|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 5.1 |
||
п |
; |
2 |
3 |
4 |
О |
6 |
7 |
! • |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
’К, (я) |
i ,0 |
1,56 |
1 ,96 |
2,3! |
2,58 |
2,86 |
| 3,10 |
3,33 |
3.54 |
3,74 |
Ч>. |
1 .0 |
2,4 |
7,53 |
28,5 |
<15 |
544 |
2,7.10я 14,8-10* |
37. 10’ |
5,36-10* |
|
Площадь |
усиления |
каскада Пу= /С0Па — 1У2i |т 1т 2^ а^э/о- Подставляя |
||||||||
сюда R а = |
1/to0C3d g, получаем |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Пу = | К211т1т2/2пС9. |
|
|
(5.10) ' |
||||
В ламповом каскаде т1 = |
1, т2 — 1, |
У21 = S |
и |
|
|
|||||
|
|
|
|
Пу = |
5/2лСэ. |
|
|
|
(5.11) |
|
Решая выражение (5.5) относительно Пх, получаем полосу пропу скания усилителя на уровне х. Подставляя в формулу (5.1) значения П„ и П по формуле (5.7), можно записать коэффициент прямоуголь ное™ для уровня х в виде
ГИж заданном уровне отсчета х коэффициент прямоугольности зависит только от числа каскадов п. Значения коэффициентов прямоугольности дДя уровней х = 0,1 и 0,01 13, 5, 6] приведены в табл. 5.2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5.2 |
|
п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
fi |
7 |
8 |
9 |
10 |
ОС |
^no.l |
9,95 |
4,66 |
3,74 |
3,36 |
3,18 |
3,10 |
3,05 |
2,94 |
2 ,89 |
2,86 |
2.58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^no.ol |
100 |
15,5 |
9,10 |
6,88 |
5,95 |
5,51 |
5,23 |
4,90 |
4,71 |
4,59 |
3,65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из табл. 5.2 видно, что с увеличением числа каскадов коэффициент прямоугольности улучшается и при п ^ 4 мало зависит от числа ка скадов и равен /Сп0,1 « 3.
Коэффициент усиления каскада согласно (5.10) определяем как
Ко — I У2iI |
(5.13) |
Коэффициент усиления усилителя равен
_ ]^п - j . ( I У'з! I т\ Щ \ п
2пСэ Пу
168
Выражая полосу пропускания каскада Пх через полосу пропуска ния усилителя Г1, при постоянных значениях тх и т2 получаем
Коу — Кед 1/ф 1 (п), |
(5.14) |
= | У211т1т2/2лСэ11 |
(5.15) |
— единичное усиление, т. е. усиление такого одиночного одноконтур ного каскада, у которого полоса пропускания равна полосе пропуска ния усилителя П; фх(я) = |¥ 1(я)]'! — функция, зависящая только от числа каскадов. Значения функции фх(п) [3, 5, 6] приведены в табл. 5.1.
Единичное усиление лампового усилителя |
{т1 ~ 1, т2 = 1, |
IУ2i I = S) можно записать в виде |
|
Ксл 1 = 5/2лСэП. |
(5.16) |
Для получения большего коэффициента усиления усилителя нужно иметь возможно большую величину единичного усиления. Увеличить его можно, уменьшив эквивалентную емкость контура исключением сосредоточенной емкости контура Ск. В этом случае эквивалентная емкость контура будет состоять из емкостей схемы
C3 = CCx = Cl + т\ (Свых1 4- Сш) + т\ (Свх3 + Смз)
и смена ламп будет сказываться сильнее на полосе пропускания усилителя.
Согласно (3.108) условие устойчивости усилителя выполняется, когда коэффициент усиления каскада не больше устойчивого коэффи циента усиления, т. е.
Ко = VКоу < К ,с,.
Коэффициенты трансформации т1 и т2 транзисторного каскада вы бирают из условий требуемых полосы пропускания и устойчивости. Задаваясь эквивалентной емкостью контура Сэ, определяют его эк вивалентную резонансную проводимость
go = 2л/0С.Дэ = глСДИ^ (я). |
(5.17) |
Полагая, что коэффициенты трансформации на выходе каскада и на входе следующего каскада равны, т. е. = т 2{2) — т 2, а К0 —
— | К211 щт^/gy — /Суст, и решая последнее равенство относительно /щ/щ, получаем
А — |
— Куст§3/1 У !• |
(5’ 13) |
Задаваясь конструктивно выполнимой величиной т 3 ^ |
0,1, находим |
|
тх = Л /т 2. В широкополосных усилителях применяют полное вклю чение контура (тх = 1), тогда т2 = А.
167
Эквивалентная резонансная проводимость контура может быть за писана также в виде
8 о — ^ Э(00С В = в ых1 8 т £ н "Ь ^ h 8 nx2’
Отсюда находим проводимость резистора, шунтирующего контур,
|
= |
-г- —to0 Сэ(с/э |
d„) |
8ъых1 “Ь^5 ^вхг)- |
(5.19) |
|
|
|
А щ |
|
|
|
|
Проводимость |
резистора, шунтирующего контур лампового каскада |
|||||
(пц = 1, т., |
= |
1). равна |
|
|
|
|
8 т |
~ |
ту = |
(^» |
dK) |
(^Bbixi "Ь^Ехг)1 |
(5.20) |
|
|
А Ш |
|
|
|
|
При использовании междукаскадного согласования или режима максимального усиления (см. § 3.6) возрастает коэффициент усиления каскада и обычно не выполняется условие устойчивости (3.108). По:
этому практически междукаскадное согла
|
|
сование и режим |
максимального усиления |
|||||
|
|
не используют. |
|
|
|
|
||
|
|
При увеличении числа каскадов п для |
||||||
|
|
получения |
П = const |
необходимо |
увели |
|||
|
|
чивать эквивалентное |
затухание контуров |
|||||
|
|
каскадов ds, что |
уменьшает их |
коэффи |
||||
|
|
циент усиления. В многокаскадном усили |
||||||
|
|
теле |
возрастание |
значительнее |
влияет |
|||
|
|
на коэффициент усиления, |
чем возрастание |
|||||
|
кр |
числа каскадов. Поэтому увеличение числа |
||||||
Рис. |
5.7 |
каскадов больше критического приводит к |
||||||
снижению |
коэффициента |
усиления |
усили |
|||||
ческое число |
каскадов |
теля. |
Для |
того чтобы определить крити |
||||
я кр при заданной полосе |
пропускания, при |
|||||||
равняем к нулю производную dKoyldn — 0 |
и затем, |
решив получен |
||||||
ное уравнение относительно п — я кр, найдем |
|
|
|
|||||
|
|
^нр |
^Сед|/4. |
|
|
|
(5.21) |
|
На рис. 5.7 приведена зависимость К0у(КеЯ1, п). При малой величине пкр < 9, что может ограничить число каскадов усилителя.
К достоинствам усилителя с одиночными контурами, настроенными на одну частоту, относятся простота настройки и незначительное ухуд шение характеристик при небольших случайных расстройках отдель ных контуров. По сравнению с другими типами УПЧ усилитель с оди ночными контурами, настроенными на одну частоту, имеет следующие недостатки: малую величину площади усиления и наихудший коэффи
циент прямоугольности К„ o,i |
2,9. |
168
5.3. Усилители промежуточной частоты с одиночными попарно расстроенными контурами
Усилитель состоит из четного числа каскадов с одиночными кон турами и в каждой паре каскадов один контур настроен на частоту ниже /о, а другой—-на частоту выше/0. Эквивалентная схема /г-кас- кадного усилителя приведена на рис. 5.8.
Рассмотрим одну пару каскадов с взаимно расстроенными на ве личину 2А/0 контурами, имеющими одинаковые эквивалентные зату хания dЭ1 = da2 = Д- Считаем, что взаимная расстройка невелика,
т. е. А/0//о С Ь и тогда частотная характеристика пары каскадов с собственными частотами Д и / 2 будет симметрична относительно сред ней частоты /о = (Д + Д)/2. Частотные характеристики каскадов приведены на рис. 5.9. В зависимости от величины расстройки между контурами частотная характеристика
может быть как одновершинной, |
так |
|
|
|||
и двухвершинной. |
|
|
|
|
|
|
Каскады с взаимно расстроенными |
|
|
||||
контурами улучшают |
электрические |
|
|
|||
характеристики усилителя. Это про |
|
|
||||
исходит из-за |
того, что при одинако |
|
|
|||
вой полосе пропускания |
пара каска |
|
|
|||
дов с расстроенными контурами имеет |
|
|
||||
меньшее полное затухание контуров, |
|
|
||||
чем пара каскадов с настроенными |
|
|
||||
контурами. При этом увеличивается |
|
|
||||
крутизна склонов частотной характе |
Рис. |
5.9 |
||||
ристики и, следовательно, улучшает |
||||||
ся коэффициент прямоугольное™. |
|
резонансное со |
||||
Уменьшение |
затухания |
|
контуров увеличивает их |
|||
противление, |
а это с избытком компенсирует уменьшение усиления, |
|||||
вызванное взаимной расстройкой |
контуров каскадов [3, 4]. |
|||||
Рассмотрим форму |
частотной |
характеристики пары расстроенных |
||||
каскадов. Комплексные коэффициенты усиления каскадов равны: |
||||||
|
K ,= I ^21 |
I |
т \ т 2 |
is |
I Yzi I mi ,n 2 $ 9 2 |
(5.22). |
|
|
|
|
|
1+ИЕ + Ы |
|
169