Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

ного развивать во входном сопротивлении транзистора сле­ дующего каскада ток требуемой силы. Поэтому каскады предварительного усиления должны усиливать сигнал не только по напряжению, но и по мощности.

При построении многокаскадных схем предусматривают меры, способствующие выделению наибольшей мощности во входной цепи следующего каскада. Такой мерой является согласование входного сопротивления каждого каскада с выходным сопротивлением предшествующего. Для этой це­ ли применяют междукаскадные трансформаторы.

На рис. 5.88а представлена одна из возможных схем двух­

ра Трь трансформатор Тр2 служит для согласования нагруз­ ки с выходным сопротивлением второго каскада. Сопротив­ ления Rei и RÖ2 определяют положение рабочей точки тран­ зисторов. Конденсатор служит для замыкания переменной составляющей базового тока транзистора Т2 на корпус.

Условия, близкие к согласованию, удается получить ком­ бинированием различных схем усилительных каскадов. Од­ на из таких схем приведена на рис. 5.886. Здесь первый и третий каскады выполнены по схеме с общим эмиттером, а второй — по схеме эмиттерного повторителя.

Поскольку входное сопротивление каскада эмиттерного повторителя велико, этот каскад можно непосредственно (через разделительный конденсатор Сб2) подключить к вы­ ходу первого каскада. Выходное сопротивление каскада эмиттерного повторителя весьма мало (десятки о.и), поэтому к его выходу можно непосредственно (через разделительный конденсатор Сбг) подключить вход следующего каскада с об­ щим эмиттером, имеющим сопротивление в несколько сотен

ом.

352

Рис. 5. 88. Междукаскадное согласование в усилителях: а — посредством трансформатора; б — с помощью эмиттерного пов­ торителя.

Д . Резонансные усилители на транзисторах

Резонансные транзисторные усилители применяются для усиления модулированных или немодулированных колеба­ ний высокой частоты.

Такие усилители отличаются от апериодических высокой избирательностью, что обеспечивается сравнительно узкой полосой пропускания.

В радиоприемных устройствах применяют схемы резонан­ сных усилителей как с одиночным контуром в коллекторной цепи, так и со связанными контурами (рис. 5.89).

Принцип работы транзисторных резонансных усилителей почти не отличается от принципа работы ламповых резонанс­ ных усилителей.

Главная особенность заключается в трудностях, связан­ ных с получением высокой избирательности и высокого коэф­ фициента усиления. Трудности обусловлены: падением ко­ эффициента усиления а (а также ß) транзистора с ростом частоты усиливаемого сигнала, малой величиной входного сопротивления усилительных каскадов с общим эмиттером и общей базой и сравнительно малой величиной выходного

сопротивления каскада с общим коллектором.

Из-за малой величины входного сопротивления следую­ щего каскада и выходного сопротивления данного каскада колебательный контур, служащий коллекторной нагрузкой,

оказывается сильно шунтированным. Вследствие этого его

добротность значительно снижается, а полоса пропускания расширяется, что приводит к ухудшению избирательности усилителя.

Для уменьшения шунтирования колебательного контура (с целью повышения избирательности и коэффициента уси­ ления) применяют согласование контура как с выходным со­ противлением транзистора данного каскада, так и с вход­ ным сопротивлением транзистора следующего каскада. Это достигается неполным включением контура со стороны вхо­ да и выхода.

В схеме рис. 5.89а согласование контура с выходным со­ противлением транзистора осуществляется с помощью авто­ трансформаторного включения. Изменением положения точ­ ки подключения коллектора к катушке индуктивности мо­ жно добиться согласования контура с источником, то есть с транзистором. Согласование контура с входным сопротивле­ нием следующего каскада производится с помощью емко­ стного делителя напряжения. Аналогичные способы согласо­ вания применяются и в усилителях со связанными контура­ ми (рис. 5.896).

В резонансных усилителях высокой частоты используют высокочастотные триоды типа П401, П402, П403, П410 и дру­ гие.

Е. Частотные свойства усилителей

Частотные свойства усилителей на транзисторах опреде­ ляются частотной зависимостью коэффициентов усиления а и ß, наличием зарядных емкостей п— р-переходов транзи­ стора и комплексным характером нагрузки.

354

Зависимость коэффициента усиления по току в схеме с общей базой а от частоты входного сигнала имеет вид:

го сигнала, на которой коэффициент усиления по току в схе­ ме с общей базой уменьшается до 0,7ао.

Предельная частота зависит от коэффициента диффузии Dp и ширины базы W, то есть

Коэффициент усиления по току в схеме с общим эмитте­ ром равен:

Рис. 5. 90. Амплитудно-частотные характеристики усилителей.

равно 49.

Графическая зависимость а и ß от частоты усиливаемых колебаний изображена на рис. 5.90. Из рисунка видно, что граничная частота усиления по току транзистора с общим эмиттером сир значительно ниже, чем частота «><* , получае­ мая в том же транзисторе при включении его по схеме с об­ щей базой.

Ж . Температурная стабилизация исходного режима транзистора

При изменении температуры транзистора изменяются его проводимости, высота потенциальных барьеров, токи и все параметры. Ток Іко (неуправляемый обратный ток коллек­

вых транзисторах этот ток удваивается при повышении тем­ пературы на каждые 14° С.

Ток Іко создает на сопротивлении базы прямое смещение для эмиттерного перехода, которое вызывает уменьшение со­ противления RBX и коэффициента Кь

В усилителе с изменением температуры появляются зна­ чительные нелинейные искажения. Уменьшают их темпера­ турной стабилизацией исходного режима.

356

Сущность стабилизации состоит в поддержании неизмен­ ной суммы Іб+Іко (суммарный ток, протекающий по цепи базы и определяющий параметры усилительного каскада на транзисторе), то есть при увеличении температуры и тока Іко необходимо уменьшать ток Іб и наоборот. Это происхо­

(рис. 5.91а) с повышением температуры увеличивается ток коллектора и, следовательно, ток эмиттера. Ток базы

Е — R •I

Іб = — -—5—3—— уменьшается, чем и достигается стабили -

к б

зация. Коэффициент нестабильности схемы велик.

по сигналу. В случае необходимости последнюю устраняют.

35 Т

дел радиотехники, включающий вопросы формирования им­ пульсных сигналов и их прохождение через электрические цепи и устройства.

Импульсная техника появилась в начале 30-х годов в связи с развитием телевидения. С конца 30-х годов происхо­ дит бурное внедрение импульсной техники в радиолокацию, радиосвязь, радионавигацию, радиотелеметрию, радиоизме­ рения и др. Большой вклад в развитие импульсной техники внесен советскими учеными.

В настоящее время импульсная техника непрерывно со­ вершенствуется. Использование полупроводниковых прибо­ ров и микромодулей способствует уменьшению габаритов, повышению экономичности и надежности импульсных ус­ тройств.

§ 6. 1. Прохождение импульсов через линейные цепи

А. Параметры импульсов

Под импульсом следует понимать кратковременное от­ клонение напряжения или тока от некоторого постоянного уровня (в общем случае не равного нулю).

Основные параметры импульсного колебания:

—форма импульсов (прямоугольные, трапецеидальные, треугольные, экспоненциальные и др.);

—полярность импульсов (положительные и отрицатель­

ные) ;

358

— период повторения импульсов (Т);

— амплитуда импульсов ( U MaKc, Ім а к с);

—длительность импульса (ти);

—скважность импульсов (Q) и коэффициент заполнения

(К),

—длительность переднего фронта (тфі);

—длительность заднего фронта (тфг). Подробнее см. в главе 1.

Б. Понятие о переходных процессах

При изучении электрических цепей обычно рассматрива­ ют установившиеся (стационарные) значения токов и на­ пряжений. Однако стационарные значения токов и напряже­ ний на выходе электрической цепи устанавливаются не мгно­ венно с подключением к цепи внешнего источника (входного).

Если в электрической цепи имеются реактивные элемен­ ты (L, С ), то после подключения источника в электрическом поле конденсатора и в магнитном поле катушки начинает

Переходные процессы возникают в любой цепи при вклю­ чении или выключении источника энергии. Они обусловлены в общем случае изменением запаса энергии в цепи.

Время, после которого можно считать переходные про­ цессы закончившимися, зависит от параметров цепи L, С, R и от требований к точности рассмотрения процессов. В элек­ трических цепях длительность переходных процессов состав­ ляет малые доли секунды, поэтому ими в большинстве слу­ чаев можно пренебречь.

В радиолокации импульсы напряжения (тока) имеют длительность от нескольких сотен до сотых долей микросе­ кунды, поэтому длительность переходных процессов может стать соизмеримой с длительностью самих импульсов. Следо-

359