книги / Усилители промежуточной частоты
..pdfСП
I
|
|
1 ип усилителя |
|
|
|
|
|
|
Число каскадов |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
8 |
9 |
10 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Усилитель с парами |
расстроенных |
каскадов. |
Р е — |
1,595 |
— |
1,387 |
— |
1,305 |
— |
|
1,259 |
— |
1.229* |
|||||
зонансная кривая типа С |
с |
|
подъемом |
максимумов до |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
уровня 1.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилитель с |
парами |
расстроенных |
каскадов. |
Р е |
2,00 |
|
1,618 |
|
1,478 |
— |
|
1,401 |
|
1,351 |
||||
зонансная кривая типа С с |
подъемом |
максимумов |
до |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
уровня 1,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
“ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилитель с парами |
расстроенных |
каскадов. |
Ре |
2,414 |
— |
1,833 |
— |
1,625 |
|
|
1,525 |
|
1,457 |
|||||
зонансная кривая типа С |
с |
|
подъемом |
максимумов до |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
уровня 1,41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилитель с тройками расстроенных каскадов. |
|
3,808 |
|
— |
3,199 |
|
|
|
2,949 |
|
||||||||
Резонансная кривая |
типа |
С |
с |
провалами |
вершины |
до |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
уровня 0 ,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилитель с тройками расстроенных каскадов. |
|
4.939 |
|
|
3,873 |
|
|
|
3,467 |
|
||||||||
Резонансная кривая типа |
С с |
провалами |
вершины |
до |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
уровня 0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■ |
Усилитель |
с |
тройками |
расстроенных каскадов. |
|
6,064 |
|
|
4,478 |
|
|
|
3,914 |
|
|||||
Резонансная кривая типа |
С |
с провалами |
вершины |
до |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
уровня 0,707 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00
Значения функций Фп (л)» Ф(я) и На
Тип усилителя ФП(П) ф(я)
Настроенный |
1 |
1 |
|
усилитель |
|
toi |
1 |
|
|
Усилитель с |
1 |
1 |
парами расст |
|
|
роенных каска |
|
/ » • - ' + * |
дов |
|
|
|
+ \ f V W V У |
+ У (1 + P * ) 2 Î / 4 ^ -4 P * |
иа
У1 2 - 1
У P2 - i +
+ V ( i + P Y V ° п - 4р2
+ К ( | +рг)г7 1 - ^ г
Тип усилителя |
*п(«> |
Ф(п) |
|
Hz |
|
У силитель с |
1 |
1 |
у |
V J - , |
|
парами расст |
|
V~2* / 4 |
|||
роенных каска |
|
— 1 |
|
||
дов. |
Резонанс |
|
|
V |
n/ 4 - l |
ная |
кривая ти |
|
|
|
|
па В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилитель с |
Положительный |
максималь |
|
|
/ |
Ф(л) |
||||
ф (п) - Фп (л) |
при 0„ = |
V~2 |
||||||||
ный |
корень уравнения |
|||||||||
тройками |
расст |
|
|
|
|
|
|
Фп (П) |
||
роенных |
ка |
1 |
2 (р2 — 3) |
(P2 — З)2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||||
скадов |
|
Ф® («) |
Фп (п) |
Фп (п) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
- 4 ( i + m y / T f - i ) = o |
|
|
|
|
|
|||
Усилитель с |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
||
тройками |
рас |
|
|
|
|
{ / |
" |
т -* |
||
строенных |
ка |
|
|
|
2 |
1 |
||||
скадов. |
Резо |
|
|
|
|
|
Г |
/ 8 |
- 1 |
нансная кривая типа В
|
|
|
Тип усилителя |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Настроенный |
усилитель. |
Резонансная |
кри- |
1.0 |
1.554 |
1,961 |
1,299 |
2,593 |
2,858 |
3,100 |
3,324 |
3,534 |
3,733 |
|||
вая~типа А |
|
|
|
|
|
|
— |
0,707 |
|
|
|
|
|
|
— |
|
|
|
Усилитель с |
парами |
расстроенных |
каска- |
— |
0 ,8 8 |
— |
0,99 |
— |
1,07 |
1.14 |
||||||
дов. Резонансная кривая типа В |
|
|
— |
0,429 |
|
|
— 0,686 |
|
|
— |
|
||||||
|
Усилитель с |
парами расстроенных каскадов. |
— |
0,575 |
— |
0,734 |
0,790 |
||||||||||
Резонансная кривая типа С с |
подъемом |
макси |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
мумов до уровня |
1,1 |
|
|
|
|
|
0,337 |
|
|
— 0.560 |
|
|
— |
|
|||
|
Усилитель с |
|
парами расстроенных каскадов. |
— |
— |
0,474 |
— |
0,624 |
0,675 |
||||||||
Резонансная кривая типа |
С с подъемом |
макси |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
мумов до уровня |
1,25 |
|
|
|
|
|
0,275 |
|
0,407 |
— 0,490 |
|
|
_ |
|
|||
|
Усилитель с парами расстроенных каскадов. |
— |
— |
— |
0,551 |
0,601 |
|||||||||||
Резонансная кривая типа С с |
подъемом |
макси |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
мумов до уровня |
1,41 |
|
|
|
|
|
— |
0,500 |
|
|
|
|
|
|
|
||
)* |
Усилитель |
с |
тройками |
расстроенных |
кас |
— |
— |
— |
0,579 |
— |
— |
0,626 |
— |
||||
кадов. Резонансная кривая типа В |
|
|
|
— |
0,231 |
— |
— 0,295 |
— |
|
|
— |
||||||
|
Усилитель |
с |
тройками расстроенных |
кас |
— |
|
0,334 |
||||||||||
кадов. Резонансная кривая типа С с провалами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
вершины до уровня 0 ,9 |
|
|
|
|
|
|
0.181 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Усилитель |
с |
тройками |
расстроенных |
кас |
|
|
|
|
0,243 |
|
|
0,280 |
|
|||
кадов. Резонансная кривая типа С с провалами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
вершины до уровня 0,8 |
|
|
|
|
|
— |
0,149 |
|
|
|
|
|
|
— |
|||
|
Усилитель |
с |
тройками |
расстроенных |
кас |
— |
— |
— |
0 .210 |
— |
— |
0.247 |
кадов. Резонансная кривая типа С с провалами вершины до уровня 0,7
|
|
Тип усилителя |
|
|
|
|
Уровень |
|
|
|
|
Число каскадов |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
отсчета |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Настроенный |
усилитель. |
Резонансная |
0,1 |
10.0 . |
4.8 |
3,75 |
3.4 |
3 .2 |
3,1 |
3,0 |
2,94 |
2,92 |
2,90 |
||||||
кривая типа А |
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
100 |
16 |
9,0 |
7,0 |
6.1 |
5.6 |
5.1 |
4,9 |
4,7 |
4,65 |
|
Усилитель |
с |
парами |
расстроенных |
0.1 |
— |
3,154 |
— |
2,159 |
— |
1,935 |
— |
1,839 |
— |
1,786 |
|||||
каскадов. Резонансная кривая типа В |
|
|
0,01 |
— |
10,0 |
— |
3,92 |
— |
2,98 |
— |
2,63 |
— |
2.44 |
||||||
Усилитель |
с |
парами |
расстроенных |
0.1 |
— |
2,609 |
— |
1,796 |
— |
1,62 |
— |
1,546 |
— |
1,506 |
|||||
каскадов. |
Резонансная |
кривая |
типа |
С |
0,01 |
— |
8,111 |
— |
3,153 |
— |
2.40 |
— |
2,124 |
— |
1.984 |
||||
с подъемом максимумов до уровня 1, 1 |
|
|
2,446 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Усилитель |
с |
парами |
расстроенных |
0,1 |
— |
— |
1,681 |
— |
1,520 |
— |
1,452 |
— |
1.416 |
||||||
каскадов. ^Резонансная |
кривая |
типа |
С |
0,01 |
— |
7,547 |
— |
2,908 |
— |
2,215 |
— |
1,962 |
— |
1,836 |
|||||
с подъемом максимумов |
до |
уровня |
1,25 |
|
|
2.351 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Усилитель |
с |
парами |
расстроенных |
0,1 |
— |
— |
1,612 |
— |
1,458 |
— |
1,394 |
— |
1,360 |
||||||
каскадов. |
Резонансная |
кривая |
типа |
С |
0.01 |
— |
7,220 |
— |
2,757 |
— |
2,099 |
— |
1.861 |
— |
1,742 |
||||
с подъемом максимумов до |
уровня |
1,41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Усилитель |
с |
тройками |
расстроенных |
0,1 |
— |
— |
2,15 |
— |
— |
1,67 |
— |
— |
1,55 |
— |
|||||
каскадов. Резонансная кривая типа В |
|
0,01 |
— |
— |
4.641 |
_ |
— |
2,491 |
— |
— |
2,071 |
— |
|||||||
Усилитель |
с |
тройками |
расстроенных |
0.1 |
— |
— |
2,025 |
— |
— |
1,415 |
— |
— |
1,30 |
— |
|||||
каскадов. |
Резонансная |
кривая |
типа |
С |
0,01 |
— |
— |
3,44 |
— |
— |
1,95 |
— |
— |
1,62 |
— |
||||
с провалами вершин до уровня |
0 ,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Усилитель |
с |
тройками |
расстроенных |
0.1 |
— |
— |
1,60 |
— |
— |
1,32 |
— |
— |
1,26 |
— |
|||||
каскадов. |
Резонансная |
кривая |
типа |
С |
0,01 |
— |
— |
3,18 |
— |
— |
1,88 |
— |
— |
1,61 |
— |
||||
с провалами вершины до уровня 0,8 |
|
|
|
|
|
1,55 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Усилитель |
с |
тройками |
расстроенных |
0,1 |
— |
— |
— |
— |
1,28 |
— |
— |
1,24 |
— |
||||||
каскадов. |
Резонансная |
кривая |
типа |
С |
0,01 |
— |
— |
3.10 |
— |
— |
1,73 |
— |
— |
1,51 |
— |
||||
•с провалами вершины до |
уровня 0 ,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Очевидно, что существует предельное максимальное
значение |
fW |
п/ри котором АРп/Рп |
и ар достигают мак |
||||
симально |
допустимой |
величины. Уравнение |
ЯПМ/ЯП7П= |
||||
= ар сравнительно просто |
решается, если |
v<^6, и сте- |
|||||
|
|
|
|
пень полинома |
d\p(y)) _ |
||
|
|
|
|
d Ы |
|||
|
|
|
|
= 0 |
не превышает пятой |
||
|
|
|
|
Аналитические |
значения |
||
|
|
|
|
для рмh при v<:3 приве |
|||
|
|
|
|
дены в табл. 4.2. |
|||
|
|
|
|
Решая |
и |
уравнение |
|
|
|
|
|
Рп (у) = 1/оп |
учитывая |
||
|
|
|
|
соотношения |
(4.1) — (4.5), |
||
|
|
|
|
нетрудно определить от |
|||
|
|
|
|
носительные |
|
расстройки |
|
|
|
|
|
Уи Уъ и частоты /ь f2, со |
|||
Рис. 4.4. Резонансная кривая ти |
ответствующие уровню оп |
||||||
па В многокаскадного УПЧ. |
отсчета полосы пропуска |
||||||
пускания |
Пдп |
и Пп, |
|
ния (рис. 4.4), полосу про |
|||
коэффициент |
непрямоугольности |
резонансной кривой Н а, |
а также функции фп(я) |
и ф(я). |
||||
Соотношения |
для фц(/7), |
ф(я) и На при v < 3 |
приве |
|||
дены в табл. |
4.2 |
и 4.4. |
Численные |
значения рм, фп, На |
||
приведены в табл. 4.3, 4.5 и 4.6. |
|
|
||||
Принимая |
во |
внимание, |
что |
Р/*= |#Р/*|Мэ/о |
ÿP/t= |
= (fvh/fo)— (fo/fpk), определяем частоты настройки сим метрично расстроенных А-х каскадов
f p k ^ - k + i ) — /о |
“Ь(^3ftpft/2)“ (с?элрл/2 J |
причем |
|
|
/pft/pv—jfe+l /о |
4.3. ФОРМИРОВАНИЕ РЕЗОНАНСНОЙ КРИВОЙ ДВУХКОНТУРНЫХ УПЧ
Выражения для основных качественных показателей произвольного каскада двухконтурного УПЧ могут быть получены из его эквивалентной схемы (рис. 4.5а — при параллельном и рис. 4.5,6 — при последовательном вклю чении во второй контур усилительного прибора следую щего каскада).
Lf |
СЭ2 4 |
- o
“te
m iy z i “ i
—O
a)
Рис. 4.5. Приведенные эквивалентные схемы двухконтурного УПЧ:
а —с параллельным; б —с последовательным вторым контуром полосового фильтра.
Уравнения контурных токов схемы рис. 4.5,а:
/т . /', + |
/ 3 = /2(1 + |
/««,), |
|
U [I ~ |
+ h ,C 3tC a2M Ù lc/ m l = /2, |
(4.39) |
|
|
|
|
|
fPl= |
1/2* 1 /IÂ 7 , |
ГР2 = 1/2* Ж |
|
— резонансные частоты первого контура при разом кнутом втором и второго при разомкнутом первом соот ветственно;
T l = C 3l / g a b Т2= C3z/gn2-
Уравнения контурных токов схемы рис. 4.5,6
junj , + |
/» = /* (1 + /Шх1)» |
1 |
|
/, [1 - |
(f/fp,)2] + «огЛ4Сэ,//с= |
/2, |
(4.40) |
Исключая в обоих системах токи / 2, /, |
и учитывая, что |
||
в (4.39) i г = п и у „ и ic, а в (4.40) j 1= m ih2J l, |
находим об |
||
щие выражения для основных параметров: |
|
Модуль коэффициента усиления каскада по напря жению и току
|
Д* _ |
Ule ----mi/nlfpifp2li I i/211 |
(4.41) |
||
|
1 |
Ul |
d aida2f V p (y) |
||
|
|
||||
(схема |
рис. 4.5,a), |
|
|
|
|
|
__ ilO_________________mjk |^21 I__________ |
(4.42) |
|||
|
^1 |
УP (y) ^£91^92^91^02(1 —k2) |
|
||
(схема |
рис. 4.5,5), |
|
|
|
|
где p(y) — характеристический |
полином, определяющий |
||||
форму резонансной кривой каскада: |
|
||||
|
Р(у) = ^ + а з У 3+а2у2+а1у + а0\ |
(4.43) |
|||
Я4, Û3, |
а2, ai, ao —функции |
относительных расстроек ури |
|||
Ур2 и эквивалентных затуханий контуров dQUdo2: |
|
||||
|
а4 |
,2 #2 |
а, |
. £р2 --j/pi |
|
|
J2 #2 |
|
|||
|
|
“э!“э2 |
|
db\d32 |
|
&2-- л |
À |
£p2 + £pl ~ 4£pi£p2 |
|
|
^91 ^92 |
||
U n i U n |
|
||
Л |
O #Рг — ÿ p i |
/ УргУуг |
|
|
|
d 9Xd n |
\ d . ^ |
|
2 |
2 |
^ Р г |
___ V p2 |
| |
||
°- |
4 4 |
+ |
|
2(ïu — 2) |
(4.44) |
Y i Л
ïll+ j ’
^.2 j/p2 — */pi . n da.(ia2 ’
yp, = y — p - , t/P2 — y — ^ — константы, определяю
щие относительные расстройки соответственного пер вого и второго контуров полосового фильтра.
Yn=i + 4 M 3lrf32(i - n |
Sp= u / p . ; |
(4-45) |
|
/р2 = /'Р2/Щ — &2—резонансная частота второго |
контура |
||
при коротком* замыкании первого. |
|
0) |
|
Коэффициент усиления на частоте f a ( y = |
|
||
К01 = т гт г/р,/р,/г | г/2110 |
ff0d 3xd 32 |
X |
(4.46) |
X / ( Y n + № )3+ (P - P ,)2 (схема рис. 4.5,a),
J 0I = m tk I /г2, |„/Кg 3lr 32d 3ld 32 ( 1 —k 2) [(YU+ р,р2)3 +(р2—P,)2J
(4.47)
(схема рис. 4.5,б), где (3,= | y Pl \!dai; % = ± \ y P2\/d32.
88
Уравнения резонансной кривой каскада
. (схема (рис. 4,5,а),
V (Тп + РА)2 + (Р* ~ Pi)2 (схема рис. 4.5,6).
Полагая так же, как и в одноконтурных ifo|ÿ2l | —/|ÿ2l|o, |/i2i | = I M o получаем *>
(4.48)
УПЧ,
Л (У) = V (Га+ Ш * -I-(fc - Р.)7Vp(y). (4.49)
Уравнение фазовой характеристики каскада
|
9,(У)'=Û+-J- ~ |
где 0 = |
0S—для каскада^ рис. 4.5,а и 0 = 0,t — для |
каскада |
рис. 4.5,6. |
Резонансная кривая каскада (4.49) прежде всего дол жна удовлетворять условию симметрии: Pi( y ) = P l(—у), что достигается, если функция аз и ai в уравнении (4.44) тождественно равны нулю.
Решение системы уравнений
« з = 0 , Ü I = о |
(4.51) |
приводит к трем вариантам эквивалентного полосового фильтра с симметричной резонансной кривой.
1.Оба контура полосового фильтра настроены на одну и ту же частоту fpi=fp2 =fo и имеют одинаковые эквивалентные затухания dai = d a2 = d a= d 0.
2.Контуры полосового фильтра имеют одинаковые
эквивалентные затухания dai= da2 = d a=do, но настроены на разные частоты fpi=£fP2- Причем fpifp2=fo2.
3. Оба контура полосового фильтра настроены на одну и ту же частоту fpi = f P2 =fo, но имеют различные эквивалентные затухания d3i ^ d a2. Причем daid32 =
*> Частотный множитель [оIf в первом выражении (4.48) учнты-
вастся при оценке избирательности усилителя в случае больших рас строек.
т
= d :)2=do2. Здесь d0 определяет полосу пропускания каскада. При удовлетворении условия (4.51) выражения для коэффициентов усиления по напряжению (4.46) и току (4.47) и уравнение резонансной кривой (4.49) при нимают следующий вид:
К01 = triittitk | уп \fd9(1 - f р2) Y g 3ig3î (схема рис. 4.5,а), (4.52)
J 0, = m |
i k \ h sl |/rf,(l + р2) 1/^э/э2(1 — é.) (схема рис. 4.5,б), |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.53) |
Л |
(*) = |
(! W V V х л+ |
|
(Рк2р - Г) + |
(1+ |
РГ. (4.54) |
||||||
где р — обобщенный коэффициент связи |
контуров поло |
|||||||||||
сового фильтра: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
kld3 Y I — k2 |
— вариант |
1, |
||||||
р = |
j |
|
|
/ |
|
|
^ |
|
|
|
2- (4.55) |
|
|
|
k/ У d3ld32 (1 — k2) |
-- вариант |
3; |
||||||||
|
( |
|
|
1 |
|
|
|
— варианты 1 и 2, |
||||
|
|
|
I |
|
\ |
пл пттптгт |
9* |
|
(4.56) |
|||
гкр■ |
/ |
1 |
( а» |
, |
|
|||||||
|
1 |
|
1 |
BdpiidHi |
о, |
|
|
|||||
|
1 У |
2 |
V |
|
«Э1 |
J |
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
УМэ |
|
— варианты 1 и 2, |
|
(4.57) |
||||
|
|
1 |
у ! V d 3lc?:)2 — вариант 3. |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
Если |
усилитель |
состоит |
из |
п |
идентичных |
каскадов, |
то выражения для коэффициентов усиления и уравнение резонансной кривой можно записать иначе:
*.« = [ m m i k I уп \/d3(1 + р2) V £э,Ы"> |
(4.58) |
|
Jon = \rriik | h„ \!d3(1 -+ р2) V ëzS o Jl — /г2)]”, |
(4.59) |
|
^ w = [ i + PVK + 2 ^(p K2p - n |
+ (i + m n- (4.60) |
|
Уравнение резонансной кривой (4.60) |
при р,ф= 1 |
совпа |
дает с аналогичным уравнением одноконтурного усили
теля с парами расстроенных каскадов при условии |
уд |
||
воения в последнем числа каскадов. Форма кривой |
оп |
||
ределяется |
величиной обобщенного |
коэффициента |
|
связи р. |
|
|
|
90