8.1. Пример расчета согласования выхода фильтра со входом урч

Исходные данные

Диапазон частот f=935…960 МГц.

Средняя частота полосы пропускания f₀=947.5 МГц.

Активная составляющая входного сопротивления транзистора УРЧ R_вх=R_Н= =126 Ом.

Емкость входа транзистора УРЧ С_вх=С₄=1.12 пФ.

Активная составляющая выходного сопротивления фильтра R_вых=R_Г= =50·R_Н=6300 Ом.

Емкость выхода фильтра С_вых=С₁=0.03 пФ.

Согласование выполняется по схеме рисунка 7.2(а) с трансформацией вниз.

Расчет

1. Задается максимальный коэффициент отражения |Г_max|=0.1.

2. Коэффициент трансформации K_↑=1/K_↓=R_Г/R_Н=50 был выбран при расчете G_вых фильтра (п. 4.8) из условия согласования выхода фильтра со входом УРЧ. При этом R_Г=K_↑R_Н=50∙126=6300 Ом.

3. По таблице 8.1 находятся предельные значения α₁, α₄ и 1/δ при n=2; |Г_max|=0.1 и K=50:

4. Вычисляются вспомогательные коэффициенты

Здесь x=2.1213 взято из таблицы 8.2 при n=2 для чебышевского приближения.

5. Рассчитываются нормированные значения

6.Разнормированные значения реальных элементов

7. Определяются дополнительные величины

Здесь С_Г=С_вых=0.04 пФ; С_Н=С_вх=1.12 пФ.

8. Окончательная схема согласования приведена на рисунке 8.1. Заметим, что при реальных полосах согласования более узких, чем предельные, требования к реактивным составляющим сопротивлений генератора и нагрузки значительно ослаблены [13], поэтому дополнительные элементы С_1доп и С_4доп можно не ставить.

9. Максимальные потери при отражении

8.2. Пример расчета согласования выхода урч с характеристическим сопротивлением тракта свч

Исходные данные

Диапазон частот f=10.7…12.75 ГГц.

Средняя частота полосы пропускания f₀=11.7 ГГц.

Характеристическое сопротивление тракта ρ₀=50 Ом.

Выходное сопротивление УРЧ Z_вых=Z_Г=R_Г+jω₀L_Г=4.4+j5.3 Ом.

Выходное сопротивление Z_вых=Z_Г=R_Г+jω₀L_Г интерпретируется в виде последовательного соединения R_Г=4.4 Ом и индуктивности L_Г=5.3/ω₀=0.072 нГн (ω₀=2πf₀=2π·11.7·10⁹=73.5·10⁹ р/с).

Поскольку относительная полоса пропускания (в %)

больше 5%, то необходимо применить широкополосное согласование.

Согласование выполняется по схеме рисунка 7.2(б) с трансформацией сопротивления генератора R_Г вверх. При этом R_Н=ρ₀ не содержит реактивных элементов (рисунок 8.2).

Рисунок 8.2 – Схема согласования с трансформацией Rг вверх

Расчет

1. Задается максимально допустимый коэффициент отражения |Г_max|=0.1.

2. Определяется требуемый коэффициент трансформации сопротивлений:

Берется ближайшее значение К_↑=10 в соответствии с таблицей 8.1.

3. По таблице 8.1 при n=2, |Г_max|=0.1, К_↑=10 находятся предельные значения крайних элементов α₁, α₄ и относительная полоса согласования 1/δ=Δf/f₀:

4. Определяются вспомогательные коэффициенты:

Здесь x=2.1213 взято из таблицы 8.2 при n=2 для чебышевского приближения.

5. Рассчитываются нормированные значения

6.Разнормированные значения реальных элементов

Эти значения будут определять величины реактивных элементов схемы рисунка 8.2. Дополнительную индуктивность L_1доп=L₁–L_Г=0.1–0.072=0.027 нГн можно не ставить, поскольку при реальной полосе согласования в 2 раза уже предельной, требования к реактивным составляющим сопротивления генератора и нагрузки значительно ослаблены [13].

7. Максимальные потери при отражении