Реферат на тему "Проектирование цепей коррекции согласования и фильтрации усилителей мощности радиопередающих устройств"




Реферат на тему

текст обсуждение файлы править категориядобавить материалпродать работу




Книга на тему Проектирование цепей коррекции согласования и фильтрации усилителей мощности радиопередающих устройств

скачать

Найти другие подобные рефераты.

Книга *
Размер: 0.85 мб.
Язык: русский
Разместил (а): Титов А.
Предыдущая страница 1 2 3 4 5 6 Следующая страница

добавить материал

Аппроксимируя входной и выходной импедансы транзисторов  и   - и - цепями от схемы, приведенной на рис. 3.3, перейдем к схеме приведенной на рис. 3.10.
  
Рис. 3.10                                                   Рис. 3.11
Вводя идеальный трансформатор после конденсатора  и применяя преобразование Нортона, перейдем к схеме, представленной на рис. 3.11.
Коэффициент передачи последовательного соединения КЦ и транзистора  для полученной схемы может быть описан в символьном виде дробно-рациональной функцией комплексного переменного:
.3" ShapeID="_x0000_i1458" DrawAspect="Content" ObjectID="_1335319913"> ,                          (3.17)
где    ;
 – нормированная частота;
 – текущая круговая частота;
*  – верхняя круговая частота полосы пропускания усилителя;
;
         ;
         ;
        
                   ;
         ;
          – нормированные относительно  и  значения элементов ;
В качестве прототипа передаточной характеристики (3.17) выберем функцию:
.                         (3.18)
Квадрат модуля функции-прототипа (3.18) имеет вид:
.                           (3.19)
Для выражения (3.19) составим систему линейных неравенств (3.5):
                   (3.20)
Решая (3.20) для различных  и , при условии максимизации функции цели: , найдем коэффициенты квадрата модуля функции-прототипа (3.24), соответствующие различным наклонам АЧХ и различным значениям допустимого уклонения АЧХ от требуемой формы. Вычисляя полиномы Гурвица числителя и знаменателя функции (3.19), определим требуемые коэффициенты функции-прототипа (3.18). Значения коэффициентов  функции-прототипа, соответствующие различным наклонам АЧХ и допустимым уклонениям АЧХ от требуемой формы, равным 0,25 дБ и 0,5 дБ, приведены в таблицах 3.3 и 3.4.
Решая систему нелинейных уравнений

относительно  при различных значениях , найдем нормированные значения элементов КЦ, приведенной на рис. 3.11. Предлагаемая методика была реализована в виде программы в среде математического пакета для инженерных и научных расчетов Maple V [55]. Результаты вычислений сведены в таблицы 3.3 и 3.4.
Анализ полученных результатов позволяет установить следующее. Чем меньше требуемое значение , тем меньше допустимый подъем АЧХ при котором возможна его аппроксимация квадратом модуля функции вида (3.19). Для заданного наклона АЧХ и заданном значении  существует определенное значение , при превышении которого реализация каскада с требуемой формой АЧХ становится невозможной.
Таблица 3.3 – Нормированные значения элементов КЦ для =0,25 дБ

Наклон







+4 дБ
3.3
2
3.121
5.736
3.981
3.564
0.027
0.0267
0.0257
0.024
0.02
0.013
0.008
0,0
1.058
1.09
1.135
1.178
1.246
1.33
1.379
1.448
2.117
2.179
2.269
2.356
2.491
2.66
2.758
2.895
3.525
3.485
3.435
3.395
3.347
3.306
3.29
3.277
6.836
6.283
5.597
5.069
4.419
3.814
3.533
3.205
0.144
0.156
0.174
0.191
0.217
0.248
0.264
0.287
+2 дБ
3.2
2
3.576
6.385
4.643
3.898
0.0361
0.0357
0.0345
0.0325
0.029
0.024
0.015
0.0
1.59
1.638
1.696
1.753
1.824
1.902
2.014
2.166
3.18
3.276
3.391
3.506
3.648
3.804
4.029
4.332
3.301
3.278
3.254
3.237
3.222
3.213
3.212
3.227
5.598
5.107
4.607
4.204
3.797
3.437
3.031
2.622
0.172
0.187
0.207
0.225
0.247
0.269
0.3
0.337
+0 дБ
3.15
2
4.02
7.07
5.34
4.182
0.0493
0.049
0.047
0.045
0.04
0.03
0.017
0.0
2.425
2.482
2.595
2.661
2.781
2.958
3.141
3.346
4.851
4.964
5.19
5.322
5.563
5.916
6.282
6.692
3.137
3.13
3.122
3.121
3.125
3.143
3.175
3.221
4.597
4.287
3.753
3.504
3.134
2.726
2.412
2.144
0.205
0.219
0.247
0.263
0.29
0.327
0.36
0.393
-3 дБ
3.2
2
4.685
8.341
6.653
4.749
0.0777
0.077
0.075
0.07
0.06
0.043
0.02
0.0
4.668
4.816
4.976
5.208
5.526
5.937
6.402
6.769
9.336
9.633
9.951
10.417
11.052
11.874
12.804
13.538
3.062
3.068
3.079
3.102
3.143
3.21
3.299
3.377
3.581
3.276
2.998
2.68
2.355
2.051
1.803
1.653
0.263
0.285
0.309
0.34
0.379
0.421
0.462
0.488
-6 дБ
3.3
2
5.296
9.712
8.365
5.282
0.132
0.131
0.127
0.12
0.1
0.08
0.04
0.0
16.479
17.123
17.887
18.704
20.334
21.642
23.943
26.093
32.959
34.247
35.774
37.408
40.668
43.284
47.885
52.187
2.832
2.857
2.896
2.944
3.049
3.143
3.321
3.499
2.771
2.541
2.294
2.088
1.789
1.617
1.398
1.253
0.357
0.385
0.42
0.453
0.508
0.544
0.592
0.625
 
Таблица 3.4 – Нормированные значения элементов КЦ для =0,5 дБ

Наклон







+6 дБ
5.4
2
2.725
5.941
3.731
4.3
0.012
0.0119
0.0115
0.011
0.0095
0.0077
0.005
0.0
0.42
0.436
0.461
0.48
0.516
0.546
0.581
0.632
0.839
0.871
0.923
0.959
1.031
1.092
1.163
1.265
6.449
6.278
6.033
5.879
5.618
5.432
5.249
5.033
12.509
11.607
10.365
9.624
8.422
7.602
6.814
5.911
0.09
0.097
0.109
0.117
0.134
0.147
0.164
0.187
+3 дБ
4.9
2
3.404
7.013
4.805
5.077
0.0192
0.019
0.0185
0.017
0.015
0.012
0.007
0.0
0.701
0.729
0.759
0.807
0.849
0.896
0.959
1.029
1.403
1.458
1.518
1.613
1.697
1.793
1.917
2.058
5.576
5.455
5.336
5.173
5.052
4.937
4.816
4.711
8.98
8.25
7.551
6.652
6.021
5.433
4.817
4.268
0.123
0.134
0.146
0.165
0.182
0.2
0.224
0.249
0 дБ
4.9
2
4.082
8.311
6.071
6.0
0.0291
0.0288
0.028
0.0265
0.024
0.019
0.01
0.0
1.012
1.053
1.096
1.145
1.203
1.288
1.404
1.509
2.024
2.106
2.192
2.29
2.406
2.576
2.808
3.018
5.405
5.306
5.217
5.129
5.042
4.94
4.843
4.787
6.881
6.296
5.79
5.303
4.828
4.271
3.697
3.301
0.16
0.175
0.19
0.207
0.226
0.253
0.287
0.316
-3 дБ
5.2
2
4.745
9.856
7.632
7.13
0.0433
0.043
0.0415
0.039
0.035
0.027
0.015
0.0
1.266
1.318
1.4
1.477
1.565
1.698
1.854
2.019
2.532
2.636
2.799
2.953
3.13
3.395
3.708
4.038
5.618
5.531
5.417
5.331
5.253
5.172
5.117
5.095
5.662
5.234
4.681
4.263
3.874
3.414
3.003
2.673
0.201
0.217
0.241
0.263
0.287
0.321
0.357
0.391
-6 дБ
5.7
2
5.345
11.71
9.702
8.809
0.0603
0.06
0.058
0.054
0.048
0.04
0.02
0.0
1.285
1.342
1.449
1.564
1.686
1.814
2.068
2.283
2.569
2.684
2.899
3.129
3.371
3.627
4.136
4.567
6.291
6.188
6.031
5.906
5.812
5.744
5.683
5.686
5.036
4.701
4.188
3.759
3.399
3.093
2.634
2.35
0.247
0.264
0.295
0.325
0.355
0.385
0.436
0.474
 
Для перехода от схемы, приведенной на рис. 3.11, к схеме, представленной на рис. 3.10, следует воспользоваться формулами пересчета:
                              (3.21)
где
Табличные значения элементов , в этом случае, выбираются для величины
                                       (3.22)
где  – коэффициент, значения которого приведены в таблицах 3.3 и 3.4.
Таблицы 3.3 и 3.4 могут быть применены и для проектирования усилительных каскадов на полевых транзисторах (рис. 3.12).

Рис. 3.12
В этом случае удобнее рассматривать коэффициент передачи с входа транзистора  на вход транзистора , который описывается соотношением, аналогичным (3.17):
,
где    ;
          – крутизна транзистора ;
          – входная емкость транзистора ;
          – выходное сопротивление транзистора .
При использовании таблиц 3.3 и 3.4 и переходе к реальным нормированным значениям элементов КЦ, следует пользоваться формулами пересчета:

где     – нормированное относительно  и  значение выходной емкости транзистора ;
          – нормированное относительно  и  значение входной емкости транзистора .
Пример 3.3. Рассчитать КЦ однокаскадного транзисторного усилителя с использованием синтезированных таблиц 3.3 и 3.4 при условиях: используемый транзистор – КТ939А; = 50 Ом; емкостная составляющая сопротивления генератора = 2 пФ; верхняя частота полосы пропускания =1 ГГц; требуемый подъем АЧХ 4 дБ; допустимое уклонение АЧХ от требуемой формы =0,25 дБ. Принципиальная схема каскада приведена на рис. 3.13. На выходе каскада включена выходная КЦ, состоящая из элементов =6,4 нГн, =
5,7 пФ (см. раздел 2.1).
Решение. Используя справочные данные транзистора КТ939А [13] и соотношения для расчета значений элементов однонаправленной модели [10], получим: =0,75 нГн; =1,2 Ом; =15.
  
Рис. 3.13                                                   Рис. 3.14.
Нормированные относительно  и  значения  равны: =0,628;  =0,0942; =0,024. Подставляя в (3.22) значение  и табличную величину , рассчитаем: =0,019. Ближайшая табличная величина  равна 0,02. Для указанного значения  из таблицы 3.3 найдем: =1,246; =2,491; =3,347; =4,419; =0,217. Подставляя найденные величины в формулы пересчета (3.26) получим: =1,246; =2,491; =2,719; =2,406; =0,235. Денормируя полученные значения элементов КЦ, определим: =62,3 Ом; =19,83 нГн; = 8,66 пФ;  7,66 пФ;  1,87 нГн. Далее по (3.17) вычислим: = 1,98. Резистор  на рис. 3.13, включенный параллельно , необходим для установления заданного коэффициента усиления на частотах менее  и рассчитывается по формуле [52]: .
На рис. 3.14 приведена АЧХ спроектированного однокаскадного усилителя, вычисленная с использованием полной эквивалентной схемы замещения транзистора КТ939А [13] (кривая 1). Здесь же представлена экспериментальная характеристика усилителя (кривая 2).
3.3. Параметрический синтез полосовых усилительных каскадов
         Полосовые усилители мощности находят широкое применение в системах пейджинговой и сотовой связи, телевизионном и радиовещании. На рис. 3.15–3.17 приведены схемы КЦ, наиболее часто применяемые при построении полосовых усилителей мощности метрового и дециметрового диапазона волн [3, 5, 6, 19, 20, 32].

Рис. 3.15. Четырехполюсная реактивная КЦ третьего порядка

Рис. 3.16. Четырехполюсная реактивная КЦ четвертого порядка

Рис. 3.17. Четырехполюсная реактивная КЦ, выполненная в виде фильтра нижних частот
Осуществим синтез таблиц нормированных значений элементов приведенных схемных решений КЦ полосовых усилителей мощности.
3.3.1. Параметрический синтез полосовых усилительных каскадов с корректирующей цепью третьего порядка
Описание рассматриваемой схемы (рис. 3.15), ее применение в полосовых усилителях мощности и методика настройки даны в работах [5, 44, 56]. В разделе 3.2.2 дано описание методики расчета анализируемой схемы при ее использовании в качестве КЦ широкополосного усилителя. В случае ее использования в качестве КЦ полосового усилителя методика расчета остается неизменной, за исключением изменения условий расчета функции-прототипа.
Значения коэффициентов функции-прототипа (3.14), соответствующие различным величинам относительной полосы пропускания, определяемой отношением , где  – верхняя и нижняя граничные частоты полосового усилителя, для неравномерности АЧХ ± 0,25 дБ, приведены в таблице 3.5. Здесь же даны результаты расчета элементов  для различных значений .
Анализ полученных результатов позволяет установить следующее. При заданном отношении  существует определенное значение , при превышении которого реализация каскада с требуемой формой АЧХ становится невозможной. Это обусловлено уменьшением добротности рассматриваемой цепи с увеличением .
При условии >1,3 в каскаде с анализируемой КЦ коэффициент усиления в области частот ниже  оказывается соизмеримым с его коэффициентом усиления в полосе рабочих частот. Поэтому в таблице приведены результаты расчетов нормированных значений элементов КЦ ограниченные отношением  равным 1,3.
При известных  (см. раздел 3.22) расчет КЦ состоит из следующих этапов. Вычисляются значения элементов . По таблице выбираются значения  соответствующие требуемому значению отношения  и рассчитанному значению . По формулам пересчета (3.13) рассчитываются значения  и осуществляется их денормирование.
Таблица 3.5 – Нормированные значения элементов КЦ
 




 
* =1,05
 
* =2.1145
=1.2527
=1.9394
 
0.0057
0.0056
0.0054
0.0049
0.0043
0.0026
0.0
2.036
2.043
2.051
2.062
2.072
2.092
2.115
11.819
10.763
9.732
8.61
7.868
6.711
5.78
0.081
0.088
0.097
0.109
0.119
0.138
0.159
 
* =1,1
 
* =1.0630
* =1.1546
* =0.75594
 
0.0347
0.034
0.033
0.03
0.025
0.016
0.0
0.907
0.92
0.933
0.956
0.981
1.015
1.063
3.606
3.277
2.993
2.62
2.31
2.005
1.705
0.231
0.251
0.271
0.302
0.334
0.372
0.417
 
* =1,2
 
=1.2597
=1.1919
=0.7321
 
0.0705
0.0695
0.068
0.063
0.054
0.036
0.0
1.004
1.022
1.038
1.07
1.108
1.165
1.26
2.622
2.403
2.216
1.945
1.707
1.457
1.199
0.278
0.298
0.318
0.352
0.387
0.431
0.485
 
* =1,3
 
=1.2830
=1.13763
=0.60930
 
0.106
0.105
0.102
0.094
0.08
0.05
0.0
0.963
0.98
1.006
1.044
1.091
1.169
1.283
2.056
1.903
1.708
1.496
1.311
1.104
0.919
0.307
0.327
0.355
0.39
0.426
0.472
0.517
Предыдущая страница 1 2 3 4 5 6 Следующая страница


Проектирование цепей коррекции согласования и фильтрации усилителей мощности радиопередающих устройств

Скачать книгу бесплатно


Постоянный url этой страницы:
http://referatnatemu.com/?id=645&часть=4



вверх страницы

Рейтинг@Mail.ru
Copyright © 2010-2015 referatnatemu.com