Проектирование цепей коррекции, согласования и фильтрации усилителей мощности радиопередающих устройств (стр. 4 из 16)
Наиболее полная и удобная для инженерных расчетов методика проектирования рассматриваемых трансформаторов импедансов приведена в [25, 26]. В таблице 2.2 представлены взятые из [26] нормированные относительно
и 
значения элементов 
для относительной полосы рабочих частот трансформатора 
равной 0,2 и 0,4 и для коэффициента трансформации сопротивления 
лежащего в пределах 2...30 раз, где 
= 
– входное сопротивление трансформатора в полосе его работы, 
= 
– средняя круговая частота полосы рабочих частот трансформатора. 
а) б)
Рис. 2.3
Выбор w равной 0,2 и 0,4 обусловлен тем, что это наиболее часто реализуемая относительная полоса рабочих частот полосовых передатчиков средней и большой мощности, так как в этом случае перекрывается любой из каналов телевизионного вещания и диапазоны ЧМ и FM радиовещания [27].
Таблица 2.2 – Нормированные значения элементов трансформатора
| | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 | 10 | 15 | 20 | 30 | |
| w = 0,2 |  | 0,821 | 1,02 | 1,16 | 1,36 | 1,51 | 1,62 | 1,84 | 2,02 | 2,27 |
 | 0,881 | 0,797 | 0,745 | 0,671 | 0,622 | 0,585 | 0,523 | 0,483 | 0,432 | |
| w = 0,4 | | 0,832 | 1,04 | 1,19 | 1,40 | 1,56 | 1,69 | 1,95 | 2,15 | 2,46 |
| | 0,849 | 0,781 | 0,726 | 0,649 | 0,598 | 0,559 | 0,495 | 0,453 | 0,399 |
При выбранных значениях
нормированные значения элементов 
определяются из соотношений [23]: 
(2.8)Истинные значения элементов
рассчитываются по формулам: 
(2.9)Пример 2.3. Рассчитать элементы
трансформатора импедансов (рис. 2.3) при w = 0,2, = 20 и предназначенного для работы в FM диапазоне (88...108 МГц) на нагрузку 75 Ом.Решение. Из таблицы 2.2 для
= 20 найдем: = 2,02, 
= 0,483. По формулам (2.8) определим: 
= 9,67, 
= 0,101. С учетом того, что = 
= 3,75 Ом, а = 
= 6.154·108 из (2.9) получим: 
= 12,3 нГн, 
= 208 пФ, 
= 58,9 нГн, 
= 43,7 пФ.2.4. Фильтры высших гармонических составляющих полосового усилителя
Выходные каскады полосовых усилителей мощности работают, как правило, в режиме с отсечкой коллекторного тока, так как в этом случае можно получить в нагрузке значительно большую мощность, чем от каскада, работающего в режиме без отсечки, при одновременном обеспечении более высокого коэффициента полезного действия [2, 3, 4, 9, 24]. Однако в этом случае сигнал на выходе усилителя оказывается не синусоидальным и содержит в своем спектре высшие гармонические составляющие, приводящие к большим внеполосным излучениям. В соответствии с требованиями ГОСТ [28, 29], уровень любого побочного (внеполосного) радиоизлучения передатчиков с выходной мощностью более 25 Вт должен быть не менее чем на 60 дБ ниже максимального значения выходной мощности радиосигнала. Указанное требование достигается установкой на выходах усилителей мощности фильтрующих устройств, в качестве которых чаще всего используются фильтры Чебышева (рис. 2.4) и фильтры Кауэра (рис. 2.5) [2, 3, 4, 30].
Рис. 2.4
Рис. 2.5
В таблице 2.3 представлены взятые из [31] нормированные относительно
и 
значения элементов приведенных фильтров, соответствующие максимальному значению затухания в полосе пропускания равному 0,1 дБ.Таблица 2.3 – Нормированные значения элементов фильтров
| Тип |  ,дБ | | | |  |  |  |  |  |  |  |
| N=5 | Ч | 37 | 1,14 | 1,37 | 1,97 | 1,37 | 1,14 | ||||
| К | 57 | 1,08 | 1,29 | 0,078 | 1,78 | 1,13 | 0,22 | 0,96 | |||
| N=6 | Ч | 49 | 1,16 | 1,40 | 2,05 | 1,52 | 1,90 | 0,86 | |||
| К | 72 | 1,07 | 1,28 | 0,101 | 1,82 | 1,28 | 0,19 | 1,74 | 0.87 | ||
| N=7 | Ч | 60 | 1,18 | 1,42 | 2,09 | 1,57 | 2,09 | 1,42 | 1,18 | ||
| К | 85 | 1,14 | 1,37 | 0,052 | 1,87 | 1,29 | 0,23 | 1,79 | 1,23 | 0,17 | 1,03 |
При этом приняты следующие обозначения: N – порядок фильтра;
– гарантированное затухание высших гармонических составляющих на выходе фильтра; Ч – фильтр Чебышева; К – фильтр Кауэра.Истинные значения элементов
рассчитываются по формулам: 
(2.10)Пример 2.4. Рассчитать фильтр Кауэра пятого порядка при
= 50 Ом и 
= 100 МГц.Решение. Из таблицы 2.3 найдем, что нормированные значения элементов фильтра Кауэра пятого порядка равны:
= 1,08; 
= 1,29; 
= 0,078; 
= 1,78; 
= 1,13; 
= 0,22; 
= 0,96. После денормирования по формулам (2.10) получим: 
= 34,4 пФ; 
= 103 нГн; 
= 2,5 пФ; 
= 56,7 пФ; 
= 90 нГн; 
= 7,0 пФ; 
= 30,6 пФ. Как следует из таблицы 2.3, спроектированный фильтр обеспечивает гарантированное затухание высших гармонических составляющих на выходе фильтра равное 57 дБ.