где |
g — 2А//с/э/0 — текущая обобщенная расстройка, |
отсчитываемая |
|||
от /0; g0 — 2A/0/da/0 — обобщенная расстройка |
контуров относительно |
||||
/■„, |
определяющая |
форму частотной характеристики |
пары каскадов; |
||
/ ?ЭХ = 1/CO^CgCf Э, |
= l/ fB g C g d g . |
каскадов при | К2] |, = |
|||
|
Комплексный |
коэффициент усиления пары |
|||
= |
IУи 12 — I Уп I определяем в виде |
|
|
|
|
|
к = к гк а |
( I Vzi | Щ тгу R31 Rз |
Ко. |
Ко |
(5.23) |
|
11 + / (I—Ы1 [1 + /(| + Ы1 |
1— -f il |
|||
|
|
+ 2/| |
|||
|
Модуль коэффициента усиления пары каскадов равен |
|
|||
|
|
K = K01K02/ V ( 1 -f£02- £ 2)a+4ga. |
|
(5.24) |
|
В это выражение обобщенная расстройка входит в квадрате, что под тверждает симметрию частотной характеристики пары каскадов отно сительно/0. Из выражения (5.24) видно, что частотная характеристика
пары каскадов определяется только знаменателем, который |
зависит |
от обобщенных расстроек £ и | 0. Следовательно, частотная |
характе |
ристика пары каскадов не зависит от /(01 и /С02. Эти величины влияют только на коэффициент усиления пары каскадов.
При 1Л ^ 1 частотная характеристика пары каскадов имеет одну вершину. Найдем уравнение частотной характеристики двух каскадов
для |
4^ 1. При g = |
0 из выражения (5.24) для коэффициента усиле |
||||
ния пары каскадов на /0 получаем |
|
|
|
|||
|
К макс = |
+ U )- |
|
(5.25) |
||
|
На основании выражений (5.24) и (5.25) запишем уравнение частоту |
|||||
ной характеристики пары каскадов: |
|
|
||||
|
v = |
J L _ ________1+So |
|
(5.26) |
||
|
|
Кмакс V O |
+ 1 3 -£ * )* +45* |
|||
|
|
|
||||
Уравнение фазовой характеристики пары каскадов имеет вид |
||||||
|
Ф = —arctg |
Im К |
•arctg |
25 |
(5.27) |
|
|
|
|
||||
Re К
При g0 = 0 оба каскада настроены на одну и ту же частоту /0 и их общая частотная характеристика имеет одну вершину и записывается
как |
к = 1/(1 -f g2). |
При 0 < |
1 частотная характеристика сохра |
||
няет |
одну вершину на частоте /„ (| = 0). С увеличением g0 |
вершина |
|||
частотной характеристики |
пары каскадов уплощается и при крити |
||||
ческом значении g0Kp она |
становится наиболее плоской (рис. 5.10). |
||||
При g0 = "g0 кр = |
1 и g |
= 0 на основании формулы (5.25) для коэф |
|||
фициента усиления пары каскадов на /„ получаем |
|
||||
|
|
Кмакс = |
К М 2 . |
(5.28) |
|
170
Согласно выражениям (5.24), (5.28) и (5.27) запишем уравнения
частотной |
и |
фазовой |
характеристик |
пары каскадо! |
для |
g0 кр = 1:" |
|
|
|
я =- 2/ Y 4 4- |
|
(5.29) |
|
|
|
|
Ф = —arctg |
2s |
|
(5.30) |
|
|
|
2 -Е 3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
При g0 |
> |
g0 1{р = |
1 частотная |
характеристика |
пары |
каскадов |
имеет провал на частоте /0. Этот провал увеличивается с увеличением g0. По обе стороны от частоты /0 частотная характеристика имеет сим метричные максимумы, соответствую
щие g = |
± |
j/go |
— 1• Подставив зна |
|
|
|
|||||
чение g в (5.24), |
получим на этих мак |
|
|
|
|||||||
симумах |
/Сма„о = /Coi^oa/2g0. Уравне |
|
|
|
|||||||
ние |
частотной |
характеристики |
при |
|
|
|
|||||
g0 > |
1 принимает вид |
|
|
|
|
|
|
||||
„ _ |
|
К |
_______ 2go |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1/(1 +Ео~E2)2+ 4|2 |
|
|
|
|
||||
Относительный уровень 1 нормиро |
|
|
|
||||||||
ванной |
частотной |
характеристики |
|
|
|
||||||
двух |
каскадов соответствует ее вер |
|
|
|
|||||||
шинам. На рис. 5.10 приведены ча |
|
|
|
||||||||
стотные характеристики пары |
каска |
|
Рис. 5.10 |
|
|||||||
дов при различных значениях g0. |
|
|
|
|
|||||||
В |
основном |
применяется |
обобщенная критическая расстройка |
||||||||
g„ кр — |
1, |
при |
которой |
ширина |
частотной характеристики |
полу |
|||||
чается наибольшей при плоской вершине. |
|
|
|||||||||
Проанализируем «-каскадный усилитель с попарно расстроенными |
|||||||||||
контурами при g0„p= |
1. Уравнения частоФной и фазовой характеристик |
||||||||||
на основании выражений (5.29), (5.30) |
запишем в следующем виде: |
||||||||||
|
|
|
|
|
х ■ |
2 |
\ л / 2 |
|
(5.31) |
||
|
|
|
|
|
V4+1* |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
/ \ |
|
п |
I |
|
2£ |
(5.32) |
|
|
|
|
|
Ф («) ------- - arctg |
|
|||||
Найдем полосу пропускания пары каскадов II = 2А/ на уровне х0 = |
|||||||||||
==1/}/2. Подставляя |
значения |
х0 и g = 2Afldaf0 — U/dJ0 в формулу |
|||||||||
(5.31) |
и решая полученное выражение относительно П, находим |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
П = |
/ 2 4 Л V V |
T - l . |
(5.33) |
|||
Отсюда эквивалентное затухание контура можно представить в виде
4 =-5 -¥ 2(л) = ^ед¥ 2(п), |
(5.34) |
/0 |
|
где |
|
(">“ ------Г 7 ---------• |
(5.35) |
v 2 Y v 4 - 1 |
|
171
Значения функции Ч'2(ц) приведены в табл. 5.3 [3, 5, 61.
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5.3 |
|
п |
2 |
|
4 |
6 |
|
8 |
10 |
|
V* (л) |
0,707 |
0,882 |
0,991 |
|
1,07 |
1.14 |
||
Фз (л) |
1,0 |
2,43 |
7,65 |
|
27 |
117- |
||
Найдем |
частоты |
настройки контуров |
и /2 |
при критической рас |
||||
стройке — Ео кр и + |
£окр. |
|
|
|
|
|
|
|
Для >' |
|
|
|
° т к у д а |
^ ( Т 7 - Г ) |
= |
1' |
|
тЛ У ' -
Решая эти уравнения относительно Д и / 2, получаем
h = h |
(5.36) |
/2=/о |
(5.37) |
Определяя из выражения |
(5.31) полосу пропускания усилителя |
на уровне к, используя формулу (5.33), для коэффициента прямоуголь ное™ усилителя на уровне к записываем
|
|
|
|
|
Г - |
|
(5 М > |
||
Значения |
коэффициентоа прямоугольное™ |
приведены в |
табл. |
5.4 |
|||||
(3, |
5, |
61. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5. 4 |
|
|
|
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
оо |
|
|
Кп 0.1 |
3,25 |
2,16 |
1,93 |
1,84 |
1,78 |
1,62 |
||
|
|
01 |
10,0 |
3,94 |
2,98 |
2,63 |
2,45 |
1,92 |
|
Из табл. 5.4 видно, что /Спод при п ^ 4 почти не зависит от числа каскадов и равен Каол « 2 .
172
Сравнивая коэффициенты прямоугольное™ усилителей с одиночны ми контурами, настроенными па одну частоту, и попарно расстроен
ными контурами, можно показать, |
что усилитель с попарно расстроен |
|||||||
ными контурами имеет |
меньшее |
значение Кпк при том же |
числе |
|||||
каскадов. |
|
|
|
|
|
|
dai = |
d,n ~ |
Найдем коэффициент |
усиления |
усилителя. |
Так как |
|||||
= da, то П, = dJi < |
1Т2 = d,f.2. Полагая |
С81 = |
Са2 = Ся |
и j j 2 ~ Ц, |
||||
получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
^ ,1 ^ В2 = |
д— 1---------- |
!------ |
= -------- |
!------ |
—RI. |
|
|
|
|
2 л f v C a d , |
2 л /r C :,d, |
(2лП, C „ d , f |
|
|
|||
Коэффициент усиления усилителя определяется выражением
/С о- ( у 1^ , 1* '« > ? Я Э1Яи,) ',/2=*
|
= |
L |
(IV |
|
|
|
т О )П |
1 |
|
|
|
у» |
|
|
|||
|
( / 2 ) " |
|
21* |
1 |
2 |
|
а |
|
( ] Л2)"Л 2лС»с(:,/о |
) ’ |
|
|
|||||
подставляя в которое значение |
rfB |
|
2(п) I!//«» получаем |
|
|
||||||||||||
|
|
|
1 |
1 |
'»2 \ п |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
( |
2лСяП |
|
|
|
|
У2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф/2 V |
У 4 - 1 |
|
|
|
|
|
Обозначая ср2 (п) = ( |
2/V2 V У 4 |
|
1)я= [ У 2 е д 1 » |
и учитывая, что |
|||||||||||||
I К 21I ШуПьДпСМ = |
К е;л. |
|
(5.39) |
Од |
— |
/50^ / 2 0 |
|
||||||||||
получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л р |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 е |
|
|
|
|
||
К0у = |
Кед1/ф2 |
|
(и). |
|
|
|
(5.40) |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
104 |
гА/ |
|
|
|
1 '5 |
||||||||
Значения |
функции |
|
cp2(/i) |
приведены |
|
|
|
||||||||||
в табл. 5.3. Единичное усиление |
опре |
10г |
|
|
|
|
|
||||||||||
деляют по формулам |
|
(5.15) |
и |
(5.16). |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Коэффициенты |
трансформации |
|
тг и т2 |
|
2 |
4 |
£ |
£ |
10■ /?. |
||||||||
транзисторного |
каскада |
|
находят |
из |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
условия (5.18). Устойчивость усилителя |
|
|
Рис. 5.П |
|
|
||||||||||||
на лампах и полевых транзисторах оп |
|
|
|
|
|
резисто |
|||||||||||
ределяют |
по формуле |
|
(3.108). |
Проводимости шунтирующих |
|||||||||||||
ров рассчитывают |
по формулам |
(5.19) и (5.20) |
для частот |
настройки |
|||||||||||||
контуров Д и / 2.
На рис. 5.11 приведена зависимость К0у(Кел1, п). Из этого гра фика видно, что К0у(Кед1) имеет максимумы при большом числе кас кадов пкр, которое значительно меньше числа каскадов, практически применяемых в усилителях.
Увеличение | 0 больше Е0 кр =■ 1, как было отмечено, приводит к двух вер1шинной частотной характеристике усилителя. Такая форма частотной характе ристики значительно усложняет начальную регулировку усилителя и настрой ку приемника на частоту сигнала, поскольку максимальное выходное напряже-
173
ние соответствует вершинам частотной характеристики, которые расположены симметрично относительно частоты f0, и не соответствует точной настройке при емника. Если требуется расширить полосу пропускания усилителя при малом коэффициенте прямоугольности и большом коэффициенте усиления и при этом допускается двухвершинная частотная характеристика, то используют макси
мально допустимое значение |
макс, |
которое соответствует |
провалу частотной |
|||||||
характеристики |
= |
Н У 2 на |
/0. |
|
усилителя |
при |
| 0 |
>- 1 на основании |
||
Уравнение частотной |
характеристики |
|||||||||
уравнения частотной |
характеристики |
пары |
каскадов |
имеет |
вид |
|
||||
|
|
|
Г |
|
2£о |
ч/ 2 |
|
(5 |
41) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
.V n + 65-£*)* + *¥ |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Полагая х0 = |
1i Y 2, |
I = |
0 и решая (5.41) |
относительно £0 = |
бомакс. получаем |
|||||
|
|
|
6о макс |
|
|
|
|
|
(5.42); |
|
Значения | 0 макс Для различного числа каскадов, вычисленные по формуле (5.42), приведены в табл. 5.5 (3, 5, 6].
Т а б л и ц а 5.5
! |
■ ,, |
2 |
|
|
4 |
6 |
|
|
|
8 |
10 |
|
п |
|
|
|
|
|
|||||
|
&о макс |
2,41 |
1,83 |
1,63 |
|
|
1,53 |
1,46 |
|||
|
Поступая так же, |
как и в предыдущем случае (|„ Кр == 1), на основании вы |
|||||||||
ражения (5.41) получаем формулу для расчета полосы пропускания |
|||||||||||
|
|
П = 2<М„ У |
f а |
■1 + По |
/ " / Г - 1 |
(5. 43) |
|||||
|
|
6о г |
|||||||||
откуда эквивалентное затухание |
контура |
равно |
|
|
|
|
|
||||
где |
|
|
|
(л) П//о» |
|
|
|
|
(5.44) |
||
|
к; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
хУ3(п)= |
|
1 |
|
|
|
|
(5.45) |
||
|
|
|
|
|
У 4 |
—1 |
|
|
|||
|
|
|
1о макс — 1 + 2 ^ 0 мако |
|
|
||||||
|
Значения функции |
46 (л) приведены |
в табл. |
5.6 |
[3, |
5, |
6]. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 5.6 |
|
|
п |
2 |
|
|
4 ■ |
6 |
|
|
8 |
10 |
|
1. .. ... .. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
: |
Т , (Л) |
0,322 |
0,461 |
0,550 |
|
|
0,610 |
0,666 |
|||
|
Фз (л) |
0,501 |
0,605 |
0,960 |
|
|
1,66 |
3,65 |
|||
ле |
Из сравнения табл |
5.6 |
и 5.3 |
видно, |
что при £0 = |
Ломакс |
и |
одинаковом чис |
|||
каскадов |
функция Ф’з (п) |
меньше, чем функция |
|
(я), т. |
е. |
при одинаковом |
|||||
числе каскадов усилителя и одной и той же полосе пропускания усилитель с
Ъо‘— ?о макс имеет меньшее затуханйе |
контуров, т. е. меньшие полосы пропу |
скания каскадов, чем усилитель с | 0 = |
кр. |
174