Разделы сайта

Широкополосные схемы согласования

Общие сведения. Широкополосный усилитель (ШПУ) позволяет отказаться от перестройки. Это существенно упрощает весь высокочастотный тракт передатчика, кроме антенного контура, который необходимо настраивать, если в нем не используется УРУ. Согласование в ШПУ может быть получено только приближенно. Причем существует жесткая связь между полосой пропускания, допуском на точность согласования и сопротивлением нагрузки. При заданных значениях полосы и нагрузки определяется допуск на рассогласование, который называется граничным, или предельным. Однако практически реализовать граничный допуск не удается, так как для этого требуется электрическая цепь с бесконечно большим количеством элементов. Поэтому ограничиваются числом элементов не более 4-6, получая при этом достаточно хорошее приближение к предельному случаю.

При смене рабочей волны изменяются: затухание и входное сопротивление ZBX четырехполюсника ЦС, степень рассогласования, нагрузка на генератор, его режим и мощность, поступающая в нагрузку. Только в одной точке диапазона, где ZBX = Rопт режим будет оптимальным, а в остальных точках недонапряженным, если |ZBX | < Rопт, либо перенапряженным при |ZBX | > Rопт; здесь |Zвх| - абсолютная величина (модуль) входного сопротивления ЦС. В недонапряженном режиме ток первой гармоники коллекторного тока Iк1 сравнительно слабо зависит от величины нагрузки и его можно считать неизменным (генератор тока). В перенапряженном режиме, наоборот, неизменным можно считать напряжение на выходе генератора Uкм (генератор напряжения). Строго говоря, при комплексном характере нагрузки определение напряженности режима работы генератора является более сложной задачей. Однако в первом приближении приведенные неравенства указывают на характер напряженности режима.

В ШПУ чаще, чем в узкополосных усилителях, прибегают к раз делению функций фильтрации и трансформации. Кроме того, предусматривают частотную коррекцию для выравнивания коэффициента усиления, уменьшающегося с увеличением частоты. Элементы согласования в ШПУ.

Основными типами широкополосных ЦС являются: П-образные ФНЧ, многозвенные ФНЧ и полосовые фильтры в сочетании с широкополосными трансформаторами и цепями коррекции. В диапазоне СВЧ применяется четвертьволновая линия, осуществляющая любую трансформацию активных сопротивлений.

Рис. 2.14 Многозвенные фильтры: а - полосовой; б - нижних частот

Многозвенные и полосовые фильтры используются только при очень широкой полосе (рис. 2.14). Расчет элементов производится на получение требуемой фильтрации. Если трансформирующие свойства фильтров окажутся недостаточными для согласования, то схему дополняют широкополосными трансформаторами.

Широкополосные трансформаторы (ШПТ). Для получения равномерной АЧХ в широком диапазоне используют ШПТ при условии, что он будет иметь минимальную емкость и индуктивность рассеяния. Выполнение этих требований достигается следующим образом. Используются два тороидальных сердечника. На одном из них наматывается первичная обмотка, а на другом вторичная. Тороиды разделяются электростатическим экраном (шайбой), чтобы уменьшить емкость между обмотками. Обмотки помещаются в замкнутый экран (корпус). В отверстиях тороидов размещается центральный стержень, соединяющийся с наружным экраном. Получился кольцевой замкнутый сердечник. Сильная электромагнитная связь между обмотками осуществляется за счет протекания тока по внутренней поверхности корпуса к центральному стержню. Эта цепь тока называют объемным витком. Для уменьшения междувитковой емкости используется толстый слой диэлектрика, но при этом увеличивается индуктивность рассеяния. Следовательно, требования к ШПТ противоречивы и разрешаются компромиссно.

В зависимости от конструкции различают трансформаторы тироидального, коакси-ального и распределенного типа. Последние называются также трансформаторами типа «длинной линии» (ТДЛ) или по имени их автора Рутрофа. ТДЛ включаются на входе и выходе схемы усилителя и обеспечивают наибольшую широкополосность.

В ТДЛ обмотки конструктивно выполняют так, чтобы междувитковые емкости Со и индуктивности рассеяния Lpac создавали однородную длинную линию, в которой обеспечивается постоянство волнового сопротивления

ρ

Если такую линию согласовать с нагрузкой Rп = ρ, то коэффициент передачи линии будет близким к единице (n =1) и неизменным в полосе частот от нуля до нескольких гигагерц. В ТДЛ обеспечива-ются сильная электрическая и магнитная связи между обмотками. При работе ТДЛ токи, протекающие по линиям (обмоткам), обязательно равны по величине и противофазны по направлению. ТДЛ представляет собой тороидальный ферритовый сердечник, на котором располагается одна или несколько линий передачи, выполненных в виде скрученных проводов или на основе коаксиальных и полосковых линий. При этом выбирается требуемая величина волнового сопротивления линии ρ и длина линии ι из соотношения

Перейти на страницу: 1 2

Самое читаемое:

Разработка методики поверки датчика определения расстояния и датчика касания
Слово «робот» прочно вошло в современный обиход, современную речь и современную жизнь. Трудно представить себе мир XXI века без «умных» машин. Они проникли всюду: от заводских сборочных цехов и медицины до арсеналов наиболее развитых армий мира. Ну и, конечно, редкий фантастический фильм или роман не обходится без автономных думающ ...

www.techstages.ru : Все права защищены! 2018