Отчет по УИР. Телевизионные усилители
Далее, из решения системы нелинейных уравнений (3), находятся нормированные значения элементов КЦ, обеспечивающие максимальный коэффициент усиления каскада при заданном допустимом уклонении АЧХ от требуемой формы.
Многократное решение системы линейных неравенств (5), для различныхи, позволяет осуществить синтез таблиц нормированных значений элементов КЦ, по которым ведется проектирование усилителей.
В качестве примера осуществим синтез таблиц нормированных значений элементов одной из наиболее простых и эффективных КЦ применяемых в полосовых усилителях мощности, схема которой приведена на рис.1.
Рис. 8.1.
Аппроксимируя входной и выходной импедансы транзисторов V1 и V2 RC- и RL-цепями, от схемы приведённой на рис. 1 перейдём к схеме приведённой на рис.2.
Рис. 8.2.
Вводя идеальный трансформатор после конденсатора С2, с последующим применением преобразования Нортона, перейдём к схеме представленной на рис.3.
Рис. 8.3.
Коэффициент прямой передачи последовательного соединения КЦ и транзистора V2, c учётом преобразования КЦ (рисунок 3), можно описать выражением:
, (6)
где ; - коэффициент усиления транзистора V2 по мощности в режиме двустороннего согласования на частоте ;
(7)
(8)
- нормированные относительно и значения элементов .
По известным значениям , переходя от схемы на рис 3 к схеме на рис.2, найдём:
(9)
где , - нормированное относительно и значение .
Из (6) следует, что коэффициент усиления каскада в полосе пропускания равен:
(10)
Соотношения (7) - (9) позволяют рассчитать нормированные значения элементов схемы (рис.1) по известным коэффициентам b1, b2, b3, b4. Для нахождения указанных коэффициентов сформируем квадрат модуля функуции-прототипа передаточной характеристики рассматриваемой цепи:
Коэффициенты находятся по известным корням уравнения:
Для нахождения коэффициентов составим систему линейных неравенств:
(11)
Решая неравенства (11), при максимизации функции цели:, найдём коэффициенты обеспечивающие получение максимального коэффициента усиления при заданной допустимой неравномерности АЧХ в заданном диапазоне частот.
В таблице 1 приведены результаты расчетов нормированных значений элементов , полученные для неравномерности АЧХ равной дБ при различных значениях и различных значениях отношения , где - верхняя и нижняя частоты полосового усилителя.
Нормированные значения элементов КЦ Таблица 8.1
-
1.3
b1=0.29994
b2=2.0906
b3=0.29406
b4=1.0163
0.00074
0.0007
0.0006
0.0005
0.0004
0.0003
0.0002
0.0001
0.0
0.2215
0.2341
0.2509
0.2626
0.2721
0.2801
0.2872
0.2935
0.2999
5.061
4.758
4.419
4.216
4.068
3.951
3.855
3.773
3.702
100.2
88.47
76.29
69.26
64.22
60.27
57.04
54.31
51.96
0.00904
0.01030
0.01200
0.01325
0.01429
0.01523
0.01609
0.01689
0.01764
1.4
b1=0.42168
b2=2.1772
b3=0.40887
b4=1.0356
0.0021
0.002
0.0015
0.001
0.0007
0.0005
0.0003
0.0002
0.0
0.3311
0.3424
0.3728
0.3926
0.4024
0.4084
0.4139
0.4166
0.4217
3.674
3.538
3.231
3.066
2.994
2.951
2.914
2.896
2.864
39.44
36.13
29.34
25.96
24.49
23.66
22.91
22.57
21.93
0.02158
0.02366
0.02931
0.03313
0.03500
0.03631
0.03746
0.03803
0.03911
1.6
b1=0.55803
b2=2.2812
b3=0.52781
b4=1.0474
0.0045
0.004
0.003
0.002
0.0015
0.001
0.0007
0.0005
0.0
0.4476
0.4757
0.5049
0.5259
0.5349
0.5431
0.5478
0.5508
0.5580
3.002
2.799
2.630
2.527
2.487
2.452
2.433
2.421
2.392
21.54
17.78
15.07
13.54
12.96
12.46
12.19
12.02
11.63
0.03620
0.04424
0.05235
0.05822
0.06075
0.06313
0.06448
0.06535
0.06747
1.8
b1=0.75946
b2=2.4777
b3=0.69615
b4=1.0844
0.0091
0.009
0.008
0.007
0.005
0.002
0.001
0.0005
0.0
0.6180
0.6251
0.6621
0.6810
0.7092
0.7411
0.7514
0.7551
0.7595
2.526
2.495
2.335
2.267
2.180
2.096
2.075
2.065
2.055
12.93
12.43
9.831
8.914
7.858
6.886
6.646
6.536
6.431
0.0540
0.0560
0.0711
0.0791
0.0892
0.1013
0.1050
0.1060
0.1080
2
b1=0.98632
b2=2.7276
b3=0.87132
b4=1.13
0.0144
0.014
0.012
0.01
0.007
0.005
0.001
0.0005
0.0
0.831
0.850
0.888
0.911
0.938
0.953
0.980
0.986
0.986
2.189
2.133
2.039
1.991
1.942
1.917
1.878
1.871
1.869
8.543
7.586
6.182
5.578
5.010
4.736
4.319
4.240
4.233
0.073
0.082
0.101
0.112
0.124
0.131
0.142
0.145
0.145
2.5
b1=1.4344
b2=3.2445
b3=1.1839
b4=12206
0.0236
0.023
0.022
0.02
0.015
0.01
0.005
0.001
0.0
1.262
1.282
1.299
1.320
1.358
1.387
1.412
1.430
1.434
1.842
1.814
1.793
1.770
1.736
1.714
1.699
1.689
1.686
5.423
4.797
4.367
3.932
3.379
3.058
2.829
2.685
2.652
0.097
0.109
0.121
0.133
0.153
0.168
0.181
0.188
0.190
3
b1=2.0083
b2=3.9376
b3=1.5378
b4=1.3387
0.032
0.031
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0.0
1.827
1.852
1.864
1.900
1.927
1.950
1.971
1.990
2.008
1.628
1.614
1.609
1.595
1.589
1.584
1.582
1.580
1.579
4.027
3.421
3.213
2.717
2.458
2.280
2.143
2.032
1.939
0.112
0.131
0.139
0.163
0.178
0.190
0.200
0.209
0.218
4
b1=2.9770
b2=5.1519
b3=2.1074
b4=1.573
0.0414
0.041
0.04
0.035
0.03
0.02
0.01
0.005
0.0
2.787
2.798
2.812
2.848
2.872
2.912
2.946
2.962
2.977
1.455
1.455
1.456
1.460
1.464
1.474
1.483
1.488
1.492
3.137
2.907
2.661
2.229
2.010
1.772
1.611
1.548
1.493
0.124
0.133
0.144
0.170
0.185
0.207
0.223
0.231
0.237
5
b1=4.131
b2=6.6221
b3=2.7706
b4=1.8775
0.0479
0.047
0.045
0.04
0.03
0.02
0.01
0.005
0.0
3.936
3.955
3.972
4.000
4.040
4.073
4.103
4.128
4.131
1.353
1.360
1.366
1.377
1.395
1.411
1.426
1.439
1.440
2.716
2.388
2.162
1.898
1.635
1.478
1.366
1.287
1.279
0.130
0.146
0.160
0.180
0.204
0.221
0.235
0.245
0.247
6
b1=4.79
b2=7.4286
b3=3.109
b4=2.0246
0.050
0.048
0.045
0.04
0.03
0.02
0.01
0.005
0.0
4.604
4.625
4.644
4.667
4.704
4.735
4.763
4.787
4.790
1.315
1.325
1.334
1.346
1.366
1.382
1.399
1.414
1.415
2.413
2.105
1.914
1.730
1.518
1.401
1.284
1.213
1.206
0.139
0.157
0.171
0.186
0.208
0.223
0.237
0.247
0.248
Анализ полученных результатов показывает, что при заданном значении относительная полоса пропускания каскада не может быть менее определенного значения.
При больших величинах отношения анализируемая схема КЦ перерождается в трехэлементную КЦ. Поэтому в таблице приведены результаты расчетов КЦ ограниченные отношением равным шести.
Таким образом, расчет КЦ сводится к следующему. В соответствии с заданным отношением , по соотношению (8) и табличным значениям b1, b2, b3, b4 рассчитывается , по таблицам находятся нормированные значения элементов соответствующие рассчитанному . Далее по формулам (9) осуществляется их перерасчет в элементы, что соответствует переходу от схемы на рис. 3 к схеме на рис. 2. И, наконец, осуществляется де нормирование элементов КЦ.
9. ВЫВОДЫ
Из всего рассмотренного нашли, что в ДМВ диапазоне так же как и в МВ диапазона, где применяются усилители мощности с раздельным усилением радиосигналов изображения и звука и с последующим сложением их мощностей на мостовых схемах сложения или на диплексерах, возможно применение раздельного усиления радиосигналов изображения и звука с последующим сложением их на диплексере либо на НО для получения на выходе передатчиков заданных соотношений Риз/Рзв равных 10:1, соотвествующих нормам ГОСТа.
ЛИТЕРАТУРА
Одаренко Д.Н., Титов А.А. Проектирование диплексера телевизионного усилителя мощности // Материалы региональной научно-технической конференции ”Радиотехнические и информационные системы и устройства”. - Томск. Изд-во ТУСУР. 1999.
Титов А.А., Мелихов С.В. Усилитель мощности с защитой от перегрузок // Приборы и техника эксперимента. 1993. №6. С. 118-121.
Иванов В.К. Оборудование радиотелевизионных передающих станций. - М.: Радио и связь. 1989.
ГОСТ Р 50890-96. Передатчики телевизионные маломощные.
ГОСТ 20532-83. Радиопередатчики телевизионные 1 - 5 каналов.
Зернов Н.В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. -М.: Энергия.1965.
Титов А.А., Ретивых А.Е. Расчет межкаскадной корректирующей цепи полосового усилителя мощности // Труды третьего международного симпозиума "Конверсия науки - международному сообществу ". - Томск. Изд-во ТГУ. 1999. С. 70.
Приложение А