Математика | ||||
резонансные системы и резонансные усилители-А.А.Колосов Москва 1949 стр.555 ПРЕДИСЛОВИЕ Основой для настоящей работы послужил материал по курсу радиоприёмных устройств, который в разное время, в период с 1934 по 1948 г., читался автором в Московском институте инженеров связи, в Военной Краснознамённой академии связи им. С. М. Будённого и в Ленинградском политехническом институте им. М. И. Калинина. Однако, при подготовке к печати этот материал подвергся коренной переработке и существенным дополнениям. По резонансным усилителям имеется весьма большое число работ, основные из которых принадлежат советским учёным и инженерам. Систематическое изложение вопросов, относящихся к теории и расчёту усилителей было впервые дано в вышедшей в 1930 г. книге академика А. И. Берга «Основы радиотехнических расчётов (усилители)». В 1934 г. были опубликованы, имевшие большое значение для развития теории и методов проектирования широкополосных усилителей работы лауреата Сталинской премии Г. В. Брауде. В 1932—1934 гг. В. И. Сифоровьш были выполнены широко известные работы по резонансным и полосовым усилителям, в которых, в частности, была подробно рассмотрена устойчивость многоступенных усилителей. В последующие годы как В. И. Сифоровым, так и другими советскими учёными и инженерами вопросы теории и расчёта усилителей была подвергнуты дальнейшей разработке. Целью настоящей книги является рассмотрение резонансных систем и резонансных усилителей применительно к тем инженерным задачам, какие являются актуальными с точки зрения современной техники радиоприёма. При этом уделено внимание некоторым вопросам, либо не нашедшим достаточного освещения в имеющейся литературе, либо вовсе не рассмотренным. Книга состоит из 8 частей, из которых первая часть, являясь вводной, даёт общее представление о современных радиоприёмных устройствах и их особенностях. Глава по приёмникам для импульсной связи, входящая в эту часть, написана совместно с Г. В. Длугачем. | ||||
СОДЕРЖАНИЕ Стр. Предисловие . ......................... 3 Часть I РАДИОПРИЁМНЫЕ УСТРОЙСТВА • Глава 1. История развития радиоприёмных устройств 1.1. Назначение приёмника......... а * 1.2. Приёмник Попова.......'................ in 1.3. Гетеродинный метод приёма...... ............ i? 1.4. Ламповые схемы.......... . . ............ \\ 1.5. Супергетеродинные приёмники ................. 15 Рлвва 2. Физические принципы работы основных радиоприёмных схем 2.1. О классификации приёмных устройств.......... 20 2.2. Приёмники прямого усиления..........'.'.'...... 21 2.3. Регенеративные приёмники................... 27 2.4. Суперрегенеративные приёмники....... ....... 29 2.5. Рефлексные схемы....................... ^ 2.6. Приёмники с преобразованием частоты (супергетеродины) . . . 34 Глава 3. Особенности приёмников различных диапазонов 3.1. Спектр электромагнитных колебаний............. 37 3.2. Длинноволновые станции .........'.'.'.'.'.'.•'.'.'.'. 39 3.3. Приёмники средних волн.................... 40 3.4. Приёмники промежуточных и коротких волн . . . . . . . . . . 41 3.5. Приёмники метровых волн................... 4! 3.6. Приёмники дециметровых волн.......'.'.'.'.'.'.'.'.'.. 44 3.7. Приёмники- сантиметровых волн......... ' ... 46 Глава 4. Приём частотно-модулированных сигналвв 4.1. Вводные замечания...................... SO 4.2. Амплитудная модуляция непрерывных колебаний........ 51 4.3. Частотно-модулированные колебания.............. 53 4.4. Частотная и фазовая модуляция................ 56 4.5. Приёмники для частотно-модулированных сигналов....... ^8 Главе 5. Приём импульсно-модулированных сигналов 5.1. Виды импульсной модуляции.................. 63 5.2. Импульсно-фазовая модуляция......... . ....... ^7 5.3. Радиоприём импульсных сигналов, модулированных по фазе ... Tl 5.4. Пороговое значение входной мощности радиоприёмника при им-пульсно-фазовой модуляции.................. 74 5.5. Помехозащищённость импульсно-фазовой модуляции по сравнению с амплитудной модуляцией непрерывных колебаний .... 76 5.6. Перекрёстные помехи при импульсно-фазовой модуляции .... 79 Часть II ПОМЕХИ РАДИОПРИЕМУ Глава 6. Флюктуации в электрических цепях 6.1. Вводные замечания...................... 85 6.2. Средний квадрат флюктуации................. 86 6.3. Энергия флюктуации...................... 88 6.4. Интеграл сопротивления электрической цепи.......... 93 6.5. Величина флюктуации в электрической цепи.......... 94 6.6. Связь между интегралом сопротивления и шириной полосы шумов .............................. 9S 6.7. Полоса шумов одиночного контура............... 101 Глава 7. Флюктуации в электронных лампах 7.1. Дробовой эффект....................... 105 7.2. Влияние пространственного заряда на флюктуации электронного тока лампы.......................... 107 7.3. Флюктуации в триодах с отрицательно заряженной сеткой . . . 109 7.4. Эквивалентное „шумовое" сопротивление ламп......... 110 7.5. Осложнённые случаи дробового эффекта............ 111 7.6. Флюктуации в многоэлектродных лампах............ 113 7.7. Флюктуации, вызванные зарядами, индуктированными на сетке лампы............................. 115 7.8. Флюктуации, вызванные последующими ступенями приёмника . . lift Главе 8. Оценка величины шумов приёмного устройства 8.1. Вводные замечания...................... 119 8.2. Коэффициент шума приёмного устройства............ 121 8.3. Соотношения для шумовых составляющих. •........... 126 8.4. Величина коэффициента шума для случая, когда шумы отдельных источников статистичес«и независимы............. 130 8.5. Условия получения минимального значения коэффициента шума при статистически независимых источниках шумов........ 133 8.6. Сравнение минимального значения коэффициента шума с значением, соответствующим согласованному входу ....... 135 8.7. Случай наличия статистической связи между шумами в цепи анода и в цепи сетки.......................... 137 8.8. Условия получения минимальной величины шумов....... 140 Глава 9. Флюктуации в приёмной антенне и внешние апериодические помехи 9.1. Вводные замечания....................... 143 9.2. Тепловые флюктуации в антенне................ 143 9.3. Шумы, создаваемые радиоизлучением галактики ........ 144 9.4. Радиоизлучение солнца . ............. ...... 147 9.5. Промышленные помехи...................... 149 9.6. Атмосферные помехи...................... 151 i л d в a iu. помехи со стороны радиостанции и другие виды помех 10.1. Виды помех, создаваемые радиостанциями........• . . 156 10.2. Помехи за счёт биений между несущими............ 156 10.3. Помехи за счёт биений между боковыми частотами...... 167 10.4. Помехи за счёт перекрёстной модуляции........... 159 10.5. Помехи, возникающие в супергетеродинных приёмниках за счёт побочных каналов.................... 160 10.6. Непосредственное воздействие на приёмник.......... 163 10.7. Перекрёстные помехи, возникающие вне приёмника...... 164 10.8. Замирания........................... 1й5 10.9. Искусственные помехи.................... 166 Часть III ЧАСТОТНАЯ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ В ПРИЁМНОМ УСТРОЙСТВЕ Глава 11. Методы анализа электрических цепей 11.1. Вводные замечания...................• . 171 11.2. Метод контурных токов.................... 171 11.3. Входное сопротивление, сопротивление передачи и коэффициент передачи электрической цепи................. 176 11.4. Метод узловых напряжений...............• . . 179 Глава 12. Резонансный контур как избирательная система 12.1. Виды избирательности........•............182 12.2. Определения, относящиеся к резонансным системам......184 12.3. Одиночный колебательный контур............... 184 Глава 13. Избирательные свойства двухконтурных фильтров 13.!. Вводные замечания......•............... 192 13.2. Схемы двухконтурных полосовых фильтров.......... 192 13.3. Изображающая кривая для двухконтурного фильтра...... 194 13.4. Одинаково настроенные контуры с равными параметрами при слабой связи ......................... 196 13.5. Фильтры с неравными затуханиями и различными настройками контуров в случае слабой связи ............... 197 13.6. мекоторые частные случаи.................. 199 13.7. Случай сильной связи..................... 200 13.8. Обобщённые характеристики для случая рчвных параметров . . 101 13.9. Взаимно расстроенные контуры с одинаковыми затуханиями . . 204 13.10. Некоторые общие выводы и заключения по поводу метода изображающих кривых....................204 Глава 14. Отрезки линий как избирательные системы 14.1. Вводные замечания......................206 14.2. Основные соотношения для концентрических линий......207 14.3. Избирательные свойства концентрической линии........210 Часть IV ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА ПРИЁМНИКОВ Главе 15. Входное устройство с ёмкостной связью с антенной 15.1. Требования, предъявляемые к входному устройству......217 15.2. Применение теоремы об эквивалентном генераторе.......218 15.3. Коэффициент передачи входного устройства с ёмкостной связью 218 1Е.4. Избирательность входного устройства с ёмкостной связью . . 220 15.5. Выбор ёмкости связи с антенной............... 221 15.6. Пример расчёта........................ 223 Глава 16. Входное устройство с индуктивной связью с антенной 16.1. Основные соотношения.................... 225 16.2. Соотношения, соответствующие случаю „укороченной" антенны 226 16.3. Случай „удлинённой" антенны(и>0<ш0)............. 227 16.4. Влияние антенной цепи на параметры входного контура..... 227 16.5. Избирательность входного устройства при индуктивной связи ?*• с антенной..........................230 16.6. Выбор индуктивности антенной катушки............230 16.7. Выбор коэффициента связи с антенной при антенне определённых параметров........................232 16.8. Условия выбора величины коэффициента связи с антенной при работе с антеннами разных типов...............2J4 16.9. Пример расчёта входного устройства с индуктивной связью с аи генной...........................236 Глава 17. Входное устройство с полосовым фильтром 17.1. Схемы с полосовым фильтром.................239 17.2. Коэффициент передачи входного устройства с полосовым фильтром, имеющим ёмкостную связь с антенной.........240 17.3. Коэффициент передачи при индуктивной связи полосового фильтра с антенной.........................242 17.4. Избирательность и ширина полосы пропускания входного устройства с полосовым фильтром................243 17.5. Выбор элементов полосового фильтра с двойной ёмкостной связью............................245 17.6. Пример расчёта фильтра с двойной ёмкостной связью.....247 L....... Глава 18. Входные устройства приёмников метровых * и дециметровых волн 18.1. Вводные замечания...............•......250 18.2. Условия согласования.....................252 18.3. Трансформация сопротивлений.............• . . . 253 18.4. Коэффициент передачи при рассогласованной нагрузке..... 255 18.5. Общая эквивалентная схема антенной цепи.......... 256 18.6. Входное устройство с симметричным входом......... 258 18.7. Схема входного устройства с неполным включением со стороны сетки............................. 264 18.8. Схема автотрансформаторного включения антенны....... 267 18.9. Использование концентрической линии в схеме входного устройства на дециметровых волнах................ 269 Часть V РЕЗОНАНСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ БЕЗ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ И С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ Глава 19. Усилительная электронная лампа 19.1. Вводные замечания......................275 19.2. Вывод исходных cooiношений................275 19.3. Ускорение, скорость и положение электрона......... yjj 19.4. Уравнения, соответствующие случаю постоянного поля..... 279 19.5. Время пролёта электронов в диоде.............' 280 19.6. Анодный ток и крутизна характеристики диода . . • ....'. 281 19.7. Зависимость электрических параметров триода от его конструктивных данных..............•......... 283 19.8. Многоэлектродные лампы..................' 288 19.9. Теорема подобия для ламп................... 289 19.10. Требования, предъявляемые к усилительным лампам..... 291 Глава 20. Общие методы анализа усилительных схем 20.1. Вводные замечания......................293 20.2. Эквивалентный генератор эдс и эквивалентный генератор тока. 294 20.3. Применение метода узловых напряжений к выводу характеристических уравнений...................... 297 20.4. Входная проводимость и входное сопротивление усилителя с заземлённым катодом.....................299 20.5. Усиление лампы с заземлённым катодом..........• 302 20.6. Анализ усилителя с заземлённым катодом на основе метода активного четырёхполюсника..................303 20.7. Анализ для активного четырёхполюсника в случае схемы с заземлённой сеткой.......................305 Глава 21. Одноконтурные резонансные усилители 21.1. Вводные замечания...................... 307 21.2. Усилитель с непосредственным включением контура в анодную цепь лампы....................... 308 21.3. Усилитель по схеме параллельного питания.......... 311 21.4. Автотрансформаторные схемы................. 313 21.5. Схема автотрансформаторного включения со стороны анода . . 315 • 21.6. Схема автотрансформаторного включения со стороны анода и со стороны сетки.....................•. . 316 21.7. Трансформаторный усилитель.................317 21.8. Выбор величины связи в трансформаторном усилителе.....319 Глава 22. Системы с обратной связью 22.1. Вводные замечания...................... Я21 22.2. Усиление усилителя с обратной связью............ 322 22.3. Влияние обратной связи на колебания коэффициента усиления . 323 22.4. Влияние обратной связи на избирательность резонансного усилителя.......................... ^2* 22.5. Отношение сигнала к помехе в усилителе с обратной связью . 3/| 22.6. Возвратная разность..................... 331 22.7. Устойчивость и корни характеристического уравнения .... АЛЛ 22.8. Критерий Гурвица...................... 334 22.9. Некоторые сведения из теории функций комплексного пере-менного........................... **2х 22.10. Устойчивость систем с обратной связью........... *™ 22.11. Абсолютная и условная устойчивость............. ?** 22.12. Критерий абсолютной устойчивости.............. *** Глава 23. Паразитные обратные связи в многоступенных резонансных усилителях 23.1. Вводные замечания........-..............344 23.2. Усиление, избирательность и полоса пропускания многоступен-ного усилителя, без учёта действия обратной связи ...... 344 23.3. Виды паразитных обратных связей...............347 23.4. Связь через ёмкость Cag. Условия устойчивости для односту-•енного усилителя.......................349 23.5. Определитель системы характеристических уравнений для n-ступенного усилителя.................... 353 23.6. Условия абсолютной устойчивости для многоступенных усилителей ............................356 23.7. Предельное устойчивое усиление...............359 23.8. Паразитная связь через общие источники питания. Трёхступен-ный усилитель........................362 23.9. Паразитная связь через общие источники питания в усилителе с re-ступенями.......................367 Глава 24. Двухконтурные полосовые усилители промежуточной частоты 24.1. Вводные замечания...................... Ь70 24.2. Схемы двухконтурных усилителей............... 370 24.3. Основные соотношения для двухконтурного усилителя..... 372 24.4. Обратная связь в двухконтурных усилителях......... 374 24.5. Многоступенные двухконтурные усилители........... 376 Часть VI ШИРОКОПОЛОСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Г л i3i в а 25. Широкополосные резонансные усилители промежуточной частоты 25.1. Вводные замечания...................... 3S1 25.2. Широкополосный усилитель с непосредственным включением контура в анодную цепь.................... 384 25.3. Автотрансформаторные схемы................. Зб7 25.4. Многоступенные усилители.................. 389 25.5. Оптимальное число ступеней, обеспечивающее максимум усиления широкополосного усилителя с ступенями, настроенными в резонанс........................... 391 25.6. Максимальная возможная полоса пропускания усилителя .... 393 Глава 26. Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики широкополосных усилителей 26.1. Вводные замечания......................397 26.2. Амплитудно-частотные характеристики широкополосного одноконтурного усилителя.....................397 26.3. Амплитудно-частотные характеристики усилителя, потери в котором определяются шунтом.................399 26.4. Амплитудно-частотные характеристики ступени, потери в которой определяются шунтом, зависящим от частоты.......401 26.5. Ширина полосы пропускания..................403 266. Фазо-частотные характеристики................404 26.7. Фазо-частотная характеристика усилителя, потери в котором определяются шунтирующим сопротивлением..........405 26.8. Фазо-частотные характеристики ступени усилителя, потери в которой определяются шунтирующим сопротивлением, зависящим от частоты........................40,6 Глава 27. Полоса шумов многоступенных избирательных систем 27.1. Рводные замечания......................408 27.2. Полоса шумов для n-ступенного широкополосного усилителя с одиночными контурами....................409 27.3. Полоса шумов узкополосного усилителя с одиночными контурами . 411 27.4. Предельный случай бесконечного числа ступеней.......413 27.5. Исходные соотношения для полосы шумов двухконтурных резонансных усилителей......................414 27.6. Результаты вычисления полосы шумов для случая двухконтурных широкополосных усилителей при оптимальной связи .... 414 27.7. Полоса шумов широкополосных двухконтурных усилителей при связи выше критической . ...................415 27.8. Полоса шумов узкополосных двухконтурных усилителей при оптимальной связи......................416 27.9. Вывод соотношений для полосы шумов в случае тг-ступенного резонансного усилителя с одиночными контурами ........ 417 Глава 28. Устойчивость ширины полосы пропускания и других параметров в условиях эксплоатации и выбор ёмкостей контуров 28 1. Вводные замечания......................423 28.2. Влияние разброса по крутизне характеристик ламп на работу усилителя...........................424 28.3. Влияние смены ламп на величину усиления многоступенного усилителя...........................425 28.4 Влияние смены ламп на ширину полосы пропускания многоступенного усилителя ......................432 Глава 29. Широкополосные усилители с взаимно расстроенными ступенями и усилители с двухконтурными фильтрами 29.1. Усилители с взаимно расстроенными одиночными контурами . . 436 29.2. Оптимальное число ступеней и максимально возможная ширина полосы пропускания усилителей с симметрично расстроенными контурами..........................442 29.3. Допустимое отклонение настройки за счёт смены ламп в усилителях с взаимно расстроенными контурами...........444 29.4. Сравнение усилительных свойств усилителей с взаимно расстроенными контурами, с усилителями, имеющими контуры, настроенные в резонанс на частоту сигнала..........449 29.5. Широкополосные двухконтурные усилители..........451 20.6. Оптимальное число ступеней усиления, максимальное возможное усиление и максимальная полоса пропускания широкополосных двухконтурных усилителей............ . . 454 29.7. Влияние отклонения ёмкостей на изменение ширины полосы пропускания двухконтурных усилителей............ 4JS 29.8. Сравнение усилительных способностей одноконтурных и двухконтурных широкополосных усилителей............ 458 Часть VII УСИЛИТЕЛИ НА УЛЬТРАВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ Глава 30. Входная проводимость усилительных ламп на ультравысоких частотах 30.1. Вводные замечания...................... 465 30.2. Влияние инерции электронов на входную проводимость лампы на ультравысоких частотах .................. 465 30.3. Величина индуктированного тока в цепи сетки......... 468 30.4. Конвекционный ток...................... 470 30.5. Величина входной проводимости лампы, обусловленная инерцией электронов....................... 474 30.6. Влияние индуктивности ввода катода на величину входной проводимости лампы....................... 479 30.7. Расчёт величины входной проводимости лампы........ 480 Глава 31. Усиление на ультравысоких частотах 31.1. Вводные замечания...................... 482 31.2. Предельные частоты усилителя................ 482 31.3. Применение резонансного контура как элемента согласования в усилителе увч........................ 484 31.4. Пример расчёта........................ 485 31.5. Схема усилителя с последовательным включением индуктивности 487 31.6. Двухтактная схема >силения высокой частоты.......... 490 Глава 32. Усилители на триодах с заземлённой сеткой 32.1. Вводные замечания.............,........ 492 32.2. Эквивалентные схемы усилителя с заземлённой сеткой..... 492 32.3. Входная проводимость.................... 493 32.4. Усилительные свойства ступени с заземлённой сеткой..... 496 32.5. Последовательное включение усилителей........... 497 Часть V11I ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАТУШЕК КОНТУРОВ Глава 33. Катушки контуров приёмника 33.1. Вводные замечания..................... 505 33.2. Индуктивность........................ 507 33.3. Взаимоиндуктивность катушек................511 33.4. Коэффициент связи между катушками............ 517 33.5. Собственная распределённая ёмкость катушек........ 518 33.6. Потери в материале провода катушки............ 521 33.7. Сопротивление потерь на поверхностный эффект....... 523 33.8. Сопротивление потерь в меди при однослойной катушке . . . 523 33.9. Диэлектрические потери в катушке............. 533 33.10. Теорема подобия для однослойных катушек......... 534 33.1'. Результирующие потери контура............... 534 Цена: 500руб. |
||||