Резонансный усилитель (РУ) в общем случае состоит из нескольких последовательно включенных каскадов. Основными элементами, входящими в состав каскадов, являются усилительные приборы (УП) и полосовые фильтры (ПФ). Полосовые фильтры к УП могут подключаться полностью или частично с помощью элементов связи (межкаскадных цепей), обладающих свойством трансформации проводимостей.
Структурная схема резонансного усилителя имеет вид рис. 2.32.
Усилительные приборы служат для преобразования энергии источника питания в энергию усиливаемых колебаний.
Полосовые фильтры являются резонансной нагрузкой усилительного прибора. Они обеспечивают нужную частотную избирательность и полосу пропускания усилительного каскада.
Признаками для классификации резонансных усилителей являются: назначение и место в структурной схеме приемного устройства (УВЧ и УПЧ), тип и способ включения усилительного прибора, тип полосового фильтра и способ связи его с усилительным прибором, вид избирательности, величина относительной полосы пропускания.
В соответствии с типом применяемых усилительных приборов различают транзисторные и ламповые РУ. Основным типом современных РУ являются усилители на интегральных микросхемах содержащих, как правило, составные транзисторы. По способу включения усилительных приборов РУ могут быть:
с общим эмиттером (истоком, катодом);
с общей базой (затвором, сеткой);
с общим коллектором (стоком, анодом);
с каскадным включением УП.
Каскад с общим эмиттером (истоком, катодом) является наиболее распространенным, так как обеспечивает наибольшее усиление сигналов по мощности и имеет большое входное сопротивление.
Каскад с общей базой (затвором, сеткой), благодаря сильной отрицательной обратной связи по току, имеет высокую стабильность и меньшие нелинейные искажения, малое входное и большое выходное сопротивления. Он усиливает по' напряжению и не усиливает по току, являясь в лучшем случае повторителем тока. Поэтому усиление мощности получается меньшим, чем у предыдущего каскада.
Каскад с общим коллектором (стоком, анодом) имеет сильную отрицательную обратную связь по напряжению, большое входное и малое выходное сопротивления. Он усиливает только по току, являясь повторителем напряжения. Такие каскады могут использоваться для согласования цепей с различными входным и выходным сопротивлениями.
При каскадном включении УП получаются лучшие внутренние параметры по сравнению с параметрами каждого УП.
По величине относительной полосы пропускания
резонансные усилители делят—на узкополосные, у которых отношение полосы
пропускания к резонансной частоте
, и широкополосные,
у которых
По способу обеспечения частотной избирательности различают РУ с распределенной и сосредоточенной избирательностью.
В усилителях с распределенной по каскадам избирательностью функции избирательности и усиления совмещены и обычно равномерно распределены между однотипными каскадами или их группами. При этом наиболее широко используются однотипные УП и одноконтурные одинаковые полосовые фильтры, одноконтурные взаимно расстроенные ПФ (пары или тройки взаимно расстроенных каскадов), а также двухконтурные фильтры в каскадах. Четырем названным типам полосовых фильтров соответствует и четыре тина УПЧ с распределенной избирательностью.
Главным достоинством равномерного распределения усиления и избирательности является наиболее полная реализация потенциальных возможностей усилительных приборов. Однако взаимосвязь усилительных и избирательных функций затрудняет получение высокой Избирательности. Кроме того, такие усилители чувствительны к разбросу параметров усилительных приборов и имеют невысокую стабильность параметров.
В настоящее время находят все большее распространение РУ с сосредоточенной избирательностью. В них функции усиления и избирательности разделены. Группа каскадов с простейшими полосовыми фильтрами и избыточной полосой пропускания образует главный усилитель, а один каскад содержит сложный полосовой фильтр, который и формирует, в основном, требуемую частотную характеристику всего резонансного усилителя. Такой полосовой фильтр называют фильтром сосредоточенной избирательностью (ФСИ). Применение ФСИ характерно для высокоизбирательных широкополосных и узкополосных усилителей промежуточной частоты.
В качестве примера рассмотрим принципиальную схему одноконтурного каскада на интегральной микросхеме (ИМС) 265 УРЗ (рис. 2.33).
В состав ИМС входит составной УП на биполярных транзисторах, включенных по каскадной схеме (общий эммитер — общая база).
Полосовой фильтр каскада образован индуктивностью L1, эквивалентными емкостью Сэ и проводимостью g:
где
— входные емкость и проводимость
последующего каскада.
— выходные
емкость и проводимость усилительного прибора;
G0 — резонансная проводимость полосового фильтра.
Резисторы
образуют
делитель, напряжение смещения с которого обеспечивает режим работы первого
транзистора.
Резисторы
совместно
с конденсатором С2 образуют фильтр для
подачи напряжения на коллектор второго транзистора. Кроме того, эта цепь
обеспечивает термостабилизацию режима работы по коллекторному току этого
транзистора.
Наряду с применением составных УП другим, характерным для ИМС, способом корректировки значений ее внутренних параметров является использование обратных связей. Так, в ИМС 265УРЗ резистор термостабилизации в цепи эмиттера первого каскада разбит на три последовательно включенных резистора с промежуточными выводами 5 и 6. Это позволяет с помощью конденсатора С2 блокировать по высокой частоте все резисторы или только их часть. При соединении выводов 9—4 все резисторы блокированы, поэтому существует отрицательная обратная связь только по постоянному току. Если же вывод 9 соединить с выводом 5, то резистор /? не блокируется и обусловливает отрицательную обратную связь также по переменному току. Это приводит к уменьшению входной проводимости g11.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.