16. Широкодиапазонные гвв на транзисторах. Цепи коррекции.

Для построения однотактных схем генераторов используются ФНЧ-трансформаторы.

При построении их параллельно выходным электродам включают ёмкость для создания достаточно низких сопротивлений по высшим гармоникам и обеспечения близкого к гармоническому выходного напряжения:

Свых – параллельная ёмкость, включённая в общ. с нагрузки.

Шунтирующее действие этой ёмкости оценивается коэффициентом шунтирования:

Коэфф-т шунтирования характеризует сопротивление ёмкости (Свых+С1) при работе на верхней частоте относительно номинального входного сопротивления. Для компенсации шунтирующего действия этой ёмкости включают 1-2 дополнительных элемента (L1, C2).

Переход к 2х,3х звенному фильтру с оптимально подобранными параметрами позволяет существенно снизить нелинейность АЧХ и увеличить коэф-т бегущей волны. Если коэф-т αвх>0,5-1, то такие цепи дают недопустимо малый КБВ, чтобы вся мощность уходила в нагрузку, а не отражалась. Поэтому необходимо уменьшать сопротивление нагрузки (Rвх.ном) при заданных частотах и емкостях (С1, Свых), либо при небольших перекрытиях по частоте (<3-5) переходить к полосовым схемам.

Для полосовых схем:

Эквивалентная полосовая схема:

для полосовой цепи связи элементы, образующие параллельные и последовательные контура определяются из условия резонанса на ср.геометрической частоте (√ωн/ωв).

П ереход к ПФ увеличивает кол-во эл-тов в 2 раза, но т.к. они заменяют блокирующие элементы и намного меньше в размерах, то схема даже может быть несколько проще.

Построение согласующих цепей сильно зависит от типа прибора и его эквив.сх. поэтому на НЧ МДП-транзисторы полевые с ОИ по входу эквивалентны ёмкости. И транзистор предыдущего каскада должны обеспечивать на емкостном сопротивлении постоянную амплитуду в заданном диапазоне частот (работа на реактивную нагрузку).

Такая работа нежелательна, т.к.:

1) КПД и мощность генератора оказываются близки к 0 даже при отсечке тока.

2) для поддержания постоянной амплитуды на емкостной нагрузке в диапазоне частот ток на выходе прибора должен линейно увеличиваться либо одновременно меняться ток и напряжения (чтобы напряжение оставалось постоянным с увеличением частоты). Это можно сгладить непосредственным шунтированием входной ёмкости резистором, но это ведёт к неопределённо большим потерям мощности.

Цепи коррекции.

-для коррекции усиления в широком диапазоне частот. Общ.сх.:

Скорр и Rкорр –цепочка с постоянной времени как и у транзистора (Свх.тр и Rвх.тр); rкор,Lкор – включаются с целью изменения соотношения между Свх.тр, Rвх.тр, rвх.тр, Lвх.тр.

В зависимости от АЧХ на практике включают лишь часть этих элементов; Спар, Rпар, rпар, Lпар – для создания частотно-зависимого сопротивления входа. Их подбирают т.о., чтобы через результирующее сопротивление протекал при постоянном (Zвх.тр+Zвх.кор) нпряжении ток базы, амплтда которого в диапазоне частот была бы обратно пропорциональна уменьшению коэ-та усиления транзистора по току.

Для ПТ цепь коррекции строится точ также.

В диапазоне СВЧ при кратности перекрытия по частоте=2 удобна схема:

l_э=λ/2 на ωв, l_э=λ/4 на ωн – такой должна быть Эл.длина 2х линий.

в этом случае избыток энергии необходимой для возбуждения на ωн будет рассеиваться на балластном резисторе. С увеличением частоты энергия рассеивается всё меньше, и коэфф-ты выравниваются.