АВТОГЕНЕРАТОР
SELF-OSCILLATOR

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам генерирования стабильных по частоте гармонических колебаний ВЧ- и ОВЧ-диапазонов, и может быть использовано при разработке радиотехнических систем, измерительных генераторов, синтезаторов частот и различного рода генераторных установок.
-6
-6
Известен автогенератор (АГ) (Дворников А.А., Огурцов В.И., Уткин Г.М. Стабильные генераторы с фильтрами на поверхностных акустических волнах. - М.: Радио и связь, 1983, стр.111, рис.4.6), содержащий активный прибор, выход которого является выходом АГ и подключен к нагрузке, линию задержки на поверхностных акустических волнах (ЛЗ ПАВ), вход которой соединен с выходом активного прибора через первую катушку индуктивности, а выход с входом активного прибора, входной перестраиваемый контур, представляющий собой параллельное соединение второй катушки индуктивности и последовательно соединенных конденсатора и варикапа, причем точка соединения второй катушки индуктивности и катода варикапа соединена с корпусом, а анод варикапа через дроссель подсоединен к управляющему источнику питания, при этом точка соединения второй катушки индуктивности и конденсатора подсоединена к входу активного прибора. В известном АГ долговременная стабильность частоты определяется, в том числе, температурными свойствами пьезоэлектрической линии задержки, особенно это заметно при эксплуатации мощных АГ вследствие рассеивания ВЧ-мощности в подложке стабилизирующего элемента. При использовании ниобата лития - «сильного» пьезоэлектрика (коэффициент электромеханической связи ) - в качестве материала подложки усилительных свойств одиночного транзистора достаточно для выполнения баланса амплитуд при перестройке во всем диапазоне изменения частоты генерируемых автоколебаний. Однако пьезоэлектрические свойства указанного материала сильно зависят от температуры (температурный коэффициент задержки равен «плюс» (77…96)·10 1/°C). Поднять долговременную (температурную) стабильность АГ с линией задержки на ПАВ можно, перейдя на применение кварцевой подложки (температурный коэффициент задержки равен «минус» (3…38)·10 1/°C) (Речицкий В.И. «Радиокомпоненты на поверхностных акустических волнах», М.: Радио и связь, 1984, стр.112). Однако «слабый» пьезоэлектрик - кварц (коэффициент электромеханической связи ) - требует при том же значении выходной мощности существенного повышения усиления от активного прибора АГ для компенсации потерь на преобразование электрической энергии в акустическую и обратно, что затруднительно получить от одиночного транзистора. Более того, при повышении коэффициента усиления активного прибора до максимального значения неизбежно возникают проблемы с его устойчивостью. При перестройке по диапазону генерируемых частот коэффициент устойчивости такого активного прибора на границах рабочей полосы частот может принимать значения, при которых возможно возникновение паразитной (внемодовой) генерации. Указанный эффект существенно ограничивает возможности перестройки частоты генерации приведенного аналога.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа автогенератор с кварцевой стабилизацией частоты (Авторское свидетельство СССР №1467736, опубликовано 23.03.1989, бюл. №11, МКИ Н03В 5/36). Автогенератор содержит транзисторы 1 и 2, коллекторы которых соединены, а эмиттер транзистора 2 подключен к корпусу, колебательный контур, образованный параллельным соединением катушки индуктивности 6 и цепочки из последовательно включенных конденсаторов 7, 8, 9, 10. Причем точка соединения конденсатора 10 и катушки индуктивности 6 подключена к коллектору транзистора 2. Точка соединения конденсаторов 8 и 9 соединена с корпусом, а точка соединения конденсаторов 7 и 8 через кварцевый резонатор 12 подключена к базе транзистора 1. А также автогенератор включает катушку индуктивности 4, включенную между эмиттером транзистора 1 и корпусом, катушку индуктивности 5, включенную между базой транзистора 2 и корпусом, и конденсатор 3, включенный между эмиттером транзистора 1 и базой транзистора 2. Активный прибор автогенератора прототипа - высокочастотный составной транзистор (Авторское свидетельство СССР №1424115, опубликовано 15.09.1988, бюл. №34, МКИ H03F 3/19) характеризуется повышенным значением коэффициента усиления по мощности, позволяющим применять в АГ стабилизирующие элементы на основе «слабых» пьезоэлектриков.
Сложный активный прибор (САП) типа СТ при работе в схеме генераторного или автогенераторного каскада обеспечивает синфазное сложение в общей для обоих транзисторов структуры СТ нагрузке (резонансном сопротивлении колебательного контура АГ) первых гармоник выходных (коллекторных) токов транзисторов. Синфазная работа обоих транзисторов и, как следствие, высокие энергетические показатели (выходная мощность, коэффициент полезного действия, стабильность частоты выходных автоколебаний) генераторного каскада на СТ достигаются за счет включения в схему высокочастотной цепи коррекции, состоящей из конденсатора 3 и катушек индуктивности 4 и 5, которая компенсирует фазовый сдвиг между первыми гармониками выходных (коллекторных) токов транзисторов структуры СТ на рабочей (резонансной) частоте.
Недостатком прототипа является тот факт, что при перестройке частоты генерации в пределах полосы пропускания стабилизирующего частоту элемента высокочастотная цепь коррекции, имеющая соизмеримую полосу, вносит собственный фазовый сдвиг, вызывающий расфазировку выходных токов транзисторов, достигающую на краях ее полосы пропускания значений ±45 градусов. Указанный фактор существенно ограничивает диапазон перестройки АГ на сложном активном приборе типа СТ, определяемый по уровню половинной выходной мощности. Таким образом, очевидна необходимость разработки перестраиваемого по частоте АГ на сложном активном приборе типа СТ, свободного от указанных недостатков.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение диапазона перестройки частоты генерации АГ до значения, определяемого результирующей полосой пропускания его колебательных цепей, при поддержании мощности выходных колебаний АГ на заданном уровне, а также повышение стабильности частоты генерируемых колебаний.
Технический результат достигается тем, что автогенератор содержит первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены, а эмиттер второго транзистора подключен к корпусу, колебательный контур, образованный параллельным соединением первой катушки индуктивности и цепочки из последовательно включенных первого, второго и третьего конденсаторов. При этом точка соединения третьего конденсатора и первой катушки индуктивности подключена к коллектору второго транзистора, а точка соединения первого конденсатора и первой катушки индуктивности подключена к положительному полюсу источника питания. Автогенератор также содержит вторую катушку индуктивности, включенную между эмиттером первого транзистора и корпусом, третью катушку индуктивности, включенную между базой второго транзистора и корпусом, четвертую катушку индуктивности, подключенную одним выводом к базе первого транзистора, а вторым - через четвертый конденсатор к корпусу, последовательно соединенные первый и второй резисторы, включенные между положительным полюсом источника питания и корпусом. Причем точка соединения первого и второго резисторов через четвертый конденсатор подключена к корпусу.
При этом в автогенератор введены фазовый корректор, вход которого подключен к эмиттеру первого транзистора, а выход - к базе второго транзистора, линия задержки на ПАВ, вход которой подключен к точке соединения первого и второго конденсаторов, а выход - к базе первого транзистора, пятый конденсатор, подключенный одним выводом к базе первого транзистора, а другим - к катоду варикапа, варикап, подключенный катодом к базе первого транзистора через пятый конденсатор, а анодом - к корпусу, третий резистор, подключенный между катодом варикапа и источником управляющего напряжения. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый АГ отличается новыми элементами - фазовым корректором, варикапом с цепью управления.
Сравнение заявляемого технического решения с известными аналогичными решениями показывает, что применение фазовых корректоров для формирования нужной фазочастотной характеристики, не вносящей собственного фазового сдвига в полосе перестройки, известно из уровня техники (Сильвинская К.А., Голышко З.И. «Расчет фазовых и амплитудных корректоров» 2-е изд., доп. и перераб., М.: Связь, 1980, стр.104). Однако использование в схеме заявляемого АГ комбинации фазового корректора, состоящего из перекрытых Т-фильтров верхних частот (ФВЧ) и двух параллельных контуров в виде фильтров нижних частот (ФНЧ) (входного высокодобротного, перестраиваемого варикапом, и выходного нагрузочного), вызывает появление нового свойства - повышение долговременной (температурной) стабильности частоты генерируемых колебаний. Анализ известных технических решений показывает, что в автогенераторах подобные фазовые корректоры не используются, а в усилительных трактах группового сигнала их применение решает другую задачу - компенсацию фазочастотных искажений в пределах заданной полосы пропускания. Таким образом, применение широкополосного фазового корректора в виде Т-звеньев ФВЧ в структуре СТ приводит к появлению у заявляемого АГ свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений и прототипа.
Осуществимость предлагаемого технического решения обусловлена тем, что в нем применены доступные элементы, известные схемотехнические решения, обеспечивающие работоспособность АГ на СТ со стабилизирующим частоту элементом. Вновь введенные элементы не меняют назначения устройства, а лишь улучшают его характеристики.
Сущность изобретения поясняется чертежами Фиг.1-Фиг.13, где
Фиг.1 - принципиальная электрическая схема автогенератора;
Фиг.2 - таблица результатов частотного анализа каскадов с ОЭ;
вых
Фиг.3 - зависимость выходной мощности Р от частоты f для каскада №4;
у
Фиг.4 - зависимости коэффициентов нагруженной K и внутренней  устойчивости от частоты f для каскада №4;
Фиг.5 - таблица результатов частотного анализа каскадов с РН;
Фиг.6 - зависимость коэффициента передачи по мощности в коллекторную часть нагрузки от частоты каскада №5;
Фиг.7 - зависимость коэффициента передачи по мощности в эмиттерную часть нагрузки от частоты каскада №5;
Фиг.8 - зависимость коэффициента устойчивости по коллекторной цепи от частоты каскада №5;
Фиг.9 - зависимость коэффициента устойчивости по эмиттерной цепи от частоты каскада №5;
Фиг.10 - зависимость коэффициента передачи по мощности в коллекторную часть нагрузки от частоты каскада №7;
Фиг.11 - зависимость коэффициента передачи по мощности в эмиттерную часть нагрузки от частоты каскада №7;.
Фиг.12 - зависимость коэффициента устойчивости по коллекторной цепи от частоты каскада №7;
Фиг.13 - зависимость коэффициента устойчивости по эмиттерной цепи от частоты каскада №7.
Автогенератор (Фиг.1) содержит сложный активный прибор типа составной транзистор, образованный первым 1 и вторым 2 транзисторами, коллекторы которых соединены вместе, а эмиттер второго транзистора 2 подключен к корпусу, фазовый корректор 3 на ПАВ, вход которого подключен к эмиттеру первого транзистора 1, а выход - к базе второго транзистора 2, размещенный на подложке 22, колебательный контур, образованный параллельным соединением цепочки из последовательно включенных первого 4, второго 5, третьего 6 конденсаторов и первой катушки индуктивности 7, причем точка соединения третьего конденсатора 6 и первой катушки индуктивности 7 подключена к коллектору второго транзистора 2, а точка соединения первого конденсатора 4 и первой катушки индуктивности 7 подключена к положительному полюсу источника питания 13, линию задержки на ПАВ 8, вход которой подключен к точке соединения первого 4 и второго 5 конденсаторов, а выход - к базе первого транзистора 1, размещенную на подложке 22, последовательно соединенные первый 14 и второй 15 резисторы, включенные между положительным полюсом источника питания и корпусом, перестраиваемый контур, состоящий из четвертой катушки индуктивности 9, включенной между базой первого транзистора 1 и точкой соединения первого 14 и второго 15 резисторов, варикап 18, подключенный катодом к базе первого транзистора 1 через шестой конденсатор 16, а анодом - к корпусу, причем точка соединения первого 14 и второго 15 резисторов через четвертый конденсатор 20 соединена с корпусом, четвертый резистор 17, подключенный между катодом варикапа 18 и положительным полюсом источника управляющего напряжения 21, вторую катушку индуктивности 11, включенную между эмиттером первого транзистора 1 и корпусом, третью катушку индуктивности 12, включенную между базой второго транзистора 2 и корпусом, пятый конденсатор 10, включенный между положительным и отрицательным полюсами источника питания 13, третий резистор 19 (сопротивление нагрузки), подключенный между точкой соединения второго 5 и третьего 6 конденсаторов и корпусом, причем отрицательные полюса источника питания 13 и источника управляющего напряжения 21 подключены к корпусу.
Заявляемое устройство работает следующим образом. При включении источника питания 13 возникает ударное возбуждение колебательного контура, состоящего из первого 4, второго 5 и третьего 6 конденсаторов и первой катушки индуктивности 7, далее сигнал, выделенный указанным колебательным контуром, по цепи ПОС, включающей ЛЗ ПАВ 8, обеспечивающей необходимый фазовый сдвиг, поступает на базу первого транзистора 1 структуры СТ, эффективно им усиливается и через фазовый корректор на ПАВ 3 поступает на базу второго транзистора 2 (первый транзистор 1 работает с фиксированным отпирающим смещением, подаваемым на его базу с делителя напряжения, состоящего из первого резистора 14 и второго резистора 15, для осуществления «мягкого» самовозбуждения). После усиления вторым транзистором 2 высокочастотный сигнал вновь попадает на колебательный контур АГ, и далее процесс нарастания колебаний продолжается до установления стационарного режима, при котором часть выходной мощности, отдаваемой активным прибором АГ, поступает в цепь ПОС, а основная ее часть выделяется на третьем резисторе нагрузки 19.
С точки зрения промышленной применимости целесообразно изготавливать линию задержки и фазовый корректор на одной подложке в едином технологическом цикле. Для снижения потерь при преобразовании электрической энергии в акустическую, и обратно, в элементах на ПАВ статические емкости встречно-штыревых преобразователей компенсируются реактивностями контуров АГ (для линии задержки 8) и введенными второй катушкой индуктивности 11 и третьей катушкой индуктивности 12 (для фазового корректора 3).
Применение в схеме заявляемого АГ комбинации фазового корректора на ПАВ, состоящего из перекрытых Т-фильтров ФВЧ и двух параллельных контуров (высокодобротного перестраиваемого на входе активного прибора АГ и нагрузочного, эквивалентами которых могут являться П-звенья ФНЧ), повышает температурную стабильность частоты АГ. Фазовый корректор фазирует первые гармоники токов коллекторов транзисторов связки СТ на центральной частоте заданного диапазона перестройки АГ, при этом не вносит собственного фазового сдвига при изменении частоты генерации. Вышеприведенная подобранная комбинация колебательных систем АГ реализует достаточное постоянство коэффициента устойчивости активного прибора (Богачев В.М., Никифоров В.В. «Транзисторные усилители мощности» - М.: Энергия, 1978, стр.344) АГ во всем диапазоне перестройки, что исключает необходимость принудительно снижать коэффициент усиления мощности СТ (известный пассивный способ повышения устойчивости). Указанный эффект достигается вследствие взаимной компенсации влияния приведенных к электродам активного прибора иммитансов перестраиваемого и нагрузочного контуров АГ входным и выходным, соответственно, иммитансами фазового корректора на ПАВ 3, составленного из перекрытых Т-звеньев ФВЧ.
Высокое значение коэффициента усиления мощности активного прибора АГ, сохраняемое при перестройке частоты генерации при фиксированном значении уровня выходной мощности АГ, обусловливает меньшее значение высокочастотной мощности, отбираемой в цепь ПОС (то есть проходящей через линию задержки на ПАВ) и поступающей на возбуждение активного прибора АГ, а именно рассеивание проходящей через ЛЗ ПАВ мощности определяет температурный режим ее работы. Следовательно, чем меньше мощность в цепи ПОС заявляемого АГ, тем выше температурная стабильность частоты генерации, особенно для мощных автогенераторных каскадов.
у
Для подтверждения эффективности выбранного варианта схемы проведен частотный анализ схем САП типа СТ с различными конфигурациями цепей согласования с целью выявления частотной зависимости его коэффициента устойчивости K и выбора схемы САП типа СТ с наиболее равномерной зависимостью коэффициента устойчивости в полосе пропускания.
Анализировать САП типа СТ (Богданов А.С., Лищишин В.П. «Частотные свойства резонансного усилительного каскада с разделенной нагрузкой», Научно-технический журнал «Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета», Выпуск 23, 2008, стр.56-62, рис.1) удобно, условно разделив его на две составляющих части:
- второй транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером (ОЭ). При этом пренебрегаем влиянием на его режим маломощного первого транзистора по коллекторной цепи;
- первый транзистор, нагруженный как по коллекторной, так и по эмиттерной цепям и называемый поэтому каскадом с разделенной нагрузкой (РН) (Богданов А.С., Лищишин В.П. «Частотные свойства резонансного усилительного каскада с разделенной нагрузкой», Научно-технический журнал «Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета», Выпуск 23, 2008, стр.56-62, рис.2).
Для оценки частотных свойств в пределах полосы пропускания каскада с общим эмиттером (ОЭ) (В.П.Лищишин, А.С.Богданов «Методика частотного анализа резонансного усилителя мощности ОВЧ-диапазона». Сборник научных трудов «Системы управления и передачи информации», Балтийский гос. техн. университет. - СПб. 2008 г., рис.1), работающего в нелинейном режиме, на основе (Богачев В.М., Никифоров В.В. «Транзисторные усилители мощности» - М.: Энергия, 1978, стр.344) разработана методика, алгоритм которой приведен (В.П.Лищишин, А.С.Богданов «Методика частотного анализа резонансного усилителя мощности ОВЧ-диапазона» Сборник научных трудов «Системы управления и передачи информации», Балтийский гос. техн. Университет, СПб. 2008 г., рис.4).
Ку
Для оценки равномерности коэффициента устойчивости каскада в пределах полосы пропускания его колебательных систем введем коэффициент N, равный разности максимального и минимального значений коэффициента устойчивости
Kу
у.макс
у.мин
N=K-K
По разработанной методике (В.П.Лищишин, А.С.Богданов «Методика частотного анализа резонансного усилителя мощности ОВЧ-диапазона», Сборник научных трудов «Системы управления и передачи информации», Балтийский гос. техн. Университет, СПб. 2008 г., рис.4) был проведен частотный анализ схем каскадов с ОЭ с различными конфигурациями цепей согласования, построенных на транзисторе 2Т913В:
- каскад №1 - каскад, построенный по схеме с ОЭ, цепи согласования которого выполнены в виде П-звеньев ФНЧ (Лищишин В.П., Богданов А.С.«Частотные свойства мощного резонансного усилителя с низкодобротными колебательными системами», Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова, РНТО РЭС им. А.С.Попова, Институт радиотехники и электроники РАН, Рос. секция IEEE, М., 2007, стр.81-85, рис.2);
- каскад №2 - каскад, построенный по схеме с ОЭ, у которого входная цепь согласования выполнена в виде Т-звена ФНЧ, а выходная - в виде П-звена ФНЧ;
- каскад №3 - каскад, построенный по схеме с ОЭ, у которого входная цепь согласования выполнена в виде П-звена ФВЧ, а выходная - в виде П-звена ФНЧ (Лищишин В.П., Богданов А.С.«Частотные свойства мощного резонансного усилителя с низкодобротными колебательными системами», Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова, РНТО РЭС им. А.С.Попова, Институт радиотехники и электроники РАН, Рос. секция IEEE., М., 2007, стр.81-85, рис.5);
- каскад №4 - каскад, построенный по схеме с ОЭ, у которого входная цепь согласования выполнена в виде Т-звена ФВЧ, а выходная - в виде П-звена ФНЧ.
у
Результаты анализа полученных частотных зависимостей всех исследованных схем (каскадов №1-4) сведены в таблицу, представленную на Фиг.2. Зависимости выходной мощности, коэффициентов нагруженной K и внутренней  устойчивости от частоты для каскада №1 представлены на (Лищишин В.П., Богданов А.С. «Частотные свойства мощного резонансного усилителя с низкодобротными колебательными системами», Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова, РНТО РЭС им. А.С.Попова, Институт радиотехники и электроники РАН, Рос.секция IEEE, М., 2007, стр.81-85, 204, рис.3, 4), а для каскада №4 - на Фиг.3, 4.
у
P
Ку
Kу
Частотный анализ нелинейных транзисторных усилителей мощности, выполненных по схеме с ОЭ, с различными конфигурациями входной и выходной цепей согласования показал, что при определении рабочей полосы резонансных усилителей с низкодобротными цепями согласования необходимо контролировать не только значение выходной мощности, но и значение коэффициента устойчивости, которое на краях полосы пропускания, определяемой по уровню половинной выходной мощности, может опуститься ниже минимально допустимого значения. Проектировать такие усилители целесообразно, используя комбинацию входной цепи согласования в виде Т-звена фильтра верхних частот и выходной цепи согласования в виде П-звена фильтра нижних частот. Тогда изменения нагруженного коэффициента устойчивости K не ограничивают полосу пропускания, определяемую по уровню половинной выходной мощности (в нашем случае для каскада №4 Δf=Δf), и, кроме того, значительно улучшается равномерность нагруженного коэффициента устойчивости N в пределах полосы пропускания усилителя мощности.
Для частотного анализа каскада с РН (Богданов А.С, Лищишин В.П. «Частотные свойства резонансного усилительного каскада с разделенной нагрузкой», Научно-технический журнал «Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета», Выпуск 23, 2008, стр.56-62, рис.2) разработана методика, суть которой описана в (Богданов А.С, Лищишин В.П. «Частотные свойства резонансного усилительного каскада с разделенной нагрузкой», Научно-технический журнал «Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета», Выпуск 23, 2008, стр.56-62).
С помощью указанной методики проведен частотный анализ схем каскадов с РН, выполненных на транзисторе 2Т610А:
- каскад №5 - каскад с РН, у которого входная перестраиваемая, эмиттерная и коллекторная цепи согласования выполнены в виде П-звеньев ФНЧ (Богданов А.С., Лищишин В.П. «Частотные свойства резонансного усилительного каскада с разделенной нагрузкой», Научно-технический журнал «Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета», Выпуск 23, 2008, стр.56-62, рис.4);
- каскад №6 - каскад с РН, у которого входная перестраиваемая цепь согласования выполнена в виде П-звена ФНЧ, эмиттерная - в виде П-звена ФВЧ, коллекторная - в виде П-звена ФНЧ (Богданов А.С, Лищишин В.П. «Частотные свойства резонансного усилительного каскада с разделенной нагрузкой», Научно-технический журнал «Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета», Выпуск 23, 2008, стр.56-62, рис.3);
- каскад №7 - каскад с РН, у которого входная перестраиваемая цепь согласования выполнена в виде П-звена ФНЧ, эмиттерная - в виде Т-звена ФВЧ, коллекторная - в виде П-звена ФНЧ;
- каскад №8 - каскад с РН, у которого входная перестраиваемая цепь согласования выполнена в виде П-звена ФНЧ, эмиттерная - в виде Т-звена ФНЧ, коллекторная - в виде П-звена ФНЧ;
- каскад №9 - каскад с РН, у которого входная перестраиваемая цепь согласования выполнена в виде П-звена ФВЧ, эмиттерная - в виде П-звена ФНЧ, коллекторная - в виде П-звена ФНЧ;
- каскад №10 - каскад с РН, у которого входная перестраиваемая цепь согласования выполнена в виде П-звена ФВЧ, эмиттерная - в виде П-звена ФВЧ, коллекторная - в виде П-звена ФНЧ;
- каскад №11 - каскад с РН, у которого входная перестраиваемая цепь согласования выполнена в виде П-звена ФВЧ, эмиттерная - в виде Т-звена ФВЧ, коллекторная - в виде П-звена ФНЧ;
- каскад №12 - каскад с РН, у которого входная перестраиваемая цепь согласования выполнена в виде П-звена ФВЧ, эмиттерная - в виде Т-звена ФНЧ, коллекторная - в виде П-звена ФНЧ.
Результаты анализа полученных частотных зависимостей сведены в таблицу, представленную на Фиг.5.
Частотные зависимости каскадов №5, 7 приведены на Фиг.6-13.
Kу
у
Анализ частотных зависимостей показывает, что наилучшей равномерностью коэффициента устойчивости N, при значениях K, лежащих выше минимально допустимых, обладают каскады с РН, при построении которых используются следующие комбинации цепей согласования.
Комбинация 1:
1) входная цепь согласования выполнена в виде ФНЧ (Т- или П-звена). Использование П-звена предпочтительней, так как в этом случае исключается шунтирующее действие входного иммитанса первого транзистора и сохраняется величина добротности входного контура, например, для осуществления модовой селекции при использовании СТ в АГ на линии задержки ПАВ;
Kу
2) выходная эмиттерная цепь согласования выполнена в виде ФВЧ (П- или Т-звена). Использование ФВЧ в виде Т-звена здесь предпочтительней, так как с его помощью достигается лучшая равномерность коэффициента устойчивости N=0,5, а так как эта цепь является входной для последующего мощного каскада, собранного по схеме с ОЭ (H-усилитель), то она должна быть эквивалентом последовательного колебательного контура, то есть Т-звеном (Богачев В.М., Никифоров В.В. «Транзисторные усилители мощности», М.: Энергия, 1978, стр.344);
3) выходная коллекторная цепь согласования выполнена в виде П-звена (ФНЧ или ФВЧ). Однако так как эта цепь является общей (но с разными коэффициентами включения каскадов с РН и с ОЭ) для СТ, то для фильтрации гармоник предпочтительней использовать ФНЧ.
Комбинация 2:
1) входная цепь согласования выполнена в виде П-звена ФВЧ;
2) выходная эмиттерная цепь согласования выполнена в виде ФНЧ (П- или Т-звена);
3) выходная коллекторная цепь согласования выполнена в виде ФНЧ.
Комбинация №2 равноценна комбинации №1 по параметрам каскада с РН, но при включении в структуру СТ не соответствует предъявляемым требованиям к каскаду с ОЭ, как части структуры.
При объединения каскада с РН, работающего в линейном режиме (в этом случае при использовании СТ с такими каскадами в АГ требуется меньшая входная мощность для их возбуждения и улучшается спектральная чистота генерируемых автоколебаний), и каскада с ОЭ, работающего в нелинейном режиме (для получения лучших энергетических характеристик) в сложный активный прибор типа СТ эффект получения более равномерных частотных зависимостей коэффициента устойчивости может быть достигнут при использовании специально подобранной комбинации межтранзисторных цепей согласования, за счет взаимной компенсации влияния приведенных к электродам активного прибора иммитансов перестраиваемого входного (ФНЧ) и нагрузочного (ФНЧ) контуров СТ входным и выходным соответственно иммитансами цепи коррекции, состоящей из Т-звена ФВЧ и расположенной между первым и вторым транзисторами структуры СТ.
Kу
Таким образом, исходя из вышеприведенных соображений, для получения оптимальной с точки зрения равномерности коэффициента устойчивости N схемы СТ объединим схему каскада с РН (каскад №7) и схему каскада с ОЭ (каскад №4). Суммарный коэффициент устойчивости СТ на каждой частоте диапазона при этом будет определяться минимальным из значений коэффициентов устойчивости по коллекторной и эмиттерной цепям для каскада с РН и коэффициента устойчивости каскада с ОЭ.
Kу
По полученным частотным зависимостям можно установить, что усилительный каскад с таким САП типа СТ, во всей полосе пропускания усилителя имеет значение коэффициента устойчивости, лежащее выше минимально допустимого, при равномерности коэффициента устойчивости N=0,5.