Выбор типа согласующих цепей ГВВ, расчет этих цепей, оценка их основных параметров, страница 2

Коэффициент фильтрации n-ой гармоники П-образной ЦС определяется следующим выражением:

                                                (5.11)

Рассчитаем полученные параметры для ЦС в базовой и коллекторной цепях УМ, приняв добротность катушки индуктивности равной [3].

Определим последовательный эквивалент параллельного соединения емкости  ЦС и сопротивления нагрузки :

Откуда:

Согласно выражению (5.7):

Нагруженная добротность по (5.9):

Относительна полоса пропускания ЦС по (5.10):

Поскольку ЦС в коллекторной цепи П-образная, используем для определения коэффициентов фильтрации формулу (5.12):

o  по   второй гармонике   

o  по третьей гармонике    

o  по четвертой гармонике         

ЦС в базовой цепи.

3.Расчет сопротивлений ветвей согласующих цепей.

Условием реализуемости данной цепи является:

                                                             (3.1.1)

В данном случае эти сопротивления равны:

                                 (3.1.2)

                                            (3.1.3)

Определим сопротивления в продольной и поперечной ветвях:

               (3.1.4)

        (3.1.5)

Номиналы элементов:

(3.1.6)

                     (3.1.7)

4.Учет в рассчитанных сопротивлениях ветвей ЦС мнимых частей заданных     и .

Пересчитаем мнимую часть выходного сопротивления предварительного УМ в состав проводимости поперечной ветви ЦС:

                            (4.1.1)

Откуда:

                                                   (4.1.2)

С учетом этого номинал емкости в поперечной ветви имеет значение:

                                 (4.1.3)

Пересчитаем мнимую часть входного сопротивления выходного УМ в состав сопротивления продольной ветви ЦС:

                                              (4.1.4)

Откуда:

                    (4.1.5)

С учетом этого номинал индуктивности в продольной ветви имеет значение:

                           (4.1.5)

5.Оценка параметров ЦС.

Очевидно, представление колебательной мощности генератора  в виде двух составляющих: мощности потерь  и мощности в полезной нагрузке генератора  справедливо при использовании любой ЦС, так как в его основе лежит фундаментальный закон природы – закон сохранения энергии.

Любую ЦС можно характеризовать таким параметром, как отношение мощности в полезной нагрузке генератора, нагружающей ЦС, ко всей мощности, подводимой к ЦС, равной колебательной мощности генератора. Это отношение называют КПД ЦС:

                                              (5.1) 

Выражение (5.1) можно представить в виде:

                                           (5.2)

где - активное сопротивление, вносимое полезной нагрузкой, - сопротивление собственных потерь ЦС.

Ненагруженная добротность ЦС определяется параметрами ,,:

                                                 (5.3)

Нагруженная добротность контура определяется с учётом активного сопротивления, вносимого полезной нагрузкой:

                                          (5.4)

Ненагруженная добротность выражается через сопротивления реактивных элементов следующим образом:

                                                  (5.5)

Добротность конденсаторов обычно на порядок выше, чем добротность катушек индуктивности . Следовательно, практически:

                                                    (5.6)

Представим выражение (5.2) в следующем виде:

                                      (5.7)

где

                                                  (5.8)

Исходя из выражений (5.2)-(5.4), получим:

                                                                                   (5.9)

Одной из важных характеристик ЦС является пропускаемая ей полоса частот. Реальные сигналы, используемые в радиотехнике, занимают некоторую полосу частот, соответственно и ГВВ должен быть рассчитан на работу с таким сигналом. Пропускаемая ЦС полоса частот с ослаблением относительно сигнала на резонансной частоте по уровню – 3 дБ (уровень 0,707) связана с резонансной частотой контура и его нагруженной добротностью соотношением:

                                                                                                                  (5.10)

Коэффициент фильтрации n-ой гармоники Г-образной ЦС:

                                               (5.11)

Рассчитаем полученные параметры для ЦС в базовой и коллекторной цепи УМ, приняв добротность катушки индуктивности равной [3].

Согласно выражению (5.7):

Нагруженная добротность по (5.9):

Относительна полоса пропускания ЦС по (5.10):

Поскольку ЦС в базовой цепи Г-образная, используем для определения коэффициентов фильтрации формулу (5.12):

o  по   второй гармонике

o  по третьей гармонике

o  по четвертой гармонике

Cписок литературы

1. Вовченко П.С., Дегтярь Г.А.Устройства генерирования и формирования сигналов (радиопередающие устройства). Практикум для студентов: учеб.пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ,2009. – 108с.

2. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ: учеб.пособие для вузов / Г.М. Уткин, М.В. Благовещенский, В.П. Жуховицкая и др.; под ред. Г.М. Уткина. – M.: Сов. радио, 1979. – 320с.

3. Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов: учебное пособие / Г.А. Дегтярь. – 2-е изд., перераб. и доп. – Новосибирск: Изд-во НГТУ,2007. – 998с.