Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
4.2. ДИАГРАММА СМИТА ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯОбычно диаграмма Смита представляет собой семейство кривых для полных сопротивлений или проводимостей, вдоль каждой из которых активное или реактивное сопротивление постоянно, либо аналогичное семейство кривых для проводимостей. В пассивных цепях как с сосредоточенными, так и с распределенными элементами при построении диаграммы, естественно, полагается, что максимум коэффициента отражения не превышает единицы. В этом случае вся диаграмма помещается внутри круга единичного радиуса. Если нагрузкой линии является активный полупроводниковый элемент, например туннельный диод, диод Ганна или полевой транзистор на арсениде галлия, то коэффициент отражения от такого элемента вполне может превысить единицу. Чтобы охватить и этот случай, строят диаграмму Смита при отрицательных значениях активного сопротивления. В такой диаграмме описанная выше стандартная диаграмма является лишь частью полной диаграммы, что позволяет снять ограничения на максимум коэффициента отражения. Обычно этот максимум все же ограничивают значением 3,16 (рис. 4.12). Большие значения встречаются редко. Активным нагрузкам с отрицательным активным сопротивлением соответствует часть диаграммы, лежащая вне круга единичного радиуса, нанесенного жирной линией на рис. 4.12. Так как вне этого круга понятие Область применения диаграммы Смита при отрицательных значениях активного сопротивления - исследование генераторов и усилителей с отрицательным активным сопротивлением. Как будет показано ниже, по-прежнему одной из важнейших остается проблема согласования. При разработке цепей связи генератора или усилителя на активном элементе для согласования можно использовать двухполюсники либо четырехполюсники в зависимости от выбранного активного элемента. Транзистор, будь то полевой транзистор на арсениде галлия или биполярный, можно рассматривать как устройство с одним, двумя или даже с тремя плечами в
Рис. 4.12. Диаграмма Смита при отрицательных значениях активного сопротивления
Рис. 4.13. Зависимость отрицательного сопротивления или проводимости от уровня зависимости от выбранной схемы включения (см. разд. 4.6). В схемах с транзисторами широко используется как положительная, так и отрицательная обратная связь для получения генераторов либо усилителей. В радиочастотных диапазонах сочетание активного и пассивного двухполюсников широко применяется при построении усилителей, работающих на отражении, и генераторов с самовозбуждением. В устройствах с одним входом активный элемент обычно имеет вид СВЧ диода типа Ганна или лавинно-пролетного диода. Обобщенная зависимость отрицательного сопротивления (проводимости) активного элемента от уровня С учетом этого обстоятельства в момент включения (уровень напряжение возбуждения колеблется в окрестности Соображения, изложенные выше, можно записать в виде нескольких простых уравнений: первое - для начального момента
второе - условие резонанса
Когда добротность резонансной цепи достаточно велика, потери в ней малы. Следовательно, возможен переход от последовательной к параллельной цепи:
т. е. при
Дуальность позволяет распространить условие самовозбуждения генератора в последовательной цепи на параллельные цепи. Поэтому
а условие резонанса
В соответствии с этими равенствами исследование генераторов - несколько видоизмененная задача согласования полных сопротивлений, для решения которой так хорошо приспособлена диаграмма Смита. Пример 4.4. Рассчитать генератор на активном приборе, коэффициент отражения от входа которого в режиме малого сигнала составляет Решение Рассмотрим последовательную резонансную цепь (рис. 4.14). Начнем с условий резонанса, выполнение которых необходимо для генерирования:
и подставим эти значения в выражение для коэффициента отражения:
и
Но согласно условиям резонанса
Рис. 4.14. Последовательная эквивалентная схема генератора и частотная зависимость ее реактивной составляющей
следовательно,
Условие резонанса в такой форме более предпочтительно, когда используется диаграмма Смита с отрицательными значениями активного сопротивления. В исходных данных
Рис. 4.15. Применение диаграммы Смита при расчете генератора
т. е.
Это значение к соответствует режиму малого сигнала. Напомним, что условие нормальной работы автогенератора в режиме большого сигнала
при этом обеспечивается надежное самовозбуждение. Так как
Величины Совершенно аналогично может быть рассмотрен генератор, эквивалентная схема которого - параллельная резонансная цепь. Здесь следует использовать свойство инверсии диаграммы Смита к проводимостям (это свойство у диаграммы с отрицательными значениями активного сопротивления сохраняется).
|
1 |
Оглавление
|