|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы что эквивалентно индуктивности контура Эквивалентчое затухание контура равно +п? С4. nffi- (5.68) (5.69)  1 -- «2 R5 RS Рис. 5.19. Схема УРЧ с парой связанных контуров на огрелках полуволно- вых (а) и четвертьволновых (б) линий. где rfg226 ~ "!§22бР; rfgBx = ИгвхР; d - собственное затухание контура (рассчитывается по формулам гл. 3). Полоса пропускания контура на уровне отсчета 3 дБ П = 4/о. (5.70) Эквивалентная проводимость контура на резонансной частоте (5.71)   Рис, 5.20. Эквивалентная схема одноконтурного УРЧ. Рис. 5.21. Эквивалентная схема входной цепи и одноконтурного УРЧ. Коэффициент усиления каскада по напряжению Ко = /Их/Иг I 21611ь- (5.72) Коэффициент устойчивого усиления определяется из следующих соображений. Работу усилителя с ОБ можно считать устойчивой, если изменение суммарной проводимости входного контура в пределах полосы пропускания уси- лителя не превосходит допустимой величины. Из двух контуров - входного и выходного (рис. 5.21) - последний, как правило имеет более узкую полосу пропускания. Поэтому изменение проводимости входного контура рассматривается в полосе пропускания выходного
Рис. 5.22. Эквивалентная схема УРЧ с парой связанных контуров в коллекторной цепи. контура. В математической форме эти условия записываются следующим образом. " : Суммарная проводимость входного контура при нйстройке кон-Tjpob в резонанс равна §01 , „ Re (Удгб "216) «1(11 + gii6- Здесь первое слагаемое представляет собой проводимость источника сигнала, пересчитанную к входным зажимам транзистора; второе - проводимость входного контура, пересчитанную к входным зажимам транзистора; третье - проводимость транзистора, обусловленную обратной связью по току в режиме короткого замыкания; четвертое - проводимость, обусловленную обратной связью за счет Yis, gn - проводимость нагр узки, пересчитанную к выходным зажимам транзистора, равная для схемы рис. 5.21 = 226 + gozlmnS) + gBX m(2)/mi(2), (5.73) для схемы рис. 5.22 gl, = 226 + igoi + ОэгР) "?. Суммарная проводимость входного контура при расстройке, равной полосе пропускания выходного контура на уровне 3 дБ, рав- Gf = gmaMh) + goMki) + gn6 - - (Re {Y,,Y,,s) + Im (YyfY,,,)Wgs. Суммарная проводимость входного контура, очевидно, изм няется на величину Работу усилителя можно считать устойчивой, если G/Gf, > или ДС < (1 - ky) G„. Преобразуя последнее выражение, получаем формулу для коэффициента устойчивого усиления схемы (при расчетах можно принимать ky = 0,8 ... 0,9): Ky,,2{l~ky)x У-ПС . (5.74) (5.75) (5.76) Ослабление зеркального канала, даваемое каскадом, 6Х„ = GJ\ со,,„ Со-(1/Г) ctg (2я/ё/Аз„). Для каскада УРЧ с парой связанных контуров в коллекторной цепи (рис. 5.22) характеристические сопротивления контуров равны Pi = 1/«о (Сагб»! + С,„); Р2 = 1/о)о (СвЖ + Ск.,). При настройке контуров в резонанс на частоту fo Pi= ir tg {2пУг1,11,)- p, - W tg (2n]/e/,/U откуда следует Эквивалентное затухание контуров = doi -h mlg226Pi, Лг == do2 + /ПвхР». (5.77) (5.78) Полоса пропускания каскада на уровне отсчета 5 £Б П = foYd2 Уф-Рр) + К(Р-hf -И I + Г, (5.79) где Р - параметр связи и Э„р = /0,5 (ddg + rf324i)-Эквивалентные проводимости контуров Gn = dai/pi = mlg225 + gou <3э2 = dJpimlgBx + go2- (5.80) Коэффициент усиления каскада равен Ко = пц пц I К„б I /(1 + pn/G,, G,,. (5.81) Коэффициент устойчивого усиления с некоторым запасом рассчитывается по формуле (5.74). Ослабление зеркального канала = /l+{f(4/„ oK3i42)~(P-Pp)f-(P-A%n/(I + PT. (5.82) Коэффициент шума каскада с ОБ el (5.83) где gn = g„mf(i,/mid,; g6i = ЯоА?In)-, /?m и Сц, определяются из соотношений (5.55) и (5.54). Коэффициент шума достигает минимального значения при оптимальной величине проводимости источника сигнала опт I/ + /?ш Kgiie+g2i6) + й 11 с! + б &т 1 б Требуемое значение g опт можно получить с помощью коэффициентов трансформации тц!, либо m2(i), которые будут соответственно равны m 1,1, опт = 1 )Vg» отШю 2(1, опт = 1 (I)Кби/и При этом значение коэффициента шума рассчитывается по формуле + (-б + ш)ис.ит1- (5-85) Коэффициент передачи усиления по номинальной мощности каскада с ОБ, в общем случае равен (5.86) 241 а в режиме согласования на входе Р ном с - 4116 226 (5.87) Пример 5.4. Требуется рассчитать УРЧ, выполненный на транзисторе ГТ341А по схеме с ОБ (рис. 5.19,6). Исходные данные: частота настройки усилителя /о = 400 МГц; полоса пропускания П = 11 МГц; частота настройки УПЧ /п= = 25 МГц; режим работы транзистора /э = 3 МА. /кэ= 5 В. Параметры транзистора в схеме с общей базой для заданных режима и частоты настройки: У,,5 =(5,56 - j30,7) мСм; IVizgI = =0,36 • 10-3См; = (0,12 - j0,34) мСм; Ухб! = 18 • Ю-» См; = (7 + jl6,6) мСм; Re (У.огю) = 4,58 • 10-" См; У.б = = (0,84 -f j4,2) мСм; Im (Уггеае) =-4,38 • 10" См Входная проводимость следующего каскада,, (преобразователя частоты) Увхпч = (3,9 - ]30) мСм. Шумовые параметры транзистора Гд = = 30 Ом, Яш = 158 Ом, Сщ = 3,6 • 10-3 См. Контуры усилителя выполнены на четвертьволновых отрезках несимметричной полосковой лини» с твердым заполнением. Волновое сопротивление линии W = 100 Ом. Собственное затухание ее d = 0,0017. Резонансная проводимость ненагруженного -контура go = 25 • 10"" См. Относительная диэлектрическая проницаемость е = 4,2. Параметры контура входной цепи усилителя: длина линии / = = 38,8 мм; линия эквивалентна индуктивности Z. - 30 нГ; коэффициенты трансформации тк!) = 0,153, mad) =0,19 Проводимость источника сигнала g„ = 13,3 • 10т См. Параметр связи р принимаем равным 1,1 -г Расчет 1. Принимаем эквивалентную емкость контуров Coj = С02 = = Со = 5 пФ. 2. Характеристическое сопротивление контуров р, = = р = -!--=. 1/2.3,14.400-10«-5-10- == 80 Ом. 3. Длину отрезков линии рассчитываем из условия настройки контуров на частоту /о = 400 МГц (5.77): 0,75 6,281/4,2 arctg 6,28-400.10ч.102-5-10-12 = 38,8 мм. 4..Эквивалентные затухания контуров определяем нзусловия получения заданной полосы (5.79). Принимаем dgj = dg = dg. При этом Ркр = 1 и = 11/40оК(1, Р~ 1) +1/"(1, Р-1)2 -f (I + 1, ly = 0,018. 5. Эквивалентная проводимость контура (5.80) 0 - Gg.j = G» = djp = 0,018/80 = 0,225 • Ю-з См. 6. Коэффициенты включения контуров (5.80): т, = ]/0,225.10-3-25.10-а од85; V 0,86-10- = l/0.225-10-3-25.10- V 3,9.10-3 7. Коэффициенты усиления УРЧ (5.81) 1,1 о,485-0,226-18.10-» о "~ l-fl,12 0,225-10-3 = 4,4. 8. Коэффициент устойчивого усиления (5.74) при ky = 0,8 и а = 0/86 .10-« -f (25 . 10-« -f 0,225 • Ю"* • i,P)/0,485 = 2,ll X ХЮ- См: /(,., = 2(1-0,8)18.10-» X Ауот / 0,485 4,58-10-Ч-4,38.10-8 0.4.8,35-!t-- -4Д; 4,.8.10-° 2,И.10- 3,96 Т. е. /Сует Ко- 9. Для реализации коэффициентов включения контуров mi и т определяем расстояние от замкнутого конца линии до точек подключения транзисторов (3.54): 0,75 . [г.,or . б,28/4~2-38,8-10- \ .„ „ arcsin 0.485 sin --!-=-- 1 == 13,3 мм. /,„2 = 6,2мм. i 6,281/4,2 10. Избирательность УРЧ по зеркальному каналу (5.82) Se = KHr{((4,25/400-0,018)MI.l-l)f-(l,l~l)n/(l + I,l) = = 80, или 5ез„ = 38 дБ. П. Коэффициент щума усилителя (5.83) при gg = 13,3(0,8)* = = 8,5 . 10-3 См- \!;у/ = 0,7 . 10-» См: », 1 . 0,7 , 30(0.7-1-8,5)8.10-3 , 30(30,7)2-10-3 , , 3,6-11-f 30(8,-Ю,7).10-3)" 158[(8.54-0,74-5,56-f7)-K16,6)2110-8 8,-5 8,5 12,452. 243 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 |
|||||||||||||||||||||||