пряжения при сложении равных мощностей противофазных колебаний [58]. В области нижних частот обеспечивается полная развязка между входами 1 и2 при шунтировании входа 3 дополнительной индуктивностью L. В этом случае на входе / действует шунтирующая индуктивность L/2, а на входе 2 - индуктивность L/3. В области верхних частот устройство работает аналогично предшествующему.

Другая простая и причем согласованно-развязанная схема (рис. 12.23) [46, 52, 59] образуется из простейшей схемы рис. 12.15, а при включении симметричного относительно земли резистора 2R через линию. В области верхних частот входы /-2 и 3-4 полно-

Рис. 12.24. Согласоваиио-развязаииое устройство с последовательным соединением линий (а) и образовяиие четвертого иесимметричиого входа (б)

ч1 О^

Рис. 12.25. Согласованно-развязанное устройство с параллельным соединением линий

стью развязаны, поскольку передача между ними происходит через две идентичные цепи, в одной из которых происходит поворот фазы на 180°. При синфазных источниках на входах 1 ц 2 мощность суммируется в сопротивлении нагрузке на входе 4, а при противофазных - в сопротивлении нагрузке на входе 3. В обоих случаях коэффициент передачи мощности составит

4/)2(1--с08л;)2 (1+созл;)2

1662со52л; + (62 4-2)2з1п2л;

b = V~2 2(1+соз2л:)

при b = W/R = \ 2 получается наиболее пологая характеристика и, кроме того, Zbxi = Z. = = 2x4/2 = R.

В области нижних частот для полной развязки входов 1 я 2 необходимо шунтировать вход 4 индуктивностью L. В этом случае действующая шунтирующая индуктивность на входе / равна L/2, а на входе 2 равна L/3. Для полной развязки между входами 3 и 4 необходимо вход / шунтировать индуктивностью L, равной индуктивности намагничивания на магнитопроводе I.

Сформулированные в начале параграфа задачи 1 и 2 совместно решаются в устройстве (рис. 12.24, а). Введением дополнительной линии, связанной с магнитопроводом I (рис. 12.24, б), можно перевести симметричную нагрузку в несимметричную.

В отличие от схемы рис. 12.24, а также от схем рис. 12.14-12.16, получаемых из моста Уитстона при последовательном соединении линий, объединяющих пары противоположных его плеч, эти вводимые в мост линии можно соединять параллельно (рис. 12.25). В схеме рис. 12.25, Q* симметричную относительно земли нагрузку можно перевести в несимметричную тем же способом, что и для схемы рис. 12.24, а. Аналогично можно поступить и при ином включении зажимов относительно земли в схеме (рис. 12.25, б).

В [62] приведена, в частности, схема рис. 12.26, также решающая обе задачи. В ней три линии с Up =

= (Ul + и2) имеют по

одному своему проводнику с общими зажимами (один из которых заземлен) и поэтому могут размещаться на общем магнитопроводе!. По этой же

причине линии с и^р = -g

X (Ul - и2), идущие ковхо-

* Если в этой схеме обе нижние линии отсоединить от земли и разместить на тех же магнитопроводах, что и верхние линии, то получим четыре симметричных входа, подобно рис. 12.16.

Рис. 12.26.

устройство с ми входами

Согласоваиио-развязаииое четырьмя несимметричиы-

дам 1 и 5, размещаются на другом общем магнитопроводе II. Там же допустимо разместить и оставшуюся линию, так как напряжения на проводниках этих линий связаны единым соотношением при подключении источника к любому из четырех входов.

12.4. СЛОЖЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ ДВУХТАКТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Возможны различные варианты построения устройств сложения мощности двухтактных усилителей класса В с подавлением четных гармоник в каждом из них согласно сказанному в § 11.8. Переход к однотактному выходу осуществляется либо в каждом усилителе, после чего их мощности складываются, либо с помощью одного симметрирующего ТЛ на выходе симметричного устройства сложения или совмещенного с ним.

В данном параграфе рассматриваются устройства, решающие одновременно три задачи: подавление четных гармоник, суммирование мощности и переход к несимметричной нагрузке. Они имеют несколько худшие характеристики, чем в случае решения этих задач раздельными устройствами, но более компактные конструкции.

Предварительно рассмотрим схему рис. 12.27, а для сложения мощности двух однотактных усилителей (исходной для нее является схема рис. 12.1 при р = q = l/VY).

Для образования двухтактных входов достаточно в соответствии с рис. 11.47, а добавить два проводника (две обмотки) для противофазных плеч (рис. 12.28) и благодаря сильной связи между ними обеспечить подавление четных гармоник. В отличие от схемы рис. 12.27 это приведет в рабочем режиме к дополнительной емкостной реакции в соответствии с (11.28). В остальном на интервале значений х, где развязка велика, а рассогласование мало, эти параметры, а также к. п. д. в режиме сложения (или деления) близки к таковым для схемы рис. 12.27, которую значительно проще анализировать в области верхних частот.

В области нижних частот параметры обеих схем очевидны, входы /-2 и 3-4 полностью развязаны между собой, причем каждый из первых двух шунтирован индуктивностью соответствующего ТЛ, а коэффициенты отражения одинаковы на всех входах.

Для области верхних частот применительно к схеме (рис. 12.27) можно считать, что средний полосковый проводник каждого ТЛ является экраном между крайними проводниками. Последними могут служить также внутренние проводники коаксиальных кабелей, а их спаренные внешние проводники образовывать средний проводник каждого ТЛ. Полагая оба ТЛ идентичными и Wi = W2 = 2R, при-* ведем результаты расчета схемы замещения всего устройства, образованной из двух схем рис. 12.29, соединенных в соответствии с рис. 12.27. Развязка между входами 1 и 2 составляет

I [дБ] = 20 Ig V9+ecos3.cos4./2)+cos0c/2) 2

2sin(x/2) sin(x/2)

Погрешность приближения, например, при х = 20°, равна 1 дБ. Рабочие коэффициенты отражения на входах У и 2 (т. е. при Ei = fj) определяются выражениями

Tl = [e-sm\x/2) - je~ hm {x/2)]/b, Г2 = [1 - e-i3cos\x/2) + /2е-3/2 sin {х/2)УЬ,

a токи в нагрузочных резисторах на входах 3 и 4 соответственно равны

Е

е-/2дг + Л/1 е-/7>/2соз-) х X (2 + /e-/3/2sin, e-/2x £Z!!l+.e-/W2cos--j х X (2 + /e-/-3*/2sin-j ,

где b = 3-\-e-l=cos{x/2), и тем самым определены (рис. 12.30) относительные величины мощности {PJPsx и Рб/Рщлх) рассей-

j-v-v-v-4.

1 (>) IZZ1-1-/

Рис. 12.27. Схема устройства сложения мощности

Рис. 12.28. Схема устройства со связанными плечами двухтактных входов

Рис. 12.29. Схема замещения ТЛ для области верхних частот 9

ваемые соответственно в полезной нагрузке на входе 5 и в развязывающей (балластной)- на входе 4.

Частотные характеристики схемы (рис. 12.27) можно улучшить различными путями. Если принять волновое сопротивление Wi = R для линий в ТЛ1 и оставить = 2R для линий в ТЛ2, то рассогласование на входе 2 снижается за счет небольшого увеличения рассогласования на входе Можно увеличить развязку между входами путем смещения входа 2 на середину линии и обеспечить идентичные условия работы генераторов, сместив нагрузочный и развязывающий резисторы в места соединения ТЛ1 с ТЛ2 (рис. 12.31, а). Нагрузки обоих двухтактных генераторов станут одинаковыми и (без учета восьмерок ) определятся из схемы рис. 12.31, б, для которой

Р/Ртлх 1

0,8-

l+jjW/R) Hgx + {g2x) 1-tgATtg2xJriiRlW) tgx W

tgx.

zo х,грид

Рис. 12.30. Графики зависимостей

Рн/Ятах =fИ Рв/Ятах=Дх) ДЛЯ

схемы рис. 12.27

I-rv-vr, fc-J--огг ic--1

г; 2 о-

у2 W;2x

Рис. 12.31. Схема устройства с полной развязкой между входами / и 2 (а) и цепь для расчета входного сопротивления (б)

Ввиду симметричного расположения идентичных генератороё относительно нагрузок \R лющность в развязывающем резисторе не выделяется. Для перехода к несимметричным относительно земли нагрузкам \R каждую из них можно включить через ТЛ 1 : ±1/2 на тех же магнитопроводах.

12.5. УСТРОЙСТВА С НЕРАВНЫМ ДЕЛЕНИЕМ МОЩНОСТИ

Согласованно-развязанное устройство с произвольным коэффициентом деления мощности (т) образуется соединением двух устройств с m = 1, осуществляемым посредством двух согласованных ТЛ с коэффициентами трансформации п; п определенным образом связано с т.

Рассмотрим схему рис. 12.32, в которой оба трансформатора типа 1 : п и дифференциальные трансформаторы, выполненные, например, по рис. 12.15, а, согласованные. В этом случае устройство в целом будет согласованным в области верхних частот, а коэффициент деления - частотно-независимым. Для определения соотношения между величинами пит представим источник э. д. с. 2Е на входе / двумя парами источников (синфазными и противофазными) амплитуды Е, подключенными ко входам / и 5. В соответствии с принципом суперпозиции суммируя результаты воздействий синфазных источников на входах 1 и 3, а затем противофазных, получим, что при нормированных

Wx=W2=W= 1/2, X, = х^ = X (12.11)

вход / согласован и развязан со входом 2, а напряжения на нагрузках составляют

Us = [2п/{п' + 1)] ехр [-/ {2х + х')],

и, = \{п' - Щп + 1)] ехр [-/ {2х + х')\ следовательно,

т=\и,Шз\= [2п1{п'-\)\\ (12.13)

(12.12)

Ml г .-

3 I .

1:п

ЕЛО

г.г

I

7777777

\ Wi;xt i

±ГГ7777-ГГГГТ;

ZWii

-а

-----J2

Рис. 12.32. Согласованно-развязанное устройство с произвольным коэффициентом деления