Получение глубоких противосвязей в резонансном усилителе маломощного передатчика Текст научной статьи по специальности «Физика»

И 3 в Е С Т И я

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том По 1902

ПОЛУЧЕНИЕ ГЛУБОКИХ ПРОТИВОСВЯЗЕЙ В РЕЗОНАНСНОМ УСИЛИТЕЛЕ МАЛОМОЩНОГО ПЕРЕДАТЧИКА

П. А. СУСЛОВ

(11 ¡н1ЛС1 а и л см К) па у чпы м гоми па ром радиотехнического факультет ¿1)

Получение глубоких противосвязей по высокой частоте в резонансных каскадах маломощного передатчика связано с необходимостью применения специальных мер для обеспечения устойчивости при достаточных запасах. Известное затруднение представляет также введение напряжения обратной связи. Если это напряжение подается на вход с помощью простых схем, подобных используемым в апериодических усилителях, то регулировка глубины обратной силы приводит к изменению фазовых соотношений в усилителе, что осложняет его налаживание.

Указанное затруднение можно устранить, применяя для введения напряжения противосвязи вычитающий усилитель [ 11. Напряжение на выходе такого усилителя равно

/<¡("1 (1)

где их ~ усиливаемое напряжение, ^—напряжение обратной связи и Кх коэффициент усиления вычитающего каскада. Пусть и- ^и., и К2 коэффициент усиления последующих каскадов, тогда

(их и:) К, -К^Щ- ■ ,2)

Из (1) и (2) получаем

/¿м К\К>> к

' и\ 1 : '?/<,/<, 1 зд *

т.е. обычное выражение для коэффициента усиления при противосвязи.

В качестве вычитающего усилителя удобнее использовать схему с катодной связью (рис. I). Напряжения их и в случае противосвязи имеют на частоте настройки передатчика одинаковую фазу. При глубокой обратной связи они сравнительно велики и мало отличаются друг от друга. Схема поэтому подобна катодному повторителю в отношении входного сопротивления и раствора динамической, характеристики.

г/о

Для коррекции фазовых характеристик усилителя можно использовать частотно-зависимую противосвязь по току (контуры с пониженной добротностью в катоде). Такая коррекция удобна тем, что не требует дополнительных корректирующих каскадов.

Рис. 1.

Для уменьшения числа дополнительных корректирующих каскадов желательно в вычитающем усилителе также применить коррекцию. Корректирующий контур следует включать между катодом лампы, на которую подается напряжение противосвязн, и общим катодным

г V

и

Рис. 2.

сопротивлением связи. Эквивалентная схема вычитающего усилителя при этом будет иметь вид, представленный на рис. 2.

Уравнения узловых потенциалов для этой схемы запишутся в виде :

SZa . ! ■ S,

"' Z, Л' ±S 1

R k Zk ' Z Jl

где Z„ и Zk---сопротивления анодного и катодного контуров.

Полученное выражение показывает, что включение корректирующего контура не отражается на работе усилителя с катодной связью и качестве вычитающего устройства. Из него следует далее, что коэффициент обратной связи повышается вычитающим усилителем

5-;- 1

(рис. 1) в ___^ раз.

«S

Коэффициент усиления каскада с катодной коррекцией равен

" i- szk Zk zko i ! -А'

Здесь Zfto и Zko резонансные сопротивления, и -обобщенные рас-стройки Qa ( л* ) , ^ Q,f а-----j , Qa и Qk - доб-

ротности анодного и катодного контуров, Л" ~ - относительная ча-

/(!

стота, /о частота настройки контуров.

Пусть волновые сопротивления контуров одинаковы и Q¿ aQ(/ o.Q. Тогда

1 1-h/ao

к — • -7—-—- (<*)

CL 1 ; /О

и фазовый сдвиг ? arctg sto--arctg о.

Нсли коррекция осуществляется в двух каскадах, то ? ---2arctg ао-—

tbs>

2 arctg о. Максимальный фазовый сдвиг найдем, приравняв нулю ,

rfo

! 1олучаем ¿ - . - . Пусть задан запас устойчивости I У.

•по фазе A-f Тогда

п

г макс 2 Га - 2 агс^ —I

Г а

п

Углы агс!^ Гаи агс1:£ 1

меняя агс^

/а"

дополняют друг друга до

—— через----агс1£ | а, получим

\ у. 2

4я

Обычно корректирующий контур имеет значительно худшую до б ротность но сравнению с корректируемым и Поэтому а^

К"

16 /Г

Сравним катодную коррекцию с результатами, которые даёт применение метода последовательного выключения каскадов [2]. Структурная схема усилителя, построенного по этому методу, представлена на рис. 3. Значком „+" обозначены суммирующие каскады. Коэффициент усиления после первого суммирования равен

О

^22 *

К,

1

+

-г-

Кх+К

п

Рис. 3.

___ Кщ

Г+уо 1 1+/3

Кь

АГо К :УТ0)

1 -г/й

(4)

Здесь е—обобщенная расстройка апериодического каскада Ки

Кл

К

ю

К\

10

Кщ^гК 1

10

Сравнивая (4) и (3), находим, что метод „выключения" каскадов равноценен катодной коррекции, хотя схемное его осуществление гораздо сложнее.

Для коррекции характеристики выходного каскада можно использовать два каскада с апериодическими нагрузками с симметрично расстроенными корректирующими контурами. При этом можно получить меньшее ослабление на частоте усиления и западание характеристики на частотах горбов связанных контуров выходного каскада. Для уменьшения противосвязи применяется неполное включение катодных контуров с таким коэффициентом включения р, чтобы глубина противосвязи на частоте передатчика была порядка 10. При р — 1 получаемся большая потеря усиления, при малом р сокращается интервал расстроек, для которых коррекция достаточно эффективна.

од

Катодные контура корректирующих каскадов загруоляются со-:Iрогивлеииями, подключенными параллельно выходным отводам. Указанные сопротивления подбираются так, чтобы добротности корректирующих контуров были примерно равными средним добротностям контуров выходного каскада с учетом потерь на излучение и шунтирующего действия лампы па промежуточный контур.

Обобщенную расстройку для корректирующего контура с мепь-Ч1ен собственно]! част ото]] можно представить в виде

ч \—-- ■'-■■( д л-И ■■]--■ м.....

И)п Л (»» \ (»)„ ' X ■ (•)„

2А

где о(1

%

При изменении л" в пределах от 0,8 до 1,2 (о в этом случае при

НЮ меняется от —37 до 37) величина х меняется лишь

х

па 1,5 Поэтому о„ можно считать постоянной. Аналогично для контура с большей собственной частотой получаем

Мы пренебрегаем здесь изменениями <3 при изменении х.

Уравнение частотно-фазовой характеристики двухкаскадного усилителя с корректирующими симметрично-расстроенными контурам!':

будет

Кор КоКор [ 1 -Ч)] 11 +У(5-гЛ)I ■

Петлевое усиление усилителя с двумя резонансными каскадами, сирректированными затрубленными контурами, и с двумя каскадами для коррекции выходной ступени равно

А",. О „тГ 10+А)3+а„,Ь-

К ' (•: /Т 1(1 /'',)-• : VI 1(1 • Ц„\

(1+у8)2к1+уЗг)2+51о] '

ц параметр связи и 3,—средняя обобщенная расстройка конту-

' л С

ров выходного каскада,

Л

о.> -

] р" ^р.кор. ^

Таким образом, в результате коррекции характеристики выходного каскада заменяются характеристиками контуров с добротностя-ми в ) \ Бр-^р.кор. раз худшими, а катодная коррекция в первых каскадах создает необходимый запас устойчивости по фазе. Для компенсации фазового сдвига в 90°, создаваемого выходным каскадом, необходимо ввести в схему фазовращатель.

ЛИТЕРАТУРА

1. Суслов И. А. Стабилизация фазы тока в антенне с помощью противосвя-зи, Труды СФТИ, вып. 37, 1959.

2. Полон н и к о в Д. Е. Широкополосные решающие (операционные) усилите л», Антоматика и телемеханика- № 12, 1960.