Файл: Федорцов Б.Ф. Усилители радиосигналов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 60

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Полоса пропускания усилителя

 

 

 

bF~--.daf 0.

(5.30)

В заключение

отметим

основные

достоинства и недостатки

трансформаторной

схемы

усилителя:

 

Достоинства: возможность получения как возрастающего,

так и падающего

характера зависимости Къ от / 0, отсутствие

переходных цепей и вследствие этого малая постоянная вре­ мени в сеточной цепи последующего каскада.

Недостатки: меньшая величина коэффициента усиления, в особенности по сравнению со схемой с полным включением контура в анодную цепь (проигрыш в р раз), и большая сложность схемы.

6. Усилители с двухконтурным фильтром в нагрузке

Двухконтурный фильтр в нагрузке усилительного каскада ставится с целью получения резонансной характеристики, обла­

дающей лучшим значением, коэффициента прямоугольное™, чем при использовании одиночного контура. Схема каскада представлена на рис. 21. Система связанных контуров настраи-

41

вается на номинальное значение принимаемой или промежу­ точной частоты. Относительно первого контура схема питания анода лампы может быть как последовательной, так и парал­ лельной. Связь между контурами фильтра может быть индук­ тивной (рис. 21а), внешнеемкостной (рис. 216) и в редких случаях внутриемкостной. Работа этих схем и методика их рас­ чета принципиально ничем не различаются, за исключением

определения

коэффициента

связи.

Для

схемы

с индуктив-

ной связью

.

М

М

 

 

„

,

кся ——

- 1— -УУу . а при внешнеемкостнои

*Св —

С

У Z.jZ.9

L

 

 

 

 

-,С

где ^ --коэффициент

подключения

кон-

■=р2—

 

V ^1^2

 

 

контура.

 

 

 

 

денсатора связи к катушкам

 

 

 

 

При перестройке

каскада

в диапазоне частот в каждый из

контуров ставится соответствующий

переменный

конденсатор.

В широкополосных усилителях, работающих на фиксированной частоте, конденсаторы часто отсутствуют. В необходимых слу­ чаях в широкополосных усилителях для расширения полосы пропускания параллельно контурам включаются шунтирующие сопротивления. В узкополосных усилителях эти сопротивления, как правило, -отсутствуют. Для уменьшения влияния шунти­ рующего действия выхода собственной и входа последующей лампы, для уменьшения усиления до устойчивого значения может быть применено неполное включение контуров к соот­ ветствующим лампам. В усилителях промежуточной частоты при правильном выборе ламп обычно стремятся использовать полное включение контуров.

Эквивалентная схема каскада с двухконтурным фильтром изображена на рис. 22. На этой схеме каждая из емкостей СэХ или Сэ2-|представляет собою сумму емкостей специально вклю­ чаемых конденсаторов Сг и С2, ламп Свых и Свх2 и паразитных емкостей катушек Сп и Ст и монтажа СМ1 и См2:

=Pi2CBblx r(Ci rCLlСм1),

1

(5 31)

C32=(C2-pCi2-j-См2)-4-/?2! Свх2,

}

 

где р х и /?2—коэффициенты включения соответствующих

кон­

туров к лампам.

 

 

Конденсаторы С, и С2 стремятся подобрать так, чтобы емкости СЭ1 и Сэ2 были одинаковыми. В широкополосных усили-

42

телях, при отсутствии С,* и С2, результирующие емкости Сэ1 и Сэ2 могут отличаться. В этом случае для настройки контуров па одну и ту же частоту /„ индуктивности La1 и L32 должны быть различными. Обычно это достигается использованием подстроечных сердечников в катушках индуктивности.

Результирующие

проводимости контуров G3\ и G32 являются

суммой

проводимостей собственно резонансных

контуров Gpe3i

и Gpe32,

ламп 0 ВцХ и Gbx2

и шунтов

G„m и Gn!T2

(если послед­

ние установлены):

 

 

 

 

 

Gs1

' ~Р\

^ВЫХ h ( G pe3i

: G U]T]),

(5.32)

 

 

 

 

 

G32 (G p e32 i G | IIT2 ) ~\~P^G I!x2.

Суммарные, результирующие затухания контуров соответст­ венно составляют: ■

 

d3\

[j3iG3],

(5.33)

 

d.э2—-Рэг^эг,

 

 

/

,

/~ L32

 

/.»!

 

причем рЭ1 - 1/ C,i и

|"

 

характеристические сопро-

тивления первого и второго контуров.

Если результирующие

проводимости, представленные выра­

жениями (5.32), пересчитать в соответствующие контуры в виде последовательных сопротивлении, то

гэ\ - Р“э1 СЭ1: dhx_

0 Э1 ’

(5.34)

Fэ2 Р“э2^э2 d%2 Gэ->

' Учитывая приведенные соотношения, эквивалентная схема каскада, показанная на рис. 22, аналогична эквивалентной схеме каскада с трансформаторной связью, представленной на рис. 18. Различие состоит только в том, что в выражениях для генера­ тора тока и генераторов э.д. с., учитывая возможное неполное подключение анода лампы к первому контуру, содержится

значение коэффициента

трансформации

р ъ т. е. }a~PiSU BX,

•

SUsx

■ ,

MSUBX

В этом

случае последующий

 

 

 

 

анализ, проводимый с целью получения выражения для коэф­ фициента усиления, ничем не обличается от анализа для транс­ форматорной схемы. Учитывая (5.21), комплекс коэффициента усиления по напряжению

■ P 1P 2M S

1

_

(5.35)

]и>С3\Сз2

Z 3lZ 32+ ‘02Af2

 

43

: At;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 3I—К,1

^ jm l. Э1

j wC9i

 

 

 

 

 

 

Z , -■- Гъ-2

I

jioL i?

1

 

 

 

 

 

 

 

У«оС,2

 

 

Для последующего анализа преобразуем аналогичные по

структуре

выражения

для

Za\

и Z,2:

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

г.

1

/ЧЛF 'i

_

1 _

 

 

Z , - r 3+y«)/.:3.. > с э

 

 

Гэ.

ш»0и с 9 1

 

,...........

 

ШцАэ _ 1

L-iC,

 

■ , ТО

 

 

 

: <i1ч

КМ К

-------— — ~ j— .

 

 

 

 

 

 

 

г*

а»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 3

гэ 1-у 1 (LJjt

 

'

 

. 8

'

м

(о ,%)

 

 

/'э

1

 

г* | 1

 

 

 

J da \ f 0

/

 

 

 

 

 

 

где*

о

 

/0 _

2Д/

 

 

расстройка,

 

 

 

/------относительная

 

 

 

 

 

/о

/

/о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

2Д/

обобщенная

 

расстройка.

 

 

 

в” 5 ч “ “

daf,о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теперь выражение (5.35) можно представить, после соот­

ветствующих подстановок значений

Z a\ и Z32, в виде

 

К ,

Р \Р £

ч

, (5.37)

 

 

причем в формуле (5.37) введено следующее значение пара­ метра связи:

iO0M

 

ЛЯ

 

1

kn

b V Q a 1Q 92,

V ^э1^*э2

I7 /,/2

l (i-j\d'v2

\Z da\da ■ A

действительное

при любых —идентичных и неидентичных

кон­

турах.

 

 

 

 

 

 

 

Исследование выражения (5.37) показывает, что резонансная

кривая каскада имеет одну уплощенную вершину, если

 

'т е р "

Т ’/Ч Г

■э2

ftСВпер

} / 2 ^ . 1

^Э2> •

(5'3«)

‘2

\ d n

d ,

 

 

Э.'

91

 

 

 

 

с)та связь называется

переходной и наиболее

часто исполь­

зуется. При

переходной

связи коэффициент прямоугольное™

и форма резонансной кривой имеют наиболее благоприятные значения. Если Tj>7jnep, резонансная кривая имеет две вер­ шины, при Ч<Чпер—одну вершину.

Коэффициент усиления каскада при переходной связи

V 0 Э]032

(5.39)

(d»i+d*)*

44

 

а уравнение резонансной кривой имеет вид:

 

Г

 

 

I)

V 1■4

d-,\+dэ2

(5.40)-

У 1 4 4 ,+ d,2

 

 

 

Полоса пропускания рассчитывается по формуле

ДF

d ,\

' d->\i

,

(5.41)

.У

2

и '

 

 

Если рассмотреть зависимости (5.39) и (5.41), можно обна­ ружить, что произведение усиления на полосу Ka^F получается наименьшим при d3l= d^2. При различных значениях d3l и dэ?

величина K0&F может возрасти до двух

раз. Следует при

этом иметь в виду,

что форма резонансной кривой такой системы

оказывается

резко

искаженной, в особенности при изменении

параметров схемы С или L. Вследствие этого обычно стремятся

к равенству

затуханий, т. е.

 

 

 

 

Э1 ’

:ds2~~ ds-

 

В случае,

если

контуры

идентичны но

затуханию, усиле­

ние достигает максимального значения при критической или согласующей связи, а резонансная кривая имеет один максимум, причем

4кр— 1. ^св кр

d„.

(5.42)

й в.

Если T]>TjKp, резонансная кривая обладает двумя максимумами,

отстоящими от резонансной

частоты на величину расстройки

 

Змакс =

±

V V — 1 .

 

 

причем уравнение

резонансной

кривой

имеет вид

 

+

 

 

2 7 )

 

(5.43)

у а4+-2 а2( 1

—т]2) + ( 1

+7ja)a

 

Если же т]+7]кр) то резонансная кривая имеет один максимум на частоте /0 настройки системы, величина усиления снижается по сравнению с критической связью, а уравнение резонансной кривой представляется в виде

1 + 7 ) 2

>-

у--

( 5 . 4 4 )

У <74 + 2<з 2 ( 1 — 7]2) +

( 1 + 7 ) 2 ) 2 ‘

Резонансный коэффициент усиления каскада при критиче­ ской связи, как можно заключить из (5.37), будет равен

1

p ^ S

(5.45)

к а = 2

У G9iG32

Этой же величине будет равно значение коэффициента усиле­ ния в точках максимумов при связи более сильной, чем крити­ ческая, т. е. при 7j'--7jKp. Если же связь между контурами слабее критической, то коэффициент усиления на резонансной частоте.

Кб

 

____ Р\Ря$_

(5.46)

.

т У g 3i G 3-2

 

 

При совершенно идентичных

контурах G3l —

и тогда

Кп

 

P1 P2S

(5.47)

 

" G,

 

 

 

т. е. усиление, даваемое каскадом с. двухконтурной нагрузкой, даже при критической связи в два раза меньше усиления кас­ када с одним контуром'в нагрузке. Вместе с тем, как будет показано ниже, если коэффициенты прямоугольности каскада

содноконтурной нагрузкой составляют соответственно 10 и 100 на уровнях 0,1 и 0,01, то для двухконтурного каскада они соот­ ветственно равны 3,2 и 10,0 при критической связи, т. е. каскад

сдвухконтурной нагрузкой существенно превосходит по изби­

рательности каскад с одноконтурной нагрузкой.

§ 6. УСИЛИТЕЛИ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

Основными достоинствами усилителей на транзисторах по сравнению с усилителями на лампах являются:

1.Меньшие номиналы напряжений источников питания и меньшая потребляемая от источников мощность.

2.Отсутствие цепей накала, что упрощает монтаж и умень­ шает паразитные связи.

3.Более высокая надежность и больший срок службы.

4.Меньшие габариты и вес.

Специфическими недостатками транзисторов

в схемах уси­

лителей будут следующие:

зависимость их

1. Большой разброс параметров и сильная

от температуры.

 

2.Зависимость параметров от частоты, особенно нежела­ тельная при перестройке усилителей в диапазоне частот.

3.Относительно низкий коэффициент усиления, являющийся следствием больших величин входной и выходной проводимо­ стей в диапазоне радиочастот (при прочих равных условиях необходимое число каскадов на транзисторах в полтора—два раза больше, чем при использовании ламп).

4.Больший, чем у ламп, уровень собственных шумов.

5.Большие обратные связи, в результате чего в-усилителях радиосигналов обычно необходима нейтрализация обратной проходной проводимости.

46

Смотрите также файлы