Другие предметы \ Устройства приема и обработки сигналов

Классификация РПУ по назначению, рабочему диапазону частот, характеру обрабатываемых сигналов и другим признакам, страница 10

Схемотехника селективных усилителей:

Усилители выполняются на биполярных и полевых транзистора. В основном транзисторы включаются по схеме:   общий эмиттер (ОЭ) и общий исток (ОИ); общая база (ОБ) и общий затвор (ОЗ). Оговаривают порядок подведения сигналов по рабочей частоте и по постоянному току.

Обобщенная эквивалентная схема селективного усилителя:

При составлении принципиальной схемы селективного усилителя необходимо руководствоваться следующими положениями:

-  работу схемы любого селективного усилителя можно рассматривать на постоянном и переменном токах. Схема каскада на постоянном токе определяет режим транзистора и стабильность его. Схема на переменном токе определяет его усилительные свойства;

-  из независимости схем каскада по постоянному и переменному токам следует, в частности, что на постоянном токе схемы усилителей с общей базой и общим эмиттером могут быть одинаковыми;

-  цепи постоянного и переменного тока входного и выходного электродов могут быть соединены либо последовательно, либо параллельно. При этом необходимо следить, чтобы не было взаимного влияния этих цепей, т.е. чтобы цепи переменного тока не нарушали режим работы усилительного элемента, а цепи постоянного тока не ослабляли сигнал;

-  каждый электрод усилительного элемента должен иметь путь постоянного тока на корпус.

  1. Эта эквивалентная схема по рабочей частоте (по переменному напряжению).
  2. Элементы этой схемы взаимосвязаны, т.е. свойства элементов по отдельности отличаются от свойств этих же элементов связанных друг с другом.
  3. В качестве усилительного элемента выступает транзистор и цепи обеспечения режима.
  4. В РПУ входную частотно-селективную цепь обычно относят к предыдущему каскаду при этом селективный усилитель начинается со входа усилительного элемента.
  5. Работа ведется как правило с малыми уровнями сигнала. Это позволяет считать усилительный элемент линейным и описать его свойства матрицей Y – параметров.

              

Эквивалентная схема замещения усилительного элемента с элементами обвязки:

Если усилитель спроектирован правильно, то генератором  можно пренебречь.

В итоге получаем:

Усилители с ОЭ. Коэффициент усиления и коэффициент шума.

  1. Резонансный коэффициент усиления:

, где  - модуль проводимости прямой передачи. Для схемы с ОЭ  - крутизна транзистора.  Эквивалентная проводимость контура: , где

* - входная проводимость усилительного элемента,  - входная проводимость следующего каскада.

  1. Селективность.

Селективность определяется по колебательному контуру с параметрами: GЭ, QЭ = 1/dЭ, f0.

 - коэффициент передачи параллельного колебательного контура;                        - обобщенная расстройка.

  1. Коэффициент шума.

Эквивалентная шумовая схема замещения биполярного транзистора:

 - выходная проводимость предыдущего каскада, пересчитанная ко входу транзистора.

Коэффициент шума:  

После преобразований получаем: 

RШ – шумовое сопротивление транзистора;

gВХ – входная проводимость транзистора.

Вывод:

  1. Используя это выражение, можно по первичным шумовым параметрам транзистора (tШ, RШ) рассчитать коэффициент шума.
  2. Коэффициент шума зависит от . Это хорошо, потому что это позволяет провести оптимизацию каскада по минимуму коэффициента шума.    .

Получим выражение:   ,   где   . В этом случае коэффициент шума каскада будет минимальным.

  1. Вроде бы все хорошо, но получается, что , а это значит, что каскады – рассогласованные.

Условие такого согласования по минимуму коэффициента шума не удачно с точки зрения настройки каскада. Поэтому возникает вопрос: сколько мы проигрываем, переходя от согласования по критерию минимума коэффициента шума к случаю согласованных каскадов:

4.  Из приведенного графика видно, что проигрыш коэффициента шума в случае согласованных каскадов по сравнению с согласованием по критерию минимума коэффициента шума – существует.

Оказывается, с ростом частоты растет RШ и gВХ, а это значит, что  тоже растет, вследствие чего проигрыш будет уменьшаться ().

Скачать файл