книги / Усилители промежуточной частоты

Перечисленные конструктивные мероприятия достаточно полно рассмотрены в радиотехнических справочниках [14, 27 и др.].

2. Группа, обеспечивающая компенсацию потерь в колебательных контурах за счет подключения к ним двухполюсников с отрицатель­ ным сопротивлением.

Наиболее простым типом двухполюсника с отрицательным сопро­ тивлением является туннельный диод. Рабочая точка диода выби­ рается в точке перегиба падающего участка статической харакгеристики. В узкополосных усилителях при /о порядка единиц мегагерц применяются также транзисторные и ламповые схемы. Свойства двух­ полюсника с отрицательным сопротивлением в них приобретаются за счет положительной обратной связи.

3. Группа, предлагающая уменьшение собственного затухания контура путем выбора оптимальной величины собственной емкости контура.

Рассмотрим этот метод более подробно. Собственное затухание контура ограничено потерями в его емкости и индуктивности. Поте­ ри в высококачественных конденсаторах обычно на несколько поряд­ ков меньше по сравнению с потерями в индуктивностях. Поэтому собственное затухание контура практически определяется затуханием его индуктивности.

Изменение емкости контура при постоянной резонансной частоте требует соответствующего изменения индуктивности, а слёдозательно,

где Le — единичная индуктивность, зависящая от конструктивных па­ раметров катушки.

Выражения для L0 катушек различных типов приведены в табл. 3.3.

Т а б л и ц а 3. 3

Единичные индуктивности катушек различных типов

Тил индуктивности и намотки

влияние частоты и диаметра провода на эффект близости; dn— диа­

При фиксированной резонансной частоте оптимальное число вит­ ков может быть получено путем соответствующего выбора полной емкости контура Сэ.

Принимая во внимание, что

и подставляя это соотношение в (3.51 ) и (3.52), находим оптималь­ ное значение полной емкости контура

График уравнения (3.55) приведен на рис. 3.16, из которого вид­ но, что величина полной емкости контура Сэ может в значительных

Рис. 3.16. График зависимости нормированного затухания от норми­ рованной полной емкости контура.

пределах отклоняться от оптимального значения Сэа без существен­ ного увеличения затухания.

Допустимыми считаются следующие отклонения:

4.1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Резонансная кривая УПЧ формируется его эквива­ лентными межкаскадными цепями.

Аналитически резонансная кривая обычно записы­

УПЧ с расстроенными каскадами) или коэффициента связи контуров полосовых фильтров.

Форма резонансной кривой широкополосных транзис­ торных УПЧ определяется также зависимостью параме­ тров усилительных приборов от частоты. Учет этой за­ висимости приводит к значительному усложнению рас­ четных соотношений, что применительно к УПЧ не всег­ да оправдано.

Отечественная промышленность в настоящее время выпускает широкий ассортимент высокочастотных тран­ зисторов с достаточно большими значениями предельной частоты fs. Поскольку величина номинальной промежу­ точной частоты /о обычно не превышает 200 Мгц, а поло­ са пропускания П7г^ 30-^50 Мгц, то представляется возможным выбрать для УПЧ транзисторы, удовлетво­ ряющие как неравенству (2.13), так и условию (2.14). При этом практически всегда можно считать параметры транзисторов частотно независимыми. В одноконтурных УПЧ с расстроенными каскадами влияние частотной за­ висимости входной g'n и выходной g22 проводимостей на форму резонансной кривой достаточно просто компенси­ руется соответствующим выбором коэффициентов транс­ формации mi и mt.

В каскадах, настроенных на частоту /Pi</o, значения mi и mLвыбираются большими по сравнению с их вели­ чинами в каскадах, настроенных на частоту /р2> /0. При этом в расчетные формулы для /л* и mi (см. гл. 5) под­ ставляются значения проводимостей gu и g22 соответст­ венно на частотах /pi и /р2. К форме резонансной кривой УПЧ принято предъявлять следующие требования:

1. Резонансная кривая должна быть симметричной,

т.е. Рп(у)=Рп(—у) или Рп(х)=Рп {—х).

2.Однотипные экстремумы многогорбой резонансной кривой должны быть равны по величине:

не должна превышать допустимого значения АР/Р. Типичными значениями АР/Р являются 0,09; 0,11 и

0,17 При этом Рпт/Рпн составит 0,9; 0,8 и 1/|/*2.

Резонансная кривая определяет полосу пропускания и частотно-избирательные свойства УПЧ. Значения отно­ сительных расстроек уи У2 и частот f1, /2, соответствую­

где do— расчетное эквивалентное затухание колебатель­ ных контуров межкаскадной цепи; фп(« )— функция, зависящая от вида межкаскадных цепей, способа наст­ ройки УПЧ и числа его каскадов.

При отсчете полосы пропускания на уровне а»= ]^2

= У 2. Эти функции табулируются для наиболее рас­ пространенных типов УПЧ. Их использование при рас­ чете УПЧ позволяет весьма просто находить расчетное эквивалентное затухание контуров при заданной полосе пропускания

do=n„\j)(n)//0. (4.4)

Введение функций ф„(/г), ф(/г) делает возможным легко оценивать частотно-избирательные свойства УПЧ по ве­ личине коэффициента непрямоугольное™ резонансной кривой

0__ П„ ФИ(Л)

Если УПЧ должен обеспечивать заданную избира­ тельность ап на частоте /а, то рассчитывают эквивалент­

где ф9(п) — фц(я) при Замене в последней а„ на з„, у =

4.2. ФОРМИРОВАНИЕ РЕЗОНАНСНОЙ КРИВОЙ ОДНОКОНТУРНЫХ УПЧ

В общем случае многокаскадный одноконтурный УПЧ можно рассматривать как последовательное соеди­ нение N идентичных групп расстроенных каскадов, каж­ дая из которых включает в себя v взаимно расстроен­

Рис. 4.2. Структурная схема одноконтурного УПЧ.

При v = 1 УПЧ будет представлять собой настроен­ ный усилитель, все каскады которого настроены на ча­ стоту /о. Если v = 2 , то имеем усилитель с парами рас­ строенных каскадов, причем общее число каскадов крат­ но двум. Половина каскадов настроена на частоту fpi</o, половина на частоту fP2>fo- В случае v = 3 (уси­ литель с тройками расстроенных каскадов) число каска­ дов усилителя кратно трем. При этом треть числа каска­ дов настроена на частоту fPi</o, вторая треть — на /Рз>/о, остальные каскады — на частоту /P2=fo. Обычно число расстроенных каскадов v редко бывает больше трех.

Соотношения для основных качественных показате­ лей произвольного (А-го) каскада усилителя могут быть получены из анализа эквивалентной схемы при парал­ лельном подключении усилительного прибора следующе­