Синтез компенсирующих цепей на основе ППФ, ФВЧ и понижающих трансформаторов Нортона

Основная причина появления ограничений (6.9) и (6.23) на максимальную частоту рабочего диапазона /тах - использование фильтров нижних частот в синтезированных трансформирующих структурах, схемы которых показаны на рис. 6.3 и 6.5. Устранить отмеченные ограничения и обеспечить работу компенсирующих схем на сосредоточенных элементах в диапазоне частот до 1000 МГц можно с помощью применения полосно-пропускающих фильтров вместо фильтров нижних частот.

На рис. 6.6 приведена схема компенсирующей цепи, выполненная на основе двух ППФ с понижающими трансформаторами Нортона и ФВЧ, которая включает два Г-образных ППФ второго порядка и симметричный Т-образный ФВЧ третьего порядка. В качестве опорного элемента для трансформатора Нортона Y (см. рис. 6.2) использовалась емкость параллельного контура ППФ. Для получения минимального количества элементов и обеспечения максимально реализуемой полосы рабочих частот, как и в предыдущих схемах, должно выполняться условие (6.17). Расчет параметров схемы проводится по типовой методике расчета чебышевских фильтров и с использованием соотношений (6.3) - (6.5), определяющих значения элементов трансформатора Нортона.

Схема компенсации на основе двух ППФ со встроенными понижающими трансформаторами Нортона и ФВЧ

Рис. 6.6. Схема компенсации на основе двух ППФ со встроенными понижающими трансформаторами Нортона и ФВЧ

Для значения коэффициента трансформации кт = 4, минимальной частоты рабочего диапазона /min =900 МГц, максимальной частоты рабочего диапазона /тах -1100 МГц и сопротивления нагрузки Rn=Ri= 50 Ом номиналы элементов схемы равны: Q = С5 = 1,56 пФ; Ly=L5 =16,23 нГ; L2=L4=3,90 нГ; 13=3,34 нГ; С3 =25,97 пФ; Г max = 0,04 .

Результаты расчета АЧХ схемы компенсации на основе ППФ в среде MWO представлены на рис. 6.7, откуда видно, что АЧХ имеет явный чебышевский альтернанс, соответствующий полосно-пропус- кающей цепи второго порядка. За счет влияния друг на друга каскадно включенных трех фильтров (ППФ - ФВЧ - ППФ) результирующая частотная характеристика несколько расширилась и сместилась по частоте вверх. Однако это смещение может быть скомпенсировано перерасчетом элементов для новых значений и /max* Форма

АЧХ показывает, что указанные выше значения элементов являются хорошим начальным приближением для оптимизации на втором этапе синтеза схемы компенсации.

Амплитудно-частотная характеристика схемы компенсации на основе ППФ со встроенными трансформаторами Нортона и ФВЧ

Рис. 6.7. Амплитудно-частотная характеристика схемы компенсации на основе ППФ со встроенными трансформаторами Нортона и ФВЧ

Схема, приведенная на рис. 6.6, за счет использования ППФ не имеет ограничений на величину /тах, однако из условия (6.17) следует ограничение на максимальную величину коэффициента трансформации:

Здесь gi - первый нормированный элемент Г-образного низкочастотного фильтра прототипа второго порядка; g[ - первый нормированный элемент Т-образного низкочастотного фильтра прототипа третьего порядка.

Эффективность широкополосных свойств данной схемы составляет 40 %. Это достаточно высокий показатель для фильтров второго порядка. Эффективность можно повысить за счет увеличения порядка фильтров, однако это приведет к существенному усложнению схемы, что вряд ли целесообразно в устройствах повышенной мощности. По сравнению со схемой компенсации на квазиполиномиальных ППФ второго порядка, рассмотренной в пятой главе, для той же полосы частот межэлекгродная емкость Cd, подлежащая компенсации, за счет использования трансформаторов Нортона увеличивается в первом приближении пропорционально коэффициенту трансформации. Это позволяет реализовывать параллельное включение нескольких мощных управляющих элементов и ориентироваться на перспективные разработки новых типов полупроводниковых приборов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >