JO - - ОООО tOMM - - oooo

I o o o о ООО ooooeoooo

WW WW MM M

ооооооо оооооовоо

ОЭ М М-ОрОО иЗММ--рООО WMM -- ОООО WM

S2 К! я 55 я SCI:? =* осл о спо сл м'о ooi

- - - - - - МММММ -- - - ММММММММ- WW

gsgg Ss gSllsbsbg щ

ооооооооо ооооооооо ооооооооо ов

Siiigllll lis¥§§§¥§ §¥й|р ts

- - - 0000 - -- - ООО - - - - - -оо WW

ооооооооо ооооооооо ооооооооо ов

М--ОвОО МММ--вооо

--ООО ---------

I оо о - - -РРР

о о oo oo о оо о о oppоо S , Ё

-ОООО ЫММ -- ОООО wtMjTpppp

ооооооооо SiaiSooSoI

о р о о о о р о р -J CTl Ъ Ol *02 W *.

оооооорор

овоооооро

ооооооооо

ооооооооо

S S w 35 § 5 Si

й

о о о p o о о о о

ооооооооо

OOi -oeopSs

ооооооооо - - J y> - S-J

ооооооооо

о p pp о e e оо из to ьоф'щ 00 qeoooo

oooeopooe

- о <£

Olr-

10,000000

IZ.OOOOOO

2,500000 3,000000

0,050000 0,100000 0,200000 0,500000 1,000000 .,500000 2,000000 2.500000 3.000000

0,050000 0,100000 0,200000 0,500000 1,000000 1 500000 2,000000 2,500000 3.000000

2,725038 2,682429

1.894074 2.002472 2.102309 2 206311 2,24,5017 2,242173 2,226317 2.202606 2.177419

1,539498 1,630827 1,716537 1,810401 1.852870 1,859130 1,852638 1,840129 1,1

0,801621 0,822198

0,619039 0,663986 0,710558 0,775651 0.829690 0.866059 0,892597 0,915679 0,935793

0,685376 0,735758 0.787661 0,859716 0,917?89 0,954403 0.982108 1,004799 1,024200

3,244283 3,229971

1,828252 1,999482 2 178931 2,413300 2.564675 2,629603 2.659667 2,672077 2,674328

1,522322 1,666094 1,818352 2.022419 2.162431 2,228930 2,266234 2,285589 2,296466

0,445fl3 0.470780

0,202109 0.229662 0.263443 0,321650 0,380348 0,422548 0,456673 0,485731 0.611195 0.220959 0.250258 0,285860 0.346399 0,406462 0.449070 0,483190 0,512017 .0,637112

1.924951

1,670900

Рис. 4.11.2. Дуальные представления для уси.тителя нижних частот с отрицательным сопротивлением

коэффициенте усиления и уровне пульсаций чебышевской характеристики. Гетзингером [21] рассчитаны подробные таблицы величин элементов прототипов для усилителей с отрицательным со-- 128 -

25,000000

m(n, с. , дб

30,000000

2,600000 3,000000

0,050000 о,100000 0.200000 0,500000 1.000000 1,600000 2,000000 2,500000 3,000000

0.050000 0.100000 0.200000 0.500000 1,000000 1,600000 2,000000

1,073112 1.072356

0,627756 0,670809 0,713673 0,767156 0,801375 0,816766 0,824708 0,828774 0,830548

0,488870 0,523683 0.558781 0,60,3598 0,633575 0,647992 0.666160

Продолжение

1,150033 1,166192

0,769122

0,829501

0,892317

0,97761

1,041965

0,078513

1,103482

1,122060

1,136584

0,713195 0,770292 0,829963 0.911298 0,972573 1,007074 1,030372

1,501452 1.621607 0,778152 0.862613 0,933607 1,049401 1,140409 1,192674 1,228146 1 254155 1,274107

0,662674 0,725929 0,794933 0,894321 0.973601 1,019958 1,051969

0,520778 0,541223

0,242959 0,271317 0,304422 0,357433 0,406203 0,438666 0,463465 0,483827 0,500612

0,227226 0,252817 0,282369 0,328930 0,370901 0,398356 0.419062

1,119170

1,066311 I

противлением. 0,ни воопроиз-ведеиы здесь в табл. 4.11.1. Обозначения элементов указаны на рис. 4.М.2. Проводимости или сопротивления слева иа рисунках только отрицательные и нормированы так. что всегда равны минус единице. В каждой цепи цирку-лятор включен с правой стороны.

На рис. 4.11.3 приведЕиа типичная частотная характеристика усиления таких цепей. Частота нормирована так,- что граничная частота полосы усиления (полосы равных пульсаций) О) 1=1.

При указанной нормировке декременты для цетей-трототипов а рис. 4.11.2 и в табл. 4 11 1 определяются выгражением

Рис. 4.111Л. Тигагчная чевышевская характеристика коэффициента усиления прототипа усилителя нижних частот с отрицательным сопротивлением

C,= lMg,

gofi , ft - 129 -

(4.11.5)

Оно аиалотичио тому, которое использовалось в § 4.09, но так как здесь сопротивление go отрицательное, то и декремент отрицателей.

Реальные устройства с оприцательныы сопротивлением имеют паразитную реактивную составляющую сопротивления. Если эквивалентная схема такого устройства или прибора (например, тумиельного диода) может быть представлена в виде параллельного соединения отрицательного активного сопротивления Ro и емкости С, или последовательного соединения отрицательной проводимости Со и индуктивности Z-i, то в каждом случае для рабочего диапазона частот от ю=0 до ш[ декремент устройства будет равен

ли J = J . (4.11.6)

ад Ml

O/i oil

Этот де ремент не изменяется при изменении уровня сопротивлений я шкалы частот. Поэтому желаемые значения элементов эквивалентной схемы того или иного устройства можно получить путем выбора из табл. 4.11.1 значений, соответствующих требуемой величине декремента и последующего преобразования уровня сопротивлений и шкалы частот по методике, описанной в § 4.04. В итоге получаем цепь-прототип, отвечающую поставленным условиям. Если требуемый отрицательный декремент 6 определен, то схемы прототипов, соответствующие табл. 4.11.1, которые могут быть использованы в данном случае, согласн'о ур-нию (4.11.5) должны иметь величину gi, равную или большую, чем

ft = . (4-11-7)

Величина gi большая, чем определяемая по ф-ле (4.11.7), является вполне допустимой, так как для получения этого значения достаточно просто увеличить шунтирующую емкость (или последовательную индуктивность) в устройстве с отрицательным сопротивлением, что всегда может быть сделано. С другой стороны, так как декремент 6 вычисляется для прибора с отрицательным сопротивлением, у которого емкость нлн индуктивность не могут быть исключены, то невозможно применять прототипы, имеющие величины g, меньшие, чем определяемые ур-шием (4.117). Для того чтобы получить максимум усиления, соответствующий данной полосе, выбирают прототипы из таблиц (илн путем интериоляция табличных данных) таким образом, чтобы табличное значение g, точно совпадало с величиной g вычислевиой по ф-ле (4.41.7).

Рассматриваемая здесь методика расчета^ усилителей предпо-ла.гэет использование циркуляторов. Однако в связи с^ тем, что реальные циркуляторы обладают ограниченной шириной полосы, материал этого параграфа представляет наибольший интерес с точки зрения расчета прототипов нижних частот как исходного пункта для расчета полосовых усилителей (см. § 11.10). Для того - 130 -

чтобы четко представить, как выбирается прототип, обратимся к гипотетическому случаю усиления в области нижних частот с ис-пользоваипем идеализированного циркулятора с неограниченной полосой пропускания.

Допустим, что в усилителе, который должен иметь усиление fCJinm не менее 15 дб и уровень пульсаций 1 дб, используется прибор с отрицательным сопротивлением, эквнвалеитиая схема которого может быть представлена в виде параллельного соединения отрицательного сопротнвлення и емкости, соответственно paBiHHx 5U о.и и 5 пф. Предположим, также, что необходимо обеспечить .характеристику с очень хорошей формой (т. е. близкую к прямоугольной), поэтому выбираем п=4. По табл. 4.11.1 прототип для заданного усиления имеет параметры; gi=l,4548; g2= = 1,0081; gs=l,7668; g,=0,4282; g5 = l,4326.

Из выражений (4.11.5) и (4.11.6) получаем

ад 8 ад, -60.5-10-=

(4.11.8)

Таким образом, схема дает желаемый минимальный коэффициент усиления 15 йб с чебышевскимн пульсациями в 1 дб вплоть до частоты /1=<й|/2я=926 .Мгц. Прототип имеет вид, показанный на .рнс. 4.11.26 (для л-четного), где ,=4,4548 и ш, = 1.

Испо.чьзуя методы § 4.04, уровень сопротивлений этой цепи можно пересч,1тать с помощью множителя Йс/Л|= (-50)/(-1) =50, а шкалу частот -с помощью множителя ац/ш,=5,82-lO/l. Преобразования приведут к тому, что R!i = ~l заменится на До=-50 н CJ = 1,4548 на Ci = 5-10-=. Другие элементы также примут соответствующие значения. Затем в пересчитанной цепи Ro и C (см. рнс. 4.11.26) заменяются прибором с отрицательным активным сопротивлением, который должен использоваться, а L2, Cj и L, остаются и представляют собой элементы цепи, обеспечивающей .характеристику с требуемым усилением до 926 Мгц.

Физическая реализация фильтра нижних частот для приведенного выше примера может быть осуществлена с помощью методов, описанных в гл. 7. Однако, как упомянуто выше, данный пример усилителя нижних частот является чисто теоретическим, поскольку в действительности ширина полосы ограничивается циркулятором. В связи с этим полученные здесь результаты представляют интерес только с точки зрения использования их в расчете полосовых усилителей, которые рассматриваются в § 11.10.

4.12. Преобразование фильтров-прототипов в эквивалентные схемы, содержащие инверторы сопротивления или инверторы проводимости и реактивные элементы только одного типа

При выводе расчетных формул для определенных типов полоснопропускающих и полосиозапирающнх фильтров желательно преобразовать прототипы на рис. 4.04.1, которые содержат и еы-- 131 -