Файл: Кузьмин, А. А. Маломощные усилители с распределенным усилением.pdf

УРУ с потерями подъем. УЭ построены по схеме ОК—ОС. Частот­ ные характеристики изображены на рис. 10.2. Образец 4 представ­ ляет собой двухкаскадный УРУ, не содержащий ПУ, чем объяс­ няется меньший коэффициент шума. wol, равное 50 Ом, позволяет увеличить число каскодных секций до пяти. Каскады построены па ФНЧ типа k.

Рис. 10.2. Частотные характеристики макета 1:

катодом. Волновое сопротивление входной линии равно 75 Ом, вы­ ходной— 150 Ом. Согласование каскадов осуществляется с помощью чебышевских трансформаторов. Второй и третий каскады состоят из трех секций. В качестве УЭ во втором и третьем каскадах, а так­ же в межхаскадных переходных устройствах применено каскодное

усилителей, позволяющая ориентироваться в большом количестве

205

УРУ 0,12-Э состоит из двух каскадов и схемы ‘регулировки усиления. УЭ выполнены на транзисторах по схеме с ОЭ с противосвязью в цени эмиттера. Передающие линии состоят из ФНЧ типа k. anoi первого каскада и и)02 второго каскада равны 75 Ом. Выходная ПЛ первого каскада и входная второго каскада имеют ш0 = 150 Ом. Схема регулировки усиления собрана на переключательных диодах и представляет собой диодный аттенюатор, затухание которого ре­ гулируется напряжением запирания. Частотные характеристики при­ ведены на рис. 10.3. Схема УРУ 0,14-Э аналогична схеме УРУ 0,12-Э. Отличие состоит в замене схемы регулировки усиления дополнитель­ ным каскадом с двумя секциями (шсн.г—150 Ом). Выходной каскад содержит три секции. УРУ 0,27-КБ и УРУ 0,24-КБ представляют со­ бой усилители с большим динамическим диапазоном и предназначе­ ны для применения в кабельных линиях передач.

УРУ 0,24-КБ состоит из пяти каскадов, амплитудного выравни­ вателя (АВ) и ФВЧ типа k, включенных на входе и выходе для формирования полосы пропускания в области нижних частот. Уси­ литель работает на кабель длиной 1 км. Поэтому перед оконечным каскадом предусмотрен АВ, который при работе усилителя без длинного кабеля в принципе может быть исключен из схемы. Два первых каскада собраны на ФНЧ типа k и УЭ по каскодной схеме общий коллектор — общая база с корректирующей 7?С-цепочкой меж­ ду транзисторами. Схема одного каскада показана на рис. 10.4. Тре­ тий и четвертый каскады собраны на базе тех же УЭ, но коллекто­ ры первых триодов использованы в качестве потенциальных элек­ тродов, включенных в третью ПЛ, образующую второй выход кас­ када. С помощью широкополосного трансформатора производится сложение сигналов первой и второй выходной 1ПЛ, а также обес­ печивается необходимое согласование ПЛ с нагрузкой. Выходной каскад представляет собой усилитель структуры h, в котором УЭ выполнены на транзисторах по схеме с ОБ и симметрирующих устройствах по схеме Сосина. Для увеличения линейности ВАХ УЭ состоят из__параллельно соединенных транзисторов^ взаимно npj>

Рис. 10.4. Принципиальная схема первого каскада УРУ 0,24-КБ.

206

тивоположпой проводимости ГТ311Й и ГТ313Б. УРУ 0,27-Кб пб схеме аналогичен первому каскаду усилителя УРУ 0,24-КБ. Схема УРУ 0,27-Б аналогична схеме оконечного каскада УРУ 0,24-КБ, но

в каждой секции используется по одному транзистору с ОБ типа КТ-904.

Рис. 10.5. Типовая принципиальная схема каскада УРУ на по каскодной схеме ОЭ—ОБ.

В большом числе макетов используются УЭ, построенные по кас­ кодной схеме ОЭ—ОБ с эмиттерной противоовязью в первом тран­ зисторе. В основу этих усилителей положена схема (рис. 10.5) с последовательным питанием по постоянному току от двух разно­ полярных источников. Достоинствами данной схемы являются: высо­

и регулирования режимов транзисторов по постоянному току и переменной составляющей сигнала; минимальное количество необ­ ходимых вспомогательных радиокомпонентов (разделительных и блокировочных конденсаторов и т. д.); достаточно высокая, даже

Рис. 10.6. Частотные характеристики УРУ 0,39—ЭБ.

207

без специальных мер, термостабильиость. Далее приводится краткое описание отличительных особенностей усилителей и более полные,

дополняющие таблицу 10.2в сведения об их параметрах.

УРУ 0,39-ЭБ. Усилитель имеет два трехсекционных каскада на транзисторах ГТ-313Б с навесным монтажом и бескаркасными ка­ тушками индуктивностей фильтров ПЛ. R 0o в эмиттерных цепях пер­ вых транзисторов каскодных схем секций равны 33 Ом. Отличи­ тельной особенностью усилителя является наличие двух трансфор­ маторов сопротивлений, построенных на базе фильтров Чебышева, предназначенных для согласования между собой и нагрузкой кас­ кадов с различными волновыми сопротивлениями входных (75 Ом) и выходных '(ISO Ом) ПЛ. Применение в каждом каскаде выходных

Рис. 10.7. Частотные характеристики УРУ 0,48-ЭБ при температуре окружающей среды:

------- <=+20 ° С ; ------- <=+70 °С.

Рис. 10.8. Частотные характеристики УРУ 0,36—ЭБ при температуре окружающей среды:

- О - <=-10 ”С: (=+20 °С; - X - (=+60 °С.

208

линии с повышенными волновыми сопротивлениями диктовалось стремлением увеличить коэффициент усиления усилителя в целом. Однако экспериментальные исследования как всего усилителя, так и отдельных его каскадов показали, что реальный выигрыш в уси­ лении в результате применения трансформации сопротивлений из-за значительных потерь в трансформаторах оказался ниже ожидаемого. Поэтому в .последующих УРУ трансформация сопротивлений, как правило, не использовалась, и ПЛ каскадов выполнялись с оди­ наковыми сопротивлениями, что существенно упрощало как кон­ струкцию усилителей, так и их настройку. Частотные зависимости основных параметров усилителя при нормальной температуре окру­ жающей среды приведены на рис. 10.6. Обладая хорошим КСВН, равномерной АЧХ при высоком значении относительной верхней граничной частоты ( ув = / в / / т »0,5), усилитель имеет неудовлетвори­ тельную шумовую характеристику в области верхних частот.

УРУ 0,48-ЭБ. В первом каскаде данного усилителя (для умень­ шения коэффициента шума) применены транзисторы ГТ-329А, во втором — транзисторы' ГТ-330. Трехсекционные каскады выполнены на ПЛ из ФНЧ типа k с а>0=75 Ом и соединены между собой ко­ ротким отрезком кабеля. Монтаж усилителя навесной с применением проходных конденсаторов и бескаркасных катушек индуктивности. Графики частотных зависимостей основных параметров усилителя ■при нормальной и повышенной температуре приведены на рис. 10.7. Измеренное значение времени установления переднего фронта им­ пульса в усилителе равно 0,8 нс при выбросе 0,3%. Такое значение ty при верхней граничной частоте fB=480 МГц косвенно свидетель­ ствует о хорошей линейности его фазочастотной характеристики. Измерения фазовой характеристики, проведенные в диапазоне от 200 МГц и выше, подтверждают этот вывод.

0 100 _ 200 _ 300 f, МГц

Рис. 10.9. Амплитудно-частотные характеристики УРУ 0,35—ЭБ: всего усилителя (/), его каскадов ( 2 , 3 ) .

УРУ 0,36-ЭВ. Соединительные проводники данного двухкаскадно­ го усилителя изготовлены методом печатной технологии на двухсто­ ронней плате из фольгированного стеклотекстолита. В первом трех­ секционном каскаде применены транзисторы ГТ-329В; второй кас­ кад изготовлен на транзисторах ГТ-330 и имеет четыре секции. Боль­ шее число секций во втором каскаде выбрано для снижения уровня комбинационных составляющих усилителя в целом. Величина R 0с в каскодных УЭ всех секций усилителя равна 18 Ом. Для того, что­ бы усилитель стал полосовым, на входе первого каскада включен

Рис. 10.10. Частотные характеристики УРУ 0,60-ЭБ (а), зависи­ мость уровня комбинационных составляющих третьего порядка УРУ 0,60-ЭБ fK=2fi.±f2 (МГц) от входного напряжения (б) при температуре окружающей среды:

210

ФВЧ (fср =95 МГц). Частотные зависимости основных параметров усилителя при различной температуре окружающей среды представ­ лены на рис. 10.8. При увеличении нагрузки до 300 Ом К е увели­

чивался менее чем на 4 дБ без существенных изменений формы АЧХ. Хорошая термостабильность и малокритичность к изменению нагруз­ ки является, в основном, следствием самого принципа распределен­ ного усиления.

УРУ 0,35-ЭБ построен на базе двух усилителей УРУ 0,36-ЭБ при их каскадном соединении с помощью отрезка кабеля без каких-либо подстроек. Благодаря прямоугольное™ АЧХ и достаточно близкому к единице КСВН ПЛ отдельных каскадов полоса пропускания всего усилителя практически не уменьшается (рис. 10.9).

УРУ 0,60-ЭБ. Состоит из двух четырехсекционных каскадов на транзисторах ГТ-329А. Полосовые свойства получены путем включе­ ния на входе первого каскада ФВЧ. Особенностью усилителя являет­ ся применение для снижения уровня комбинационных составляю­ щих и получения равномерной АЧХ нелинейной обратной связи,

входе.

УРУ 0,54-ЭБ (рис. 10.11) выполнен на двухсторонней печатной плате. Индуктивности передающих линий, расположенные на одной из сторон печатной платы, также изготовлены печатным способом. В диапазоне температур +35 . . . —50 °С коэффициент усиления прак­ тически не изменяется. Испытания многих экземпляров данного'Усилителя показали хорошую повторяемость характеристик без инди­ видуальной подстройки отдельных экземпляров.

В усилителях, в которых fB превосходит 1 ГГц, ПЛ вместо катушек индуктивности содержат отрезки несимметричных полос­ ковых линий различной конфигурации.

Внешний вид и характеристики двухкаскадного УРУ 1,1-ЭБ по­ казаны на рис. 10.12,а, б. УРУ 1,25-ЭБ имеет два трехсекционных каскада. Волновое сопротивление отрезков несимметричной полоско­ вой линии равно 105 Ом. На входе имеется ФВЧ, ограничивающий полосу пропускания со стороны НЧ. При отсутствии ФВЧ усилитель

Рис. 10.13. Частотные зависимости К е и КСВН на входе и выходе

УРУ 1,25-ЭБ.

212