книги / Усилители промежуточной частоты

Кроме того, из технологических соображений удобно выбирать С та­ кой, чтобы n i i = 1. При этом отпадает необходимость делать отвод

у контурной индуктивности. Необходимо лишь, чтобы

(5.109)

Таким образом, при выборе величины собственной емкости контура С и коэффициента трансформации пи можно руководствоваться сле­ дующими рекомендациями:

1. Если оказалось, что См> С с> 0, то удобно выбрать С = С М. 2. В случае Сс> 0 и Сс> С м выбирают С= Сс.

Тогда из (5.108) находим

(5.110)

3. Может оказаться (при малых ЛС22/С2з), что Сс< 0 .

Вэтом случае следует выбрать С = С М.

5.8.РЕЖИМ ФИКСИРОВАННОГО УСИЛЕНИЯ ОДНОКОНТУРНОГО УПЧ

Как уже отмечалось в § 5.2, величина коэффициента усиления каскада /С01, С/01 может быть ограничена неко­ торой максимальной величиной /Смакс, ^ Макс> превышение которой недопустимо. В случае, если К01^>Кшкс или ^ 01>^макс» приходится переходить от любого из приня­ тых режимов работы к режиму фиксированного усиле­ ния.

Схемное решение режима фиксированного усиления зависит от того, каким был исходный режим. Рассмотрим основные способы перехода к режиму фиксированного усиления от некоторых основных исходных режимов.

Режим оптимального согласования

В этом случае наиболее целесообразны два способа перехода к режиму фиксированного усиления.

1. Увеличение собственного затухания контура. Полагая в (5.9) и (5.36) соответственно Л'01= /С макс

и CfQl = CJмакс> определяем необходимое значение собст­ венного затухания

где Кои Уог — значение коэффициентов усиления в режи­ ме оптимального согласования. При небольшой разнице между d и dm удобно использовать индуктивность с боль­ шим собственным затуханием, равным dm или увеличить d до duг соответствующим выбором емкости контура (см. § 3.5). Если разница между d w dm велика, то к контуру подключают резистор шунта, сопротивление которого

1/Riu = 2л/рСэ (dui d ).

2. Рассогласование усилительных приборов соседних каскадов.

Решая совместно уравнения (3.23), (5.7) и (3.23), (5.34), находим значения вносимых затуханий, при ко­ торых

мального согласования.

Подставляя затем первое из этих соотношений в (3.25) с учетом (5.4), а второе — в (5.33), находим коэффициен­ ты трансформации т г-, mi при параллельном 'подключе­ нии усилительного прибора следующего каскада к кон­ туру (см. рис. 5.1)

где Сфи Сф1 — предельные максимальные значения емко­

и коэффициент трансформации ш,-, и собственную ем­ кость контура С при последовательном подключении к контуру усилительного прибора следующего каскада (см. рис. 5.3)

A d j/ â d j

Щф= V : | ? 2 2 Г 11С

^ ^ ^ kdi — o.22hdi/bdi п С = Сф= С22— aiîrtleSsi

Из технологических соображений в схеме рис. 5.1 удобно выбирать собственную емкость контура С такой, чтобы один из коэффициентов трансформации (больший) был равен единице:

С = С& — Ст при £2, < g „ о (рис. 5.8,а),

(5.116)

С = Сф1 — Ст при guC< g i2 (рис. 5.8,6).

При выборе знака перед радикалом в формулах (5.112) следует исходить из условий Adi>Ad( при g&< <guc и Adi>Adi при guc<g22- Кроме того, следует иметь в виду, что если соотношение, стоящее в (5.112) под радикалом, близкб к единице, то разница между ве­ личинами коэффициентов трансформации т;ф, miф будет велика и возможны конструктивные затруднения с реали­ зацией меньшего из них. В подобном случае лучше ис­ пользовать первый способ перехода к режиму фиксиро­ ванного усиления. В случае каскадов с обратным авто­ трансформаторным и обратным емкостным включением контуров (см. рис. 5.6) коэффициенты трансформации и собственная емкость контура вычисляются по формулам:

рис. 5.8 наиболее целесообразно за счет увеличения соб­ ственной емкости контура С на величину АС. Коэффи­ циент усиления каскада на основании (5.54)

где Кои amc— параметры усилителя в режиме согласова­ ния.

В усилителе с последовательным включением усили­ тельного прибора к контуру (см. рис. 5.7) необходим пе­ реход к неполному включению контура (см. рис. 5.3) при соответствующем выборе собственной емкости контура

С—Сф.

Значения /п<ф, Сф вычисляются по формулам

Режим оптимального рассогласования

В этом случае при переходе к режиму фиксированно­ го усиления целесообразно увеличить собственную ем­ кость контура С на величину АС, которая легко опреде­ ляется из (5.78) и (5.24):

Режим рассогласования третьего рода

Заданный коэффициент усиления проще всего обес­ печить, увеличив собственную емкость контура. Ее новое значение выбирается из условия

Режим максимального усиления

В усилителе с параллельным включением к контуру усилительного прибора следующего каскада (см. рис. 5.8) для перехода целесообразно увеличить собственную ем­ кость контура.

Эти соотношения могли бы быть получены непосредственно из (5.7) и (5.34) и, следовательно, максимальная избирательность при фикси­ рованном коэффициенте усиления достигается в режиме оптималь­

и к увеличению избирательности, но d0 связано с Сэ выражением (5.97) при d0=dj>3. Комбинируя (5.97) и (5.125), получаем

Подставляя (5.126) в (5.91), находим минимальное эквивалентное затухание

Из (5.123) и (5.127) видно, что уменьшение собственного затуха­ ния контура d приводит к уменьшению dum и, следовательно, к уве­ личению избирательности. Поэтому целесообразно, чтобы полная емкость контура была близка к оптимальной величине CDd, опреде­ ляемой выражением (3.54). При этом собственное затухание контура будет минимальным. Подставляя &d из (5.124) в (5.16) и учитывая (3.54), находим расчетное соотношение для собственной емкости кон­ тура, обеспечивающей максимальную избирательность

Принимая во внимание, что величины Сэ и d связаны формулой (3.55) и подставляя (3.55) в (5.126), получаем следующее урав­ нение:

(5.129)

Обычно рс > 1/27, что позволяет упростить последнее выражение

5.1Ô. РЕЖИМ ОПТИМАЛЬНОГО СОГЛАСОВАНИЙ

ДВУХКОНТУРНОГО УСИЛИТЕЛЯ

I. Усилитель с параллельным подключением ко второму контуру полосового фильтра усилительного прибора следующего каскада (рис. 5.9,а)

Эквивалентные затухания контуров полосового филь­ тра и коэффициент усиления каскада по напряжению определяются выражениями (3.33) и (4.52).

а)

Рис. 5.9. Обобщенная схема каскада двухконтурного УПЧ:

а — с параллельным подключением нагрузки ко второму контуру; б — с по­ следовательным включением нагрузки во второй контур.

В общем случае произведение эквивалентных затуха­ ний контуров полосового фильтра постоянно (например, вариант 3 полосового фильтра)

г д е d o — р а с ч е т н о е з н а ч е н и е э к в и в а л е н т н о г о з а т у х а н и я ,

и подставляя в (4.52) значения g0ь g02 из (3.32), полу­ чаем

Исключая отсюда d0, получаем условие оптимального согласования

Подставляя (5.136) в (5.134), находим коэффициент уси­ ления в этом режиме

В подавляющем большинстве случаев контуры полосово­ го фильтра имеют одинаковые собственные затухания di=dz=d. Тогда (5.138) и (5.139) принимают вид

где См, CMi— предельные максимальные значения емко­ стей Ci + Cm и Со+ Ст, при которых triio= 1 и Що=1:

Выражение для коэффициента усиления Koi (5.141) может быть упрощено для двух практически важных случаев.

Случай 1. УПЧ с первым вариантом полосового филь­ тра (d3i= d32 = d 0, fpi=/p2=/o) при rf0<0,3, р<1-т-1,5.

Из первой формулы (4.55) находим

при оптимальной величине обобщенного коэффициента связи (5=1, совпадающей с критическим. Выражение (5.146) совпадает с аналогичной формулой одноконтур­ ного настроенного усилителя (5.9) при (5 = 0. В широко­ полосном усилителе, когда отношение rf/ûf0 много меньше единицы, каскад двухконтурного усилителя имеет прак­ тически такое же усиление, как каскад одноконтурного настроенного усилителя.

В узкополосном усилителе отношение d/dQсоизмери­ мо с единицей. При одной и той же полосе пропускания

у двухконтурного каскада эквивалентное затухание в ]/2 меньше, чем у одноконтурного. Следовательно, второй будет иметь большее усиление, чем первый. В случае многокаскадного усилителя, состоящего из идентичных каскадов, выражение для коэффициента усиления запи­ сывается в виде

ров полосового фильтра. Численные значения функции %(п) приведены в табл. 5.9.