А) Синфазні схеми.

У загальному випадку структурна схема такого мостового пристрою приведена на мал. 5.7.

Мал. 5.7

МД (міст-дільник) розподіляє потужність збудження на входи АЕ (активний елемент) і забезпечує їх розв’язку і узгодження з внутрішнім опором джерела сигналу.

МС (міст-суматор) забезпечує складання вихідних потужностей окремих підсилювачів і трансформацію опору nR_н в оптимальний опір навантаження R_опт для кожного з АЕ.

Бажано, щоб мости розсіювали малу потужність, отже, небажано використовувати резистивні елементи. Необхідно забезпечити максимальний ККД.

В якості МД і МС використовуються трансформатори опорів, показані на мал. 5.8. Ці схеми забезпечують зрушення фази на 90° за умови:

,

де .

Якщо підсумовуються потужності від n підсилювачів, повинні узяти n таких трансформаторів і тоді:

.

Мал. 5.8

Мал. 5.9

Для вихідного ланцюга узгодження: , R_{б 2}=2· R_н, причому R_{б 2} повинно бути розраховане на розсіювання половинної потужності одного транзистора (при нагоді виходу з ладу другого транзистора): P_{R б 2}> P ₁/2, де P ₁ - корисна потужність одного плеча.

Мал. 5.10

У діапазоні СВЧ трансформуючі ланцюги реалізуються у вигляді чвертьхвильових мікросмужних ліній (МПЛ).

Недоліком схем, подібних приведеною на мал. 5.9, є те, що баластні опори не заземлені; це затрудняє відведення тепла.

Це можна усунути за допомогою квадратного синфазного МС:

Мал. 5.11

Необхідно пам’ятати, що повна взаємна розв’язка роботи генераторів забезпечується тільки на частоті, відповідній чвертьхвильовому відрізку лінії. Зміна робочої частоти приводить до появи взаємного впливу генераторів.

Загальний недолік синфазних мостів: при зміні одночасно всіх вхідних опорів підсилювачів змінюється загальний вхідний опір на вході моста, отже, змінюється навантаження на попередній каскад.

Балансний транзистор - два транзистори одного типу провідність, розміщена в одному корпусі. Біполярні транзистори включать як із загальним емітером, так і із загальною базою, МДП-транзистори - із загальним витоком. Головна перевага - значне зменшення індуктивностей, які знаходяться усередині корпусу емітерних виводів, оскільки обидві половини транзистора розташовуються гранично близько один до одного. Індуктивність же загального виведення емітерів L_еобщ хоча і залишається великою, не викликає зворотного зв’язку і не знижує коефіцієнт посилення по потужності, оскільки через неї емітерні струми обох половинок протікають в протифазі.

Б) Квадратурні мостові схеми. У діапазоні метрових і коротших хвиль застосовують мостові пристрої, в яких різниця фаз підсумовуваних сигналів генераторів рівна 90°. ВЧ-напруга генераторів рівні по амплітуді і мають різницю фаз 90°.

Квадратурні МС використовують в тих випадках, коли необхідно усунути в навантаженні появу відбитих сигналів, викликаних кінцевим ступенем узгодження опору навантаження з опором мостового пристрою.

На мал. 5.12 в двох підсилювальних елементах сигнали посилюються зрушеними на 90°.

Мал. 5.12

Якщо вхідні опори обох транзисторів підвищуються, то опір R'' зросте, а R' зменшиться ( - де R_{вx 1} - вхідний опір транзистора VT ₁), але вхідний опір всього каскаду буде незмінним.

Схема квадратного квадратурного МС на чотирьох відрізках ліній λ/4 показана на мал. 5.13. Напруга від генераторів на вхід моста поступає зрушеною по фазі на 90° один щодо одного. Легко відмітити, що ВЧ-сигнали генераторів виявляються синфазними в точці підключення навантаження R_н і протифазами в точці підключення баластного резистора R_б = R_н. Генератори взаємно незалежні. Опір навантаження для кожного з генераторів рівний R_н. Хвилевий опір продолинних ліній , поперечних ρ ₂= R_н.

Мал. 5.13

Смуга пропускання квадратурних мостів типу мал. 2.13 складає 5...10%. Ширшу смугу частот забезпечують мости на зв’язаних лініях.

Квадратурна мостова схема на зв’язаних МПЛ показана на мал. 5.14. Потужність розподіляється порівну для обох транзисторів (трьохдецибельний направлений відгалужовач), тоді потужність в баластному резисторі R_б не виділятиметься.

При рівнях потужності до 0,1... 1,0 кВт квадратурні мости виконуються зазвичай на полоскових і мікросмужних лініях. У мосту з лицьовим зв’язком обидві лінії розташовуються одна над одною і розділені тонкою діелектричною плівкою. Проте така конструкція виявляється технологічно складно здійснимою. У конструкції на МПЛ з торцевим зв’язком між лініями потрібний не тільки малий зазор ≈0,03 мм між лініями, але і дуже критична точність його практичного виконання. Тому або застосовують тандемне з’єднання двох мостів з істотно меншим зв’язком, або виконують міст Ланге, який містить гребінку з декількох зв’язаних ліній з достатньо великими зазорами між ними і не дуже критичними до точності їх виготовлення. Смуга пропускання таких мостів - 0,5...0,8 октави.

У діапазонах УКВ і СВЧ на рівнях потужності вище 1 кВт мостові схеми виконують на зв’язаних чвертьхвильових лініях, які розташовуються на певній відстані один від одного і поміщаються в загальний екран круглої або прямокутної форми.

Дата добавления: 2015-09-06