годного повторителя является малое время нарастания фронта
выходных импульсов, |
ибо |
|
- |
о о п р /—99. |
(2.192) |
JO. г |
° |
|
|
|
|
тех |
|
|
тех |
|
|
|
|
|
|
теш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
твых |
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
Рис. |
2.97. |
Векторные |
диаграммы |
напряжений |
|
|
|
в каскаде с катодной |
нагрузкой: |
|
|
о — на |
средних |
видеочастотах: |
б и |
в — на верхних |
|
|
|
|
|
видеочастотах |
|
|
|
|
Пример. С к = 300 пф, S = 10 ма[в |
|
|
|
|
|
2,2- 300- Ю - 1 2 |
= |
0,066-10~6 сек = 0,066 |
мксек = 66 |
тек. |
|
1 0 - Ю - 3 |
|
|
|
|
|
|
|
Если КП должен иметь очень малую |
входную емкость, то он |
выполняется |
на пентоде или лучевом тетроде. При этом |
возможны |
два варианта |
включения |
лампы |
(рис. 2.98). |
|
|
Рис. 2.98. Два варианта включения пентода |
в катодном повтори |
теле: |
|
а — пентодный режим: б — триодный |
режим |
Для нормальной работы пентода на его экранирующую сетку необходимо подавать постоянное положительное напряжение. По этому конденсатор Cg2 включается между экранирующей сеткой а катодом (рис. 2.98, а ) . . Н о пентод может работать и в триодном
режиме. Для этого конденсатор Се2 включают между экранирую щей сеткой и корпусом (рис. 2.9.8,6").
В обоих схемах входная емкость каскада получается незначи тельной. Для схемы, изображенной на рис. 2.98, а.
СВх = |
C3gl |
+ |
f + |
S d 8 |
R * ~ C a g l . |
|
|
(2.193) |
Для схемы, изображенной |
на |
рис. 2.98,6, |
|
|
|
|
|
|
|
С в х |
= CgX |
g 2 + j + |
|
« Csi g2- |
|
|
( 2 - 1 9 4 ) |
|
В рассмотренных выше схемах на резисторе RK создается не |
только напряжение полезных сигналов, но и постоянное |
напряже |
ние смещения. Поэтому такие |
схемы КП |
удобны только |
для пе- |
^ |
|
|
|
|
редачи |
импульсов |
|
положитель- |
| |
f |
X |
^ |
|
ной |
полярности. В |
этих |
схемах |
|
|
напряжение |
смещения |
обычно |
|
|
|
|
|
получается |
близким |
к |
напряже |
|
|
|
|
|
нию запирания |
лампы. |
|
|
|
|
|
|
|
Для передали |
импульсов от |
|
|
|
|
|
рицательной |
полярности |
необхо |
|
|
|
|
|
димо иметь |
большое |
сопротивле |
|
|
|
|
|
ние нагрузки, но малое |
напряже |
|
|
|
|
|
ние |
смещения. |
Этим |
условием |
|
|
|
|
|
соответствует схема, |
изображен |
|
|
|
|
|
ная |
на рис. 2.99. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопротивление А\ |
выбирается |
Рис. 2.99. Схема катодного повтори |
так, чтобы получающееся на нем |
напряжение смещения |
имело тре |
теля для передачи импульсов отри |
буемую |
величину. |
Суммарное |
цательной полярности |
(Ri — мало, |
/?2 — велико) |
|
|
|
сопротивление |
R\+R2 |
|
является |
|
|
|
|
|
нагрузкой лампы. |
Оно опреде |
ляет коэффициент |
передачи |
напряжения |
и все остальные |
пара |
метры усилителя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) Э м и т т е р н ы й п о в т о р и т е л ь |
|
|
|
|
Эмиттерным повторителем (ЭП) называют транзисторный уси |
литель с нагрузкой в цепи эмиттера |
(рис. 2.100). Он может |
назы |
ваться также усилителем |
с общим коллектором. |
|
|
|
|
|
Данный каскад |
имеет |
стопроцентную |
последовательную |
ООС |
по напряжению и является аналогом катодного повторителя. Од нако аналогия между ЭП и КП не является полной. Их заметно отличают количественные соотношения. Так, например, при ак тивной нагрузке транзистора (как показано на рис. 2.100) вход ное сопротивление ЭП имеет комплексный характер. Оно может быть представлено параллельным соединением активного сопро тивления Rax и небольшой емкости Свх- При этом RBX получается
меньше |
сопротивления |
R&, а его величина не всегда |
бывает доста |
точно |
большой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В области средних частот входное сопротивление ЭП можно |
определить |
по уравнению |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ в х |
|
^ Я6 |
+ 0 + Р)-Я, |
|
|
(2.195) |
Из |
этого |
уравнения следует, |
что для увеличения |
входного со |
противления |
ЭП |
желательно |
увеличивать сопротивление |
Но |
при этом происходит уменьшение тока |
базы. Поэтому |
приходится |
уменьшать |
сопротивление |
|
^б, |
|
|
|
|
|
что |
|
конечно |
нежелательно. |
|
|
|
|
|
Обычно |
Rg |
|
бывает |
порядка |
|
|
|
|
|
единиц |
килоом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входную |
емкость ЭП допу |
|
|
|
|
|
стимо |
считать |
равной |
емкости |
|
|
|
|
|
коллекторного |
перехода |
(еди |
|
|
|
|
|
ницы |
пикофарад). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходное |
|
сопротивление ц д х |
|
|
|
|
ЭП |
зависит |
|
от |
параметров |
|
|
|
|
|
транзистора |
и |
сопротивления |
|
|
|
|
|
источника |
сигнала Rn.c- С до |
|
|
|
|
|
статочной |
степенью |
точности |
Рис. 2.100. Схема эмиттерного повтори |
можно |
считать |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
теля с |
гасящим сопротивлением в цепи |
R,M&r. |
|
+ r j |
L T $ * . |
(2-196) |
|
|
базы |
|
|
|
Наиболее |
часто выходное |
сопротивление ЭП измеряется десят |
ками |
|
ом. Следовательно, |
оно |
меньше, |
чем у катодного |
повтори |
теля. Однако |
более существенно то, что выходное |
сопротивление |
ЭП |
заметно |
зависит |
от |
внутреннего |
сопротивления |
источника |
входного сигнала, |
а у КП такой |
зависимости нет. Физическая при |
чина |
этого |
обстоятельства |
|
заключается |
в том, что вход |
эмиттер |
ного повторителя |
практически |
связан с его выходом |
через неболь |
шое |
сопротивление базы |
и |
очень малое сопротивление |
эмиттер |
ного |
|
перехода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
передачи |
|
напряжения |
у ЭП больше |
чем у КП. |
Объясняется |
это тем, что |
напряжение |
на эмиттерном |
переходе |
транзистора имеет амплитуду, не превышающую десятых долей вольта. Поэтому обычно у эмиттерного повторителя ^Сп =0,95-н0,99. Поскольку эта величина очень близка к единице, то «ет особой
|
|
|
необходимости в ее точном расчете. Если же такая |
необходимость |
возникает, то можно воспользоваться приближенной |
формулой |
Если ЭП выполняет роль оконечного каскада |
видеоусилителя, |
то наиболее важным параметром его является время |
нарастания |
фронта выходных импульсов. К сожалению, расчет его достаточ-
но сложен и неточен. Различные допущения и приближения при водят к различным конечным результатам. Одна из сравнительно простых формул имеет следующий вид:
^ « 2 |
- 2 |
^ + P - C » - « . ) ' 7 ? r S f e ' |
( 2 Л 9 8 ) |
где Хр — постоянная |
времени транзистора. |
|
Полезно иметь в |
виду, что |
|
^ . O |
+ W - ^ - l ^ . |
( 2 Л 9 9 > |
где / а — предельная частота транзистора с общей базой; /р — предельная частота транзистора с общим эмиттером.
Из уравнения (2.198) видно, что время нарастания фронта вы ходных импульсов уменьшается при уменьшении сопротивления источника сигнала Rnx.
Пример. Определить время нарастания фронта выходных импульсов в эмиттерном повторителе, если он выполнен на транзисторе с параметрами:/„ = 4 Мгц Р = 50 и Ск = 5 пф.
Сопротивление |
нагрузки R3=2 |
ком, а |
сопротивление |
источника |
сигнала |
/?и .с = 1 ком. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) Определяем постоянную времени транзистора: |
|
|
|
|
2) Определяем |
длительность фронта |
выходных импульсов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
103 |
|
|
|
|
т н = 2,2 (2• 10-« + 50• 5• 10-")• 2• 103• 1 0 з + |
5 0 |
. 2 . 1 0 з |
= 0 > 0 |
5 5 • 10-« сяе = |
|
|
|
= 0,055 мксек = 55 |
нсек. |
|
|
|
|
До известной длительности фронта можно определить верхнюю граничную |
частоту эмиттерного |
повторителя, |
так как в |
любом |
усилителе |
верно |
уравне |
ние (2.175). |
примере/в . г =6,35 Мгц. |
|
|
|
|
|
|
|
В данном |
|
|
|
|
|
|
|
Полезно обратить внимание на то обстоятельство, |
что верхняя |
граничная |
частота |
эмиттерного |
повторителя |
получилась |
больше, |
чем граничная частота примененного транзистора. В других уси лителях такие соотношения невозможны.
Основным недостатком рассмотренной схемы является невы сокая стабильность режима. Поэтому на практике часто приме
няют вариант схемы ЭП с делителем |
напряжения |
в |
цепи базы |
(рис. 2.101). |
|
|
|
Повышение стабильности режима |
транзистора |
достигается в |
этой схеме ценой повышенного расхода энергии |
и |
уменьшения |
входного сопротивления усилителя. |
|
|
|
•вл
ВЫХ
Рис. 2.101. Схема эмиттерного повтори теля с делителем напряжения в цепи базы
С достаточной точностью
(2.200)
'#61 +/?62
Остальные расчетные соотношения, приведенные выше, спра ведливы и для данного варианта эмиттерного повторителя.
Приведенные выше уравнения и рассуждения справедливы только при активной нагрузке транзистора. Однако на практике она чаще бывает активно-емкостной, поскольку к выходным за жимам каскада подключается
эквивалентная емкость соеди нительного кабеля.
В этих условиях все рас четные соотношения усложня ются. Особенно сложным по лучается входное сопротивле ние каскада. Оно может ока заться индуктивным по ха рактеру при наличии отрица тельной входной проводимости. Следствием этого обстоятель ства может являться самовоз буждение усилителя. Мерой борьбы с этим явлением слу жит включение в цепь базы резистора с небольшим сопро
тивлением. Торная величина его определяется экспериментально. Однако включение данного резистора нежелательно, так как он увеличивает длительность фронта выходных импульсов.
§8. ВХОДНЫЕ ЦЕПИ ПРИЕМНИКОВ
1.Назначение входной цепи приемника
Входная цепь приемника служит переходным звеном от при емной антенны к его первому каскаду. Ее основная задача заклю чается в наиболее рациональном использовании энергии прини маемых сигналов с целью максимального полезного воздействия их на приемник. В радиолокационных приемниках входная цепь рассчитывается так, чтобы на выходе ее получилось максимальное превышение напряжения сигнала над напряжением внутренних шумов. В приемниках связи задача входной цепи состоит в полу чении хорошей частотной избирательности.
Наиболее распространенная входная цепь состоит из одного контура, связанного с антенной при помощи индуктивной, авто трансформаторной или емкостной связи.
В зависимости от типа антенного фидера вход приемника мо жет быть симметричным или несимметричным. В радиолокацион-
