9.2. Расчет резонасного каскада упч

Аналогично расчету ПрЧ (п.6.2) выбираем и рассчитываем полосу пропускания F_КЭ и добротность эквивалентного контура Q_КЭ, емкость конденсатора C₁, емкость контура C_К = C₁ + C_М + C_ВЫХ и индуктивность контура L_К. В целях унификации конденсатор контура C₁ выбираем таким же, что и в ПрЧ. Задаемся значением конструктивной добротности контура Q_К и вычисляем его проводимость g_К. Определяем значение коэффициента включения входа следующего каскада в колебательный контур, при котором происходит требуемое снижение добротности:

.

Если рассчитанное значение p_{1 СЛ} превышаешает 1, то принима-ем p_{1 СЛ} = 1 и используем полное подключение следующего каскада к колебательному контуру, как это сделано в схеме рис.9.4. Для обеспечения требуемой полосы пропускания в колебательный контур в этом случае включаем шунтирующий резистор с сопротивлением

R_Ш = 1 / (g_{К Э} - g_К - g_ВЫХ - p²_{1 СЛ *} g_{ВХ СЛ}).

Для схем рис.9.1 и 9.3 рассчитываем индуктивность катушки связи

L_СВ = L_{К *} p²_{1 СЛ} / k²,

где значение k такое же, как в ПрЧ.

Уточняем значение эквивалентной проводимости контура

g_{К Э} = g_К + g_ВЫХ + p²_{1 СЛ *} g_{ВХ СЛ} + 1 / R_Ш

и рассчитываем коэффициент усиления каскада

K_{0 УПЧ i} = y_{21 *} p_{1 СЛ} / g_{К Э.}

Если рассчитанное значение коэффициента усиления существенно меньше принятого при расчете структурной схемы (п.2.7.5) следует увеличить y₂₁ активного прибора, изменив режим по постоянному току (в УПЧ на ИМС значение y₂₁ изменено быть не может). Можно уменьшить емкость контура C_К, либо допустить более узкую полосу пропускания каскада F_КЭ и за счет этого понизить значение g_КЭ.

Если же рассчитанный коэффициент усиления существенно больше необходимого, его следует уменьшить. В каскаде на транзисторе возможно уменьшение усиления посредством изменения режима транзистора по постоянному току (снижения y₂₁). Снижение усиления возможно также путем уменьшения коэффициента включения p_{1 СЛ} или включения шунтирующего резистора с меньшим сопротивлением. Эти способы уменьшения усиления возможны при любом типе активного прибора.

Наилучшим способом уменьшения усиления каскада на транзисторе является использование ООС путем включения в цепь эмиттера резистора r_Э. Порядок расчета каскада при использовании ООС следующий:

Определяем требуемую глубину ООС

F = K_{0 УПЧ i} / K_{0 УПЧ i ТРЕБ}

и рассчитываем сопротивление резистора

r_Э = (F-1) / y_{21 0} .

Уточняем значения параметров транзистора:

y₂₁ = y_{21 0} / F, g_ВЫХ = g₂₂ = g_{22 0} / F, C_ВЫХ = C₂₂ = C_{22 0} / F,

g_ВХ = g₁₁ = g_{11 0} / F, C_ВХ = C₁₁ = C_{11 0} / F,

где индекс “0” имеют параметры при отсутствии ООС (r_Э = 0).

Затем повторяем расчет каскада.

После того как усиление каскада получится близким к требуемому, проводим расчет элементов, определяющих режим транзистора по постоянному току, разделительных и блокировочных конденсаторов (см. п.5.3). Уточняем значение входной проводимости каскада g_{ВХ УПЧ i} с учетом сопротивлений резисторов в цепи базы транзистора.

Определяем максимальное значение модуля отрицательной проводимости, вносимой во входную цепь каскада в результате действия внутренней ОС, обусловленной наличием проходной емкости (C_ПРОХ = C₁₂) активного прибора :

| g_ВН | _МАКС = 0.5 _* y_{21 *} _{ПЧ *} C_ПРОХ / g_КЭ .

Оцениваем минимальное значение проводимости эквивалентного генератора (выходной проводимости предшествующего каскада), при котором коэффициент устойчивости рассчитываемого резонансного каскада будет достаточным (k_У > 0.9):

g_{Г МИН} > 10 _* | g_ВН | _МАКС - g_{ВХ УПЧ i}.

Если рассчитанное значение g_{Г МИН} окажется отрицательным, то это означает, что при любой проводимости генератора внутренняя ОС не оказывает заметного влияния на работу каскада. При этом ограничений на выбор проводимости генератора нет.

В каскаде на ИМС К174УПэ влиянием проходной емкости можно пренебречь и ограничения на выбор проводимости генератора отсутствуют.