Сложная схема выхода

Как говорилось выше, сложная схема выхода содержит два и более связанных между собой резонансных контуров. На практике чаще всего применяют два (гораздо реже три) связанных контура.

Вид АЧХ связанных контуров различен и зависит от величины фактора связи.

Прежде чем перейти к рассмотрению конкретных схем напомним некоторые понятия, которые используются при анализе связанных контуров.

Элемент связи Z_св. Элемент связи между контурами - это элемент, через который осуществляется передача энергии из одного контура в другой. Элементами связи могут быть конденсаторы С_св, катушки индуктивности L_св, взаимоиндуктивность M_св, а также некоторые комбинации перечисленных элементов.

Сопротивление связи X_св. Сопротивление связи это реактивная часть сопротивления элемента связи . Активной составляющей элемента связи обычно пренебрегают из-за малости ее влияния на погрешность в расчетах.

Коэффициент связи между контурами k_св. Исходная формула для расчета коэффициента связи имеет вид

где волновые сопротивления промежуточного и антенного контуров соответственно. Они определяется при нулевой связи между собой;

При необходимости коэффициент связи можно также представить иначе

коэффициенты связи промежуточного контура с антенным контуром и антенного контура с промежуточным.

Фактор связи между контурами А_св. Исходная формула для расчета фактора связи имеет вид

где нагруженные добротности промежуточного и антенного контуров соответственно.

В зависимости от фактора связи «А_св» АЧХ цепи согласования может быть одногорбовой (А_св<1), уплощенной (А_св=1), двугорбовой (А_св>1). Ширина полосы пропускания ЦС по уровню 0.7 при разных величинах фактора связи будет различной. Например, при А_св=1 и одинаковой добротности контуров полоса пропускания по уровню 0.7 составляет

При А_св =2.42 провал в двугорбовой характеристики достигает 0.7, а полоса по уровню 0.7 и одинаковой добротности контуров становится равной

На рисунке представлен график АЧХ входного сопротивления ЦС при факторе связи А_св>1.

В системах связи полоса пропускания ЦС по уровню 0.7 и полоса, занимаемая ВЧ сигналом имеют следующее соотношение

.

Это дает право не учитывать влияние неравномерности АЧХ на передаваемое сообщение. Однако неравномерность АЧХ может привести к изменению режима работы ГВВ.

Двухконтурная резонансная цепь согласования имеет три резонансной частоты, на которых входное сопротивление цепи становится чисто активной величиной.

1. Частота полного резонанса. Она соответствует настройке на частоту возбуждающего сигнала в резонанс каждого из контуров. Эта частота настройки занимает центральное положение на АЧХ.

2. Частоты частичного резонанса. Их две. Это частоты и . Они соответствуют экстремальным значениям АЧХ ЦС. На этих частотах каждый контур немного расстроен относительно частоты возбуждения, но так, что расстройка одного контура компенсируется противоположной расстройкой второго контура.

ВУМ может работать на любой из этих резонансных частот.

КПД цепи согласования . Он определяется отношением мощности , поступающей в оконечную нагрузку, к мощности , подводимой к цепи согласования со стороны АЭ

КПД цепи согласования можно выразить через произведение КПД промежуточного и антенного контуров цепи согласования, рассматриваемых как самостоятельные устройства.

.

Эта формула может быть выражена через потери в связанных контурах

.

Мощность - это колебательная мощность, которая поступает в антенный контур. Часть мощности теряется в промежуточном контуре , другая часть в антенном контуре . Мощности потерь в основном преобразуются в тепловую мощность, которая разогревает элементы контуров. Эти потери обязаны своим появлением омическому сопротивлению элементов ЦС.

Коэффициент фильтрации сложной схемы выхода

Фильтрующая способность сложной схемы выхода определяется двумя связанными резонансными контурами и достигает своего максимума при работе ЦС на частоте полного резонанса. Если антенный и промежуточный контуры настроены на частоту внешнего возбуждения, то появляется состояние, когда входное сопротивление антенного контура чисто активно и является нагрузкой промежуточного контура. В этом случае коэффициент фильтрации можно представить в следующем виде

.

При использовании частичных резонансов фильтрующая способность цепи согласования снижается на (10-20)%.

Рассмотрим конкретный пример сложной схемы выхода

Применительно к приведенной схеме коэффициент фильтрации можно записать в виде

.

Если положить и , то КПД сложной схемы выхода при заданной степени подавления высших гармоник можно оценить по формуле

.

Если , , максимально возможное значение КПД сложной схемы выхода составит

, (92.7%).

Как видно из полученного результата сложная схема выхода способна обеспечить требуемую фильтрацию высших гармоник при высоком значении КПД цепи согласования. Такой результат совершенно не по плечу простой схеме выхода. Полученный результат принадлежит лучшей фильтрующей схеме. Однако и другие схемы дают приемлемые результаты. Приемлемым считается КПД цепи согласования ВУМ с величиной не менее 0.7 (70%).

Дата добавления: 2015-07-24