Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Федорцов Б.Ф. Усилители радиосигналов

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.77 Mб
Скачать

Так как К06Щ—заданная величина, то коэффициент усиле­ ния, приходящийся на один каскад,

 

/

"

____________

А '

(10.4)

 

I

- | /

7Г~ f ~ .

 

ч

 

 

‘ ' V »(«)

 

Этот

коэффициент усиления должен быть меньше устойчивого,

j. е.

/Ci < ^CiycT*

 

 

 

 

в) Коэффициент прямоугольности усилителя

Из уравнения резонансной кривой усилителя можно найти полосы пропускания на уровне 0,7 и 6 ,1 . Действительно, для уровня 0,7

 

1

 

1

 

 

1/ !

общ

Г 2

 

 

dbl/o

 

 

и для уровня 0 ,1

 

 

 

 

1

 

1 0 '

 

 

/

Д/Ч1 \ 2

 

 

rf»i/o

 

 

Отсюда можно найти:

 

 

 

Д^о&ц

1 К 2 1 ,

ДД0,1 •

<W„ l / / 10*- -1

 

Тогда коэффициент прямоугольности на уровне 0,1

 

 

ДД0,1

V / 4 0 * - 1

(10.5)

 

пО ,1

 

 

 

Кп<

 

 

 

" W общ~

У /2—1

 

По аналогии для коэффициента прямоугольности на уровне 0,01

0,01

0,01

У

/ Гоо2- 1

( 10.6)

АГпо(|

\ р

 

 

 

 

1 о^и

У

/ 2 -

 

 

 

 

Из ( 1 0 .5 ) и (1 0 .6 ) следует, что коэффициент прямоугольности зависит только от числа каскадов п. Величины ATno,i и АДо.о! табулированы.

80

2. Многокаскадный усилитель с одноконтурными каскадами, настроенными на две частоты (схема 2-го типа)

Если полоса

пропускания

усилителя достаточно

широка

(больше 4—’5

Мгц), требуется

большое усиление (больше 105)

и требования

по

избирательности достаточно жестки

(Кп<

< 2 ,5 -5—3,0), то в ряде случаев рационально использовать усили­ тель с парами взаимно-расстроенных^каскадов.. Блок-схема уси­ лителя представлена на рис. 38.

fo/'fo

f„2 >h

fo3>fo

foM<fo

 

f e t — * -----------------------------------------------------------------------

 

 

* -----------------------------

.—

fo2---------------------

*---------------

*-------------------------------------

 

*---

Рис. 38.

Элементарной ячейкой такого усилителя является пара кас­ кадов с взаимно-расстроенными контурами. Если каскадов п,

п

то nap -g-.

а) Уравнение резонансной кривой нары каскадов и усилителя в целом

Характерной особенностью этого типа усилителя является то, что при определенной расстройке полоса пары каскадов шире полосы каждого из каскадов, входящих в пару. В самом делет

>’i (/)

 

_____ 1 _ ___

 

V 1 + (ч+%)2 ’

 

 

У* (/)

 

_ .

1

 

 

 

Расстройка характеризуется

величиной

 

Sj

2 Д/Р

/ой

)oi

dai

f^dai

f§do,\

Эквивалентное затухание

обоих

каскадов пары одинаково::

(1Ъ\ - d-sj.

 

 

 

6 Зак. 948.

8t

Образование результирующей резонансной кривой нары каскадов при различной величине расстройки показано на

Как указано выше, резонансная ■кривая пары каскадов получается перемножением ординат резонансных кривых каждого из каскадов пары:

У1if) У, ( / ) -

1

 

( з 7 ,,)-'! [ И -

 

[1 •

 

_______________1

__________

 

V 1 “К ( 3 4“ т]1)2-}~('7

1] i) 2"K (3 + Tii)a (G—

82

 

yl(/)y2(/)

 

 

 

 

1

 

 

 

 

lv - 2 3 * + 2 V + ° * - 2 ° V + V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

(10.7)

 

 

 

 

\

2 ^ ( 1

ЛД>

(1

V )*

 

 

 

 

 

 

 

Возможны три случая расстройки (см. рис. 39): TjjCl, гц^=1,

> 1. Практически

используется

случай tj1 --1.

Тогда

 

 

 

 

 

Ух (/) У* (/);

 

1

 

 

( 10.8)

 

 

 

 

I

4+с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Максимум

резонансной

 

кривой

пары,

имеющий

место

в точке

о —0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У ] ( /) Уй ( / ) Iмакс

~2 " ■

 

 

При этом расстройка между каскадами 2Д/р—/оа—/м1=-

или расстройка

от средней

частоты

 

 

 

 

 

 

1

 

 

4(1/о

Л /уобщ

 

-0-%Д/Г0бщФ(л).

(10-9)

•Vp-- ' гГ rhi()dd\ --- о

/0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как ДТобщ^(п)

АД, то при

т|Г= 1

Д/рг-

, т. е.

гюло-

вине полосы одного каскада.

 

 

 

 

^

 

Резонансная кривая пары каскадов в относительных едини­

цах для случая V ---1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

..

 

 

ЗН (/) Уа (/)

Т-4 + о*

 

( 10. 10)

 

у ,к ,р ы (/

 

У П / ) У Л / Ь , , КС

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для усилителя

в целом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уобщ ( / ) ' I У пары ( ./)

 

|

4+ а 4

 

( 10. 11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В общем случае при %<1

 

 

 

 

 

 

 

т

_

УЛ/ТУЛ/)

 

 

 

 

!

ТС

 

( 10. 12)

>пары 0 1 -

у Д / ) у Д / ) | м7

 

]

344 - 2 з а (1 - - Т ] 1 2) Т - ( 1 + V ) 2

 

 

 

 

акс

 

 

б)

Затухание

d3i

и полоса пропускания ДД

 

 

 

 

 

одиночного

каскада

 

 

Найдем

полосу

пропускания усилителя на уровне 0,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

Уобщ

4-КЗ4

S3

Решим

это

выражение

относительно

с.

Тогда

 

 

 

 

 

 

1_

 

 

 

1 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&F ,

 

I

2

Г |

4 - 4 .

 

 

 

Так

как

то

 

 

 

 

 

 

 

 

з .

!Ц,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ 0 Й э1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

^AFоош-

Л/7,общ

 

 

 

 

 

^ р М л ) , (10,13)

 

«э1

—7----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/о3

 

 

 

|

2 У

1

4

1

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где М Л)——■— ■^

 

 

—функция, зависящая от числа кас-

 

 

| 2 У

У 4 - 1

 

кадов **

 

 

 

 

Численные значения 4 (я) возрастают с ростом я. Обычно

для М Л) используются табличные данные.

 

 

Полоса пропускания

одиночного

каскада

 

 

 

 

AFX■-^81/0=

^ ф ( л ) / о - Д / ?овш'Мя).

(Ю.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так

как

для схемы

2-го

типа

при

п —2,

4

и. 6 функция

'Ь(п)< 1 , то

полоса

каждого

каскада

уже

общей

полосы уси­

лителя. При п~-8 ,

10

и более

полоса

каскада

только немного

, превосходит полосу усилителя.

 

 

 

 

 

 

в) Коэффициенты усиления—общий К0бщ

и каскада К х

Коэффициент. усиления одного каскада

К х

, а об-

щий коэффициент усиления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K o ^ l K i V l y ^ n y A f ) ] макс2

г

Р\Рч \1^211

' 1

 

 

С?э

 

L 2

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P i P i \ Y n \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dэ1

 

 

V 2

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К,общ

 

 

РхР2\Угх\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А р

 

 

 

 

V 2

 

 

 

 

2т:/0Сэ

 

 

(Я )

 

 

 

 

 

 

РхР-2. ! ^21 1

п

'

1

 

*

 

 

(10.15)

 

 

‘I'kC^AF 0gm

 

у 2-Мл).

 

®(Я) ’

 

 

 

 

 

т-

г/

PlP% \Y^l!

«

/ \

^десь

Кп ----

4~L3i\r

---- единичное фиктивное усиление, а ?(я) =

_

 

общ

 

 

\\ 2ф(я)]п —расчетная табулированная функция, которая для Усилителя 2-го типа имеет значительно меньшие численные Значения, чем в схеме 1-го типа. Поэтому, если считать, что Кл одинаково, то усилитель 2-го типа при одном и том же числе каскадов дает значительно большее усиление. Это является следствием того, что в усилителе 2 -го типа каждый каскад имеет значительно более узкую полосу и, следова­ тельно, большее усиление, чем в схеме 1 -го типа.

Коэффициент усиления одного каскада на средней частоте будет

К,

X общ

К '\х

(10.16)

®(п)

 

 

? (и)

 

 

 

Этот коэффициент усиления Кх должен быть меньше устой­ чивого /С,ует.

г) Коэффициент прямоугольности усилителя

Из резонансной кривой усилителя можно определить полосы пропускания на уровне 0,7 и 0,1. Эти полосы найдутся из условий:

для уровня 0,7

А^обиА*

/б<*91 /

для уровня 0,1

4 - АХбщУ

.V /о^э! J

Отсюда можно найти

....

AFo6ui- ^ i / 0 | 2 | Г 4—1 , Л/у,

Тогда

1

"V2

1

То. ’

г/,,/,,! 2 | V 10“ 1 .

AFp,1

V | 10*-1

(10.17)

^п0,1 AFобш

\ r i r - -----

 

У 1 4--1

 

*

85

По аналогии

 

' П — .."

 

KiпО,Ш

AFo.m \

|

100*— 1

(10.18)

лР

п __

 

U i обш

 

 

V

\

4—1

 

3. Понятие о многокаскадном усилителе с одноконтурными каскадами, настроенными на три частоты (схема 2-го типа)

При очень широкой относительной полосе усилителя (больше 7 —-8 Мгц), большом необходимом усилении (больше 1 0 б) и жестких требованиях к коэффициенту ирямоугольности

— 0

кг ~

0

 

 

 

2“/о

1</()

/оз>/о

/оз>/о

/oi</o

/()2 —/о

/ и ------------ -------

и--------------------------------—

■X-

 

/ог ---У

 

 

 

 

 

/оз

 

Рис.

40.

 

 

 

 

 

 

(Япо,1< 2 ,0 -е-2 ,5 ) рационально использовать'усилитель, построен­ ный по схеме с тройками взаимно-расстроенных каскадов. Блок-схема усилителя представлена на рис. 40.

При использовании троек затухание 1-го и 3-го каскадов одинаково: d3i— d9r, средний каскад, настроенный на частоту /0, имеет в два раза большее затухание: d9r~2d9\.

Рис. 41.

Резонансная кривая тройки взаимно-расстроенных каскадов изображена на рис. 41. Расстройка между крайними каскадами

характеризуется величиной

(10.19)

2 Д/р ~ / 03 / 01 ---7]j/0afsi,

При критической расстройке провалы на результирующей

резонансной кривой исчезают. Это имеет место,

если "'i1 = '']iKp;=

УЗ. Тогда

 

А/г = у ъ Ш - г ^ ~ f 0d 91 -

* (л) =

= - ^ Д / ф бщ6 («).

(Ю.2 0 )

В остальном расчет ведется как и для обычной схемы 2-го типа..

4.Многокаскадный усилитель с каскадами, имеющими

внагрузке двухконтурный фильтр (схема 3-го типа)

В практике часто приходится сталкиваться со случаями,, когда от усилителя не требуется большое усиление (оно легко обеспечивается двумя--тремя каскадами), однако требования к коэффициенту прямоугольное.™ при этом очень жесткие (/(„<2,0-s~2,5). В таком случае лучшим но схеме является’уси­ литель с каскадами, имеющими' в нагрузке двухконтурные полосовые фильтры. В этом случае при малом числе каскадов число контуров в 2 раза превышает число каскадов и избира­ тельность высокая. Блок-схема ссилнтеля представлена на рис. 42.

Рис. 42.

В рассматриваемом случае элементарной ячейкой по изби­ рательности являются два контура в нагрузке каждой лампы. Здесь вместо расстройки д, должен пониматься параметр связи между контурами

А’ св

^^cbQbI дБ1.

Затухание обоих контуров, чтобы резонансная кривая была симметрична, должно быть одинаковым: d3\ ~ d ^ Возникающие в системе сильно связанных контуров так называемые частоты связи-

А

____

_/о_

1

—hCB

/ 0 1

! 1 -М’св

87

г

аналогичны частотам расстроенных каскадов в предыдущей схеме с парами взаимно-расстроенных каскадов:.

 

2 Л/р

/оз /i01

 

 

f 4

э1

/о^э!

 

1

1

 

 

 

d3\ V I V

1 {

kc

1

~2

или

 

 

 

 

 

r!i:

b

- - T | .

 

/

(l3\

 

 

 

 

 

 

Тогда upи анализе этой системы можно использовать полу­ ченные ранее выражения.

а) Уравнения резонансной кривой каскада и усилителя

Используя полученное ранее выражение (5.44) резонансной кривой для усилителя с двухконтурным фильтром в нагрузке или выражение ( 1 0 .1 2 ) для пары взаимно-расстроенных каска­ дов, в котором заменим rtj на т] и имея в виду, что vp-l, для ■одного каскада

Уг(/) =

 

2

f

( 10.21)

 

4J-3V

Для всего усилителя, имеющего п каскадов, получим .

УобщЫУП/)]" ( 10.22)

б) Затухание d3l и полоса пропускания Л/7, одиночного каскада

Решим уравнение резонансной кривой относительно а. Полоса на уровне 0,7:

Уобщ~~

\ /

п _

"

5 - I 2 |

у 2

1 .

88

Тогда,

так

как

 

 

Д^общ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/п^э1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CU1

Afgfim

 

^/"общ

 

 

 

i

 

л

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

—^-S-'Ня), (10.23)

f(P

 

 

f,

 

 

 

V-7f“

 

 

 

 

 

1

2

1

 

To

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

| 2 -

 

 

 

 

 

где 'Ия)-'"'------j - ; . -—

...-. г.—

— некоторая

функция

числа

каска-

 

( 2 |

 

| 2 1

 

Д0В ,Л

 

 

 

 

 

 

Совершенно

очевидно,

что

один

контур

изолированно

не

существует.

Поэтому

реально

мы

не

можем

измерить

его

полосу.

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

одного

каскада

Для системы связанных контуров полоса

 

при критической

связи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А/у

 

ы

 

dal

-/о

 

2

 

2rf3i/0

 

 

 

 

 

Г 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A/у

 

■2 LFf ^

-V(Л) /о-

2 AFo6lIl6 (я).

(10.24)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й) Коэффициенты усиления—общий АГобш и каскада Кщ,

Коэффициент

усиления

одного каскада на

основании (5.46)

 

 

 

 

 

^

... __J_

 

PxP*\Y n\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ' 1 ; V

1 Д, , ( / , 2

'

 

 

 

 

При т]

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f f

 

1

Р\Рч, i 1^91;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

|

<}«(}„,

 

 

 

 

 

Обычно берется критическая связь •*]—1 и равные по зату­

ханию контуры de\----(i9i. Тогда

 

 

 

 

 

 

 

Оэ1

A . L

-

2-;„СщК,

 

С , - —

- '2-i„Ca,dai

 

 

 

Р э 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Р э 2

 

 

 

 

 

и величина общего

коэффициента усиления будет

 

 

 

 

 

l'

 

_

_1

 

 

Р\р2^ ail

_

 

 

 

 

 

 

 

 

°вЩ~ . 2

2 ~ / 0 ] C ^ d a l

 

 

 

 

 

_____РхР» \ У*\

 

 

 

J

 

Л"я

(10.25)

~

CI--I

I

I ______

д Р

 

2-И'я)

? (я) ’

 

п

Г '

“ “

общ

 

 

 

2

я/ 0

|

0

Э1 0 Э2

----1---

 

 

 

 

 

 

 

89

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ