3.3.3. Параметрический синтез полосовых усилительных каскадов с корректирующей цепью, выполненной в виде фильтра нижних частот
Описание схемы КЦ, приведенной на рис. 3.17, ее применение в полосовых усилителях мощности, а также методика настройки даны в [19, 20, 25, 57]. Известные методы расчета указанной КЦ [20, 25, 57] не учитывают частотную зависимость коэффициента усиления транзистора в пределах рабочего диапазона, что является причиной значительных искажений формы АЧХ разрабатываемых усилителей.
Аппроксимируя входной и выходной импедансы транзисторов и - и - цепями перейдем к схеме, приведенной на рис. 3.24.Рис. 3.24
Коэффициент прямой передачи последовательного соединения КЦ и транзистора может быть описан в символьном виде дробно-рациональной функцией комплексного переменного:
, (3.31)
где ;
– нормированная частота;
– текущая круговая частота;
– центральная круговая частота полосового усилителя;
;
– коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования на частоте =1;
(3.32)
;
;
– нормированные относительно и значения элементов ;
– активная и емкостная составляющие выходного сопротивления транзистора ;
– активная и индуктивная составляющие входного сопротивления транзистора .
Из (3.31) следует, что коэффициент усиления на частоте =1 равен:
. (3.33)
В качестве прототипа характеристики (3.31) выберем функцию:
. (3.34)
Квадрат модуля функции-прототипа (3.34) имеет вид:
. (3.35)
Для выражения (3.35) составим систему линейных неравенств (3.5):
(3.36)
Решая (3.36) для различных и при условии максимизации функции цели: , найдем коэффициенты , соответствующие различным полосам пропускания полосового усилительного каскада. Вычисляя полиномы Гурвица знаменателя функции (3.35), определим коэффициенты функции-прототипа (3.34).
Значения коэффициентов функции-прототипа для различных полос пропускания и неравномерности АЧХ ±0,25 дБ приведены в таблице 3.7. Здесь же представлены результаты вычислений нормированных значений элементов , полученные из решения системы неравенств (3.3) и соответствующие различным значениям .
Анализ полученных результатов позволяет установить следующее. Для заданной относительной полосы пропускания, определяемой отношением , где – верхняя и нижняя граничные частоты полосового усилителя, существует определенное значение , при превышении которого реализация каскада с требуемой формой АЧХ становится невозможной. При допустимой неравномерности АЧХ, равной 0,25 дБ, ее аппроксимация функцией (2.34) возможна при условии . При допустимой неравномерности АЧХ более 0,25 дБ, область аппроксимации увеличивается незначительно. Поэтому создание усилителя с полосой пропускания более одной октавы с использованием изображенной на рис. 3.17 КЦ невозможно.
Рассматриваемая КЦ (рис. 3.17) может быть использована и в качестве входной КЦ усилителя. В этом случае при расчетах следует полагать , .
Таблица 3.7 – Нормированные значения элементов КЦ
| ||||||
1.2 =0.28324 =2.0380 =0.26888 =0.98884 | 0.0005847 0.000518 0.000506 0.000485 0.00045 0.0004 0.00032 0.0002 0.0 | 5.773 5.294 5.052 4.838 4.612 4.396 4.162 3.929 3.677 | 0.1773 0.1947 0.2024 0.2101 0.2192 0.2289 0.2406 0.2537 0.2698 | 164.6 153.8 141.4 130.8 119.8 109.2 97.80 86.43 74.36 | 0.0059 0.0062 0.0068 0.0074 0.0082 0.009 0.0101 0.0115 0.0134 |
|
1.3 =0.40850 =2.0543 =0.36889 =0.96466 | 0.001896 0.00176 0.00172 0.00164 0.00151 0.00132 0.00107 0.0006 0.0 | 3.759 3.565 3.452 3.322 3.186 3.050 2.922 2.757 2.615 | 0.2763 0.2906 0.2975 0.3063 0.3166 0.3282 0.3401 0.3574 0.3741 | 57.58 54.04 50.72 47.13 43.47 39.86 36.52 32.25 28.65 | 0.0161 0.0173 0.0186 0.0201 0.0220 0.0242 0.0266 0.0304 0.0344 | |
1.4 =0.56846 =2.0762 =0.48523 =0.93726 | 0.00482 0.00459 0.00447 0.00425 0.00390 0.00335 0.00260 0.00160 0.0 | 2.619 2.528 2.452 2.374 2.291 2.201 2.114 2.029 1.931 | 0.3999 0.4113 0.4185 0.4272 0.4375 0.4500 0.4634 0.4778 0.4960 | 25.52 24.09 22.55 21.06 19.56 17.98 16.49 15.08 13.50 | 0.0352 0.0376 0.0407 0.0441 0.0480 0.0528 0.0581 0.0642 0.0724 |
|
1.6 =0.75048 =1.9966 =0.57207 =0.81594 | 0.010896 0.0105 0.0101 0.0096 0.0086 0.0073 0.0053 0.0034 0.0 | 1.853 1.811 1.746 1.703 1.644 1.590 1.530 1.486 1.426 | 0.5363 0.5443 0.5519 0.5584 0.5684 0.5788 0.5918 0.6022 0.6176 | 12.38 11.86 10.88 10.27 9.511 8.846 8.133 7.634 6.970 | 0.0669 0.0706 0.0786 0.0843 0.0926 0.1009 0.1114 0.1198 0.1329 |
|
1.8 =0.84428 =1.8738 =0.57990 =0.69360 | 0.016114 0.0155 0.0151 0.0144 0.0133 0.0115 0.009 0.0047 0.0 | 1.521 1.483 1.450 1.417 1.380 1.338 1.294 1.240 1.196 | 0.6061 0.6133 0.6167 0.6214 0.6275 0.6358 0.6454 0.6590 0.6711 | 8.553 8.083 7.650 7.236 6.820 6.361 5.919 5.395 4.991 | 0.0892 0.0958 0.1028 0.1104 0.1189 0.1296 0.1415 0.158 0.1731 |
2 =0.87096 =1.7385 =0.55020 =0.58961 | 0.01878 0.0181 0.0177 0.017 0.0155 0.014 0.011 0.007 0.0 | 1.348 1.320 1.294 1.267 1.229 1.202 1.161 1.122 1.071 | 0.6276 0.6338 0.6362 0.6396 0.6456 0.6508 0.6596 0.6694 0.6833 | 7.306 6.975 6.604 6.265 5.830 5.538 5.126 4.745 4.291 | 0.097 0.1028 0.1103 0.1181 0.1294 0.1379 0.1517 0.1665 0.1876 |
Пример 3.6. Рассчитать КЦ однокаскадного транзисторного усилителя, являющегося одним из четырех канальных усилителей выходного усилителя мощности 250 Вт передатчика пятого канала телевидения, при условиях:
... снизить вероятность возникновения пожаров на данном объекте. ЗАКЛЮЧЕНИЕ С целью обеспечения безопасности движения речного транспорта в камере шлюза Усть-Каменогорской гидроэлектростанции в данном дипломном проекте была разработана радиолокационная станция обнаружения надводных целей, она гораздо эффективнее, чем, например система видео наблюдения. Были рассчитаны основные тактико- ...
... , обеспечивающий ослабление высших гармоник на 40 дБ вне рабочего диапазона частот передатчика в соответствии с техническим заданием (см. раздел 4 АСЧЁТ ВЫХОДНОГО ФИЛЬТРА). Поскольку в данной курсовой работе необходимо спроектировать только оконечный мощный каскад связного передатчика с ЧМ, то для конкретизации, входящие в его состав блоки обведены синей пунктирной линией, и именно о них далее ...
... (2.3) Rкэ=2·25.22/44=7.22 Ом Выберем коэффициент деления Сопротивление коллекторной нагрузки двух плеч двухтактного генератора 14.44 Ом Сопротивление нагрузки, согласно заданию на проектирование 50 Ом. Отношение двух сопротивлений и будет коэффициент трансформации 0.28. Ближайший коэффициент 0.25. Rкэ=6.25 Ом Для определенного сопротивления нагрузки проведем расчет коллекторной цепи. ...
... ЧМ. ФНЧ, выполненный на интегрирующей RC-цепочке, ограничивает спектр сигнала до 3,5 кГц. Модулирующий сигнал, усиленный и прошедший цепи коррекции поступает на варикап ГУНа, где производится частотная модуляция несущего колебания. ГУН выполним по схеме Клаппа, его центральная частота управляется с помощью второго варикапа, на который управляющий сигнал подается с цифрового синтезатора частоты, ...
0 комментариев