Күшейткіштің техникалық талаптары

Топтық күшейткіштер техникалық түрінде қиындау жұмыс істейді, оларға негізгі электрлік сипаттарға қатысты қатал талаптар қойылады. Бұл талаптар көп санды магистралда жоғары сапалы байланысты қамтамасыз етуі қажеттілігіне негізделген.

Осы және басқа талаптарды көптеген сызбалық шешімдермен атқаруға болады. Берілген талаптарды қанағаттандыратын күшейткіштерді санау мен конструкциялау кезінде технико-эксплуатациялық тұрғыдан тиімді шешім қабылданды. Күшейткіш коэффициенті. Күшейткіштің негізгі параметрлері күшейткіш кірісінде ( ) шығыс кернеуіне қатысты анықталатын күшейту коэффициенті болып табылады және күшейткіштің кірісі мен шығысында деңгей айырмасы ( ).

Күшейту коэффициенті шамасы күшейткіш мәніне және оның қосылу орнына байланысты. Мысалы, ақырғы станция күшейткішінің күшеюі салыстырмалы деңгейдің ішкі диаграммасын анықтайды. Аралық станция күшейткішінің күшеюі алдыңғы күшейту учаскесінің рұқсат етілген өшуімен анықталады. Көпарналы электробайланыс аппаратурасында непер-ден (бірнеше децибел) 8 8 неп (70 дб)-ға дейінгі үлесті күшейткіш пайдаланылады.

Шығыс қуаты. Көпарналы электробайланыс аппаратурасы күшейткішінің көбі үшін (көмекшілерінен басқа) талап етілген шығыс қуаты күшейткіш шығысындағы салыстырмалы (өлшеу) деңгейі шамасымен және жүйе арналары санымен (2 бөлімді қара) байланысқан. Күшейткіштің максималды ауытқыған қуаты Р мына формуламен өлшенеді.

мвт, (8.1)

мұнда — шығыс қуатының қай бөлігі күшейткіш элементтерінің қызмет ету мерзімінің соңына дейін сақталатынын көрсететін сенімділік коэффициенті; — көпарналы жүйелер арнасынан біртіндеп орнықтырылған (әр арнада бұл деңгей бірдей) деңгейлер диаграммасы бойынша күшейткіш шығарудағы салыстырмалы (өлшеуіш) деңгей; — уақыт бойынша салыстырмалы деңгейдің ауытқуының ең үшкен мүмкін шамасы (деңгей диаграммасын құру дәлсіздігі және эксплуатация процесінде реттеудің дәлсіздігі есебімен). =0,2 неп (2 дб) аламыз; — жеке арнадан және жүйеден арна санына тәуелді ең үлкен бір сәттік кернеуінің қосу ықтималдығын көрсететін шама.

Сызықсыз ауытқулар. Күшейткіштердің негізгі сипаттамаларының бірі оның анықсыздығы. Жеке күшейткіштерде сызықсыз ауытқулар амплитудалық сипаттамалары бойынша бағаланады, белгілі жиілікте кірісінде күшейткіш шығысында деңгей тәуелділігінен тұрады.

, онда амплитудалық сипаттамасын оның кірісінде деңгей кернеуі бойынша күшейткіштің күшеюінің тәуелділігі ретінде анықтауға болады; S=q>(p_BX) немесе амплитудалық сипаттамасы жиілігінде күшейткіштің шығыс және кіріс кернеуінің амплитудасы арасындағы байланыс ретінде бейнелейді:

Аналитикалық амплитудалық сипаттама мына формуларалрдың біреуімен анықталады:

(8.2)

мұнда S және К— неперде бейнеленген болса, тұрақты шамалар, онда .

8.1 суретінде (8.1.) формуласына сәйкес құрылған сипаттамалар келтірілген.

Практикада күшейткіш элементтерінің вольт-амперлік сипаттамаларының сызықсыздығына негізінен күшейткіштің идеалдық (ауытқусыз) амплитудалық сипаттамасын ала алмаймыз. Күшейткіш элемент кірісіне неғұрлым көп кернеу (үлкен деңгей) берілсе, онда сызықсыз ауытқулар көп пайда болады. Осы тұрғыдан күшейткіштің шығыс сатысы анықталады.

Сурет 8.1

Күшейткіштің өлшенген амплитудалық сипаттамасы бойынша шығыста үлкен рұқсат етілген деңгейді бағалауға болады. Бірақ рұқсат етілген сызықсыз ауытқулар тұрғысынан күшейткіш сапасын анықтау үшін нағыз талдау талап етілген. Әсіресе бұл кейбір жүйе арналарында ауытқу туғызатын өзара әрекеттесу өнімдерінің пайда болуына әкелетін амплитудалық сипаттамалары сызықсыздығы бар топтық күшейткіштерге жатады.

Жеке күшейткіштерде сызысқсыздық сызықсыз ауытқу коэффициентімен бағаланады

,

мұнда —күшейткіш шығысындағы жиіліктің алғашқы гармоника кернеуінің амплитудасы; —сол нүктедегі барлық жоғары гармоника кернеулерінің амплитудасы. Осыдан күшейткіш кірісіне жиілігінің синусоидалық кернеуі беріледі.

Сызықсыз ауытқу коэффициенті шамасы бірнеше жеке күшейткіш сапасын бағалауда объективті болса да, сызықсыздықтың әсері жөнінде толық көрінісінің байланыс сапасына қатысы жоқ. Бұл мына жағдайлармен түсіндіріледі: біріншіден, әртүрлі гармоникалық құралдар псофометриялық тиімділіктен әртүрлі сезіледі; екіншіден, сызықсыздық коэффициенті күшейткіш кірісінде берілген жиіліктегі гармоникалық (синусоидалық) ауытқу болады, сол кезде күшейткіш кірісіне түскен сигнал көпжиілікті және сызықсыз күшейткіш шығысында сигналдың жеке жиіліктік құрамы гармоникасы ғана емес, сол сияқты күрделі түрде жиілік спектрі бойынша бөлінетін комбинациялар пайда болады; үшіншіден, күшейткіштің жиілік жолақтарының шектеулігінен сызықсыздық коэффициенті кіріс сигоналы жиілігне тәуелді.

Сызықсыздық коэффициенті бойынша жеке күшейткіштерді бағалау тәсілінің жетістігі ол – есептеу қарапайымдығы және өлшеу ыңғайлылығы болып табылады.

Көпарналы сигналдардың күшеюіне арналған топтық күшейткіштердің сызықтық талаптары жеке күшейткіштерге қарағанда қатал болу керек. Сол сияқты біршамасы сызықтық (2 бөлімді қара) күшейткіш шығысында қосымша комбинациялардың пайда болуына әкеледі. Топтық күшейткіш сызықсыздығын бағалау үшін сызықсыздық өшу ұғымын пайдаланады (2 бөлімді қара).

Қазіргі көпарналы жүйелерде топтық күшейткіштердің сызықсыздығын талап етілген сызықсыздық өшу =10 неп және =12,5неп (сигналдың нөлдік деңгейінде).

Күшейткіш бөгеттері. Қанағаттанарлық байланыс сапасын алу үшін қабылдау құрылғыларының клеммаларында бөгеттердің деңгейін қамтамасыз ету керек. Байланыс арналарында бөгет жалпы балансында ұзын кабельдік магистральда күшейткіштерде пайда болған бөгеттер маңызды роль атқарады.

Күшейткіштерде бөгет пайда болудың негізгі себептері: қорек көзі пульсациясы; сыртқы электромагниттік өрістің күшейткіш элементтерінің әсері; күшейткіш сызбаларындағы кедергілердің жылу бөгеттері; күшейткіш элементтерінің өзіндік бөгеттері.

Қорек көзі пульсациясы салдарының бөгеттері қорек фильтрлерін қосу арқылы белгілі мөлшерге дейін төмендейді.

Сыртқы электромагниттік өрістермен жасалған бөгеттер күшейткіш сызба детальдарының және түйіндерінің экрандау көмегімен азаюы мүмкін.

Жылу және өзіндік бөгеттер біршама маңызды, қиын орнына келеді және қорытындысында пайдалы сигналдың рұқсат етілген деңгейін анықтайды. Бұл бөгеттер 2 тарауда қарастырылады.

Күшейткіштерді жобалау кезінде (әсіресе сызықсыз) пайдалы сигналдың өлшеу деңгейі мен күшейткіш шығысында 94-10 неп {80+90 66) бөгет деңгейлері арасындағы айырманы жасау керек.

Күшейткіштің жиілік сипаттамасы. Берілген жиілік диапазонында сигнал күшеюіне есептелген әр күшейткіш типі үшін күшейткіштің жиіліктік сипттамасына қатысты талаптары берілген. Аралық станция күшеюінің жиіліктік сипаттамасына тәуелді. Кез келген байланыс трактына қосылған күшейткіш амплитудалық-жиіліктік және фазо-жиіліктік ауытқу, компенсациялайтын ауытқу енгізілгені жөн.

Күшейткіштің кіріс және шығыс кедергілері. Кейде күшейткіштің кіріс және шығыс кедергілеріне қатысты талаптар берілген. Бұл талаптар күшейткіштің кіріс және шығыс кедергілері. Кейде күшейткіштің кіріс және шығыс кедергілеріне қатысты талаптар берілген. Бұл талаптар күшейткіштің кіріс және шығыс кедергілерінің сипаттамалық кедергілерімен келісу мүмкіндігінен туған. Осындай төртполюстер фильтрлер, түзеткіштер, линиялар болады. Рұқсат етілмеген келіспеушілік тарату трактының жиіліктік сипаттамаларына әкеліп соғады. Келіспеушілік нүктелерінде токтар пайда болады, одан кейін пайдалы сигнал өшуі көбейеді; жұп тізбектер арасында қорғанушылық азаяды, “жолай ағын” туындайды, телефондық арна тұрақтылығы төмендейді.

Күшейткіштің талап етілген кіріс және шығыс кедергілері күшейткіштің кіріс және шығыс тізбектерінде қосымша кедергі қосу жолымен алынуы мүмкін.

Бірақ мұндай келісу әдісі күшейткіштің сигналының бөгетқорғалуының азаюына немесе күшейткіш шығысында пайдалы қуаттың азаюына әкеледі. Күшейткіштің талап етілген шығыс кедергісін алу шарттарын анықтап қарастырамыз.

­
Сурет 8.2

Күшейткіштің шығыс каскады қуаты күшейткіші болып табылады және оның шығыс тізбегінде шығыс трансформаторын пайдаланады.