

 

T

w 1,2H

d J ’-2

 

V w l,2awlt2B sb^~Y

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

_

1 -

 

 

« / ®

1,2H „f, Yl .2

J

 

 

 

 

 

 

 

V

 

2

 

39