Электромагнитная совместимость радиоприемных устройств СВЧ. Алгазинов Э.К - 59 стр.

UptoLike

59
условиях включает в себя помимо резистивных также нелинейные элемен -
ты другого рода, в том числе реактивные элементы , зависящие от амплитуды
преобразуемого сигнала. Кроме того , в качестве МШУ в этом диапазоне применя-
ются лампы с динамическим управлением электронным потоком, время взаимо-
действия в которых много больше периода колебаний .
Подобного рода каскады часто называют каскадами с комплексной не -
линейностью, поскольку нелинейность включает в себя как резистивную ,
так и реактивную части . В отличие от каскадов с резистивной нелинейно -
стью , их нельзя представить в виде четырехполюсников с разделенными
нелинейными и частотными (инерционными) свойствами подобно рис. 3.1.
Тем не менее и в диапазоне СВЧ по традиции находит широкое примене-
ние метод эквивалентного четырехполюсника [13,14], согласно которому
исследуемый каскад заменяется некоторым эквивалентным четырехполюс-
ником, описываемым передаточной функцией , которая , как предполагается,
может быть определена теоретически или экспериментально . Исследование
нелинейных искажений в каскаде сводится к анализу преобразования вход-
ного сигнала на этой передаточной функции.
Проблема состоит в том, что связь между мгновенными значениями
входного x ( t ) и выходного y ( t ) сигналов, подобная (3.1), определяется здесь
динамической передаточной функцией , которая в рассматриваемом случае
не тождественна статической . Динамическая передаточная функция, в от-
личие от статической , зависит от вида входного воздействия x ( t ). В частно -
сти , динамическая передаточная функция включает в себя зависимость от
частоты сигнала. Учет этой зависимости имеет большое значение при ис-
следовании ЭМС-характеристик, когда предусматривается перестройка час-
тоты помехи в широкой полосе. В общем случае динамические передаточ-
ные функции инерционных каскадов описываются нелинейными
дифференциальными и интегро - дифференциальными уравнениями, кото -
рые чаще всего могут быть решены только численными методами. Данная
задача по своей сложности эквивалентна задаче нахождения отклика y(t) на
входное воздействие x ( t ) путем решения уравнений , описывающих физиче-
ские процессы взаимодействия в усилительном приборе. Таким образом,
применение метода эквивалентного четырехполюсника в общем случае не
может облегчить задачу построения теории.
На практике для исследования нелинейных искажений в инерционных
каскадах радиоприемников, в том числе в УВЧ, широко используется квази -
статический подход в методе эквивалентного четырехполюсника, назы -
ваемый иначе методом комплексной передаточной функции. Данный ме-
тод основан на некоторых упрощающих предположениях , сводящихся к
допущению квазистатичности процессов в исследуемом каскаде. Это допу-
щение позволяет в качестве динамической передаточной функции исполь-
зовать комплексную амплитудную передаточную функцию , модуль которой
представляет собой амплитудно - амплитудную характеристику (ААХ ), а ар-
гумент фазо - амплитудную характеристику (ФАХ ) каскада, причем обе
                                                 59
усло виях вклю чаетв себ я п о мимо резистивны х такж е нелиней ны е элемен-
ты друг    ог о ро да, в том числе реакт       ивны е элемент   ы , зависящ ие о тамп лит  уды
п рео б разуемо г  о сиг нала. К ро ме тог о , вкачествеМ Ш У вэтом диап азо неп рименя-
ют  ся ламп ы с динамическим уп равлением элект            ро нны м п о то ко м, время взаимо -
дей ствиявко т     о ры х мно го б о льш еп ерио дако леб аний .
       П о до б но го ро дакаскады часто назы ваю ткаскадами с к омп лек сной не-
ли нейност ью, п о ско лькунелиней но сть вклю чаетв себ я как резистивную ,
так и реактивную части. В о тличие о ткаскадо в с резистивно й нелиней но -
стью , их нельзя п редставить в виде четы рехп о лю снико в с разделенны ми
нелиней ны ми и частотны ми (инерцио нны ми) сво й ствами п о до б но рис. 3.1.
Т ем не менее и в диап азо не СВ Ч п о традиции нахо дитш иро ко е п римене-
ние мет од эк ви ва лент ного ч ет ырехп олюсни к а [13,14], со г             ласно ко торо му
исследуемы й каскад заменяется неко то ры м эквивалентны м четы рехп о лю с-
нико м, о п исы ваемы м п ередаточно й функцией , ко то рая, как п редп о лаг           ается,
мо ж етб ы ть о п ределенатео ретически или эксп ериментально . И сследо вание
нелиней ны х искаж ений в каскаде сво дится к анализуп рео б разо вания вхо д-
но г о сиг  наланаэтой п ередаточно й функции.
       П ро б лема со стоитв том, что связь меж ду мг              но венны ми значениями
вхо дно г  о x(t) и вы хо дно г   о y(t) сигнало в, п о до б ная (3.1), о п ределяется здесь
ди на ми ч еск ой п ередато чно й функцией , ко торая в рассматриваемо м случае
не тож дественна статическо й . Д инамическая п ередаточная функция, в о т-
личие о тстатическо й , зависито твидавхо дно г              о во здей ствия x(t). В частно -
сти, динамическая п ередаточная функция вклю чаетв себ я зависимо сть о т
частоты сиг      нала. У четэтой зависимо сти имеетб о льш о е значение п ри ис-
следо вании Э М С-характеристик, ко г            дап редусматривается п ерестро й качас-
то ты п о мехи в ш иро ко й п о ло се. В о б щ ем случае динамические п ередаточ-
ны е функции инерцио нны х каскадо в о п исы ваю тся нелиней ны ми
дифференциальны ми и интегро -дифференциальны ми уравнениями, ко то-
ры е чащ е всего мо г      утб ы ть реш ены только численны ми мето дами. Д анная
задачап о сво ей сло ж но сти эквивалентназадаче нахо ж дения о ткликаy(t) на
вхо дно е во здей ствие x(t) п утем реш ения уравнений , о п исы ваю щ их физиче-
ские п ро цессы взаимо дей ствия в усилительно м п риб о ре. Т аким о б разо м,
п рименение метода эквивалентно г              о четы рехп о лю сника в о б щ ем случае не
мо ж ето б лег   читьзадачуп о стро ения тео рии.
       Н ап рактике для исследо вания нелиней ны х искаж ений в инерцио нны х
каскадах радио п риемнико в, в том числе в У В Ч , ш иро ко исп о льзуется к ва зи -
ст а т и ч еск и й п одход в методе эквивалентно г            о четы рехп о лю сника, назы -
ваемы й иначе мет одом к омп лек сной п ереда т оч ной ф унк ц и и . Д анны й ме-
то д о сно ван на неко торы х уп ро щ аю щ их п редп о ло ж ениях, сво дящ ихся к
до п ущ ению квазистатично сти п ро цессо в в исследуемо м каскаде. Э то до п у-
щ ение п о зво ляетв качестве динамическо й п ередато чно й функции исп о ль-
зо ватько мп лексную амп литудную п ередато чную функцию , мо дулько торо й
п редставляетсо б о й амп литудно -амп литудную характеристику(А А Х ), а ар-
гумент— фазо -амп литудную характеристику(Ф А Х ) каскада, п ричем о б е