14. Резонансные цепи связи.

ЦС: согласования и коррекции.

1) УПрезонансные 2) ШП

По месту применения: входные, мжкаскадные, выходные.

Требования к ЦС: 1) трансформировать на основной ч-те комплексное сопротивление нагрузки в такое комплексное сопр-е входа, которое является оптимальным (т.е. близким или –эквив-му) для электронного прибора.

Для межкаскадных и вх-х цепей Zн – это вх.сопр-е следующ.каскада. Zвх и Zн – это параметры ЦС.

2) обеспечивать опред-е вх.сопр- вых-х и межкаскадных ЦС на частотах высших гармоник. Для больш-ва случае достат-но обеспечить отн-но большое или малое сопр-е по сравн-ю с их знач-ями на основной частоте. Ислючения – бигармонический и ключевой режимы.

3) задерживать, отфильтровывать высшие гармоники в нагрузке, чтобы их мощ-ть не прешала опред-х знач-й.

4) вноить малые потери мощ-ти и иметь высокий КПД.

5) в широкодиап-х генераторах сохранить заданные хар-ки во всём дип-не частот.

6) предусматривать работу при заданных уровнях мощ-ти.

Все требов-я одинаково хорошо удовлетв-ть нельзя – в кажд.случае выделяют основные и второстепенные.

В предварит-х и предоконеч-х каскадах основное – трансормация сопр-я, а правильное проектир-е обеспеивет и ильтр-ю гароник. Высоки КПД здесь не нужен.

В выходных каскадах вслед-е доп.требов-й функцию фильтр-ии гармоник часто перекладывают на отдел.устр-ва.

УП ЦС.

Строятся на основе Г-,П-,Т-образных контуров. Согласующие цепи выполняют в виде ФНЧ транф-ров (трнс-в сопр-я, выполн-х ввиде ФНЧ). В продольных ветвях которых находятся индуктивности, а в послед-х – ёмкости.

Паралл-й и послед-й контура не применяются из-за неоправданновысоких тока и сопр-я, образующихся в них.

- с увелич.инд-ю

при применнии таких цепей обеспечивается фильтрация гармоник и одновременно вх-х и вых-х L и С электронных приборов может легко включаться в соотв-щие LC-звенья. Эти цепи легко реализ-ся н эл-тах и с распред-ми, и с сосредот-ми парам-ми на частотах 10-18 ГГц.

Г-образная цепь обеспеч-т трансформ-ю R2 в R1, причём R2>R1.

Т- и П-образные строятся в виде послед-но соед-х Г-обр=х, поэтому допуск-ся произвол.соотн-е между R2 и R1. эти цепи трансф-т R2 в некоторое R0, которое затем в R1.

В Т-обр-х R0 выбираtтся > наиб-го из R2 и R1, а в П-обр-х R0 < наим-го из R2 и R1.

В случае послед-но соед-х Г-обр-х цепочек R0 выбир-ся = ср.геометрич-му.

Поскольку потери в Г-обр-х цепях наим. и пропорц-ны отнош-ю R1/R2, то переход к Т и П приводит к значит-му увелич-ю потерь (в 3-5 раз и больше). Поэтому такой переход целесообразен с целью повышения требов-й к ильтр-ии гармоник, удобства настройки и необх-ти учёта L и C выводов эл.прибора.

Эти цепи транс-ют произвольное сопр-е только на одной ч-те. И практически полоса пропускания генератора с такими цепями может достигать только 10-20% от частоты несущей.

При более широкой полосе, когда коэф-т перекртия по частотебольше 1,1-1,2, ЦС выполняют в виде ФНЧ трансформатора: на практике его применяют при 0,1<R1/R2<10, при коэф.перекр-я ≤ 2-3, кол-ве элементов ≤ 6-8.

С увеличением частоты номиналы эл-тов уменьшаются и особенно затрудняется реализация L≤10-20 нГн. Поэтому в схеме используют доп.инд-ть такой величины, чтобы суммарная была реализуема (схема 4).

А для компенсации избыточной инд-ти устанавл-ся доп.ёмк-ть. Чем больше доп.инд-ть и меньше доп.ёмк-ть, тем лучше выражены резонансные свойства, лучше фильттрация гармоник, но уже полоса проп-я и больше потери.

На частоте > 100-300 МГц ЦС выполняют на отрезках линий: вх.сопр-е дл.линии, нагруженной на некот-е сопр-е нагрузки: Zвх=Zн(1+j(Zс/Zн)tgθ)/(1+j(Zн/Zс)tgθ); Zс – волновое сопр-е линии, θ – эл.длина линии

,

Связь между геом-й и эл-й длиной:

4 частных случая, интересных на парктике:

1) - линия эквив-на последоват-й инд-ти, величина которой почти не зависит от частоты:

2) - линия эквив-на паралл-й ёмк-ти:

3) - последоват-й контур с резонансной частотой , длина линии λ/4, характеристич.сопр-е контура .

4) - параллельный контур. при l=λ/4; .

В 3 и 4, когда эквив.дл.линии не более чем в 0,5-1,5 раз отличается от λ/4, линия осущ-ет инверсию нагрузочного сопротивления (обратную трансормацию).