Рис.4.10.
Смещение на базу за счет делителя Rб1, Rб2. Значение сопр. И емк определяются (на рис.4.10). Эта ООС позволяет применять каскады в диапазоне Траб.=–40…+50.
2. Схему с комбинированной ООС по пост. Току за счет Rэ и ОС по напряжению через Rф. Схема отличается (рис.4.11). Это позволяет применять каскады при Траб=–50…+60.
Рис.4.11.
Обоим схемам присущ недостаток: большое влияние обратного тока коллектора на режим работы, т.е. на крутизну.
3. Схема с симметричным питанием. Здесь влияние обратного тока коллектора исключено. Рис.4.12.
Рис.4.12.
Такие схемы стабильны при Траб.=–60…+60.
Вернемся к стабильности формы АЧХ.
Отношение (2)– относительная нестабильность, где дС – изменение емкости усилит. Прибора, С–полная емкость контура., Со – емкость контура, не связанного с УП.
Тогда (3). Здесь видно, что с ростом Со относительная нестабильность уменьшается. Влияние же дСуп можно уменьшить уменьшая связь УП с контуром.
Методы стабилизации сводятся к:
1. использованию компонентов, мало чувствительных к дестабилизирующим факторам.
2. применения принципа компенсации влияния дестабилизирующих факторов.
3. Ослабление связи нестабильных компонентов с трактом
4. использование стабилизирующих линейных ООС
5. применение конструктивных мер (герметизация, спец. Виды монтажа).
4.8.2 Самовозбуждение УРС
При некоторых условиях УРС могут возбуждаться и в них возникают собственные колебания, при этом нормальная работа усилителя невозможна.. Если УРС не возбуждается, но находится вблизи этого состояния, то его параметры резко меняются при изменении питающего напр. Поэтому к УРС предъявляют требования по устойчивости к самовозбуждению.
Причина самовозбуждения ППОС –полож. Параз. Обрат. Связь.
Источники ППОС и меры борьбы с ней:
1.Внешние – а).магнитные или электр. поля между компонентами усилителя –м.б. ослаблены экранировкой и максимальным разнесением входных и выходных цепей, б). общие цепи питания по постоянному току – м.б. ослаблены развязывающими фильтрами, RC–фильтр, где Сф>=(1).
2.Внутренние – внутренняя ОС в активных элементах за счет обратной проводимости (Y12=WcCкб – для биполярных транзисторов). Эта ОС характерна для всех видов УП. Наличие внутренней ППОС приводит к искажению формы АЧХ и может стать причиной самовозбуждения
Если К – коэфф. усиления каскада с ОС, то Кос=(2), В–коэф.ОС, ВК–коэф. передачи.
Тогда порог самовозбуждения (3). Чтобы самовозбуждение не возникало, необходимо, чтобы при выполнении баланса фаз (4) не выполнялся баланс амплитуд (4).
Если условие (3) выполняется, то возникает генерация, при этом на каждой частоте можно добиться генерации при увеличении Кос. Коэфф. усиления, при котором УП переходит в самовозбуждение, называется критическим.
Для количественной оценик влияния ППОС на Кос вводят понятие коэфф. устойчивости Ку=(5). Когда Ку=0, то в каскаде возникает генерация. В идеале Ку=1 (Re (КВ)=0).
Ку можно определить также через полосу пропускания Ку=(6), где П и Пос – полосы пропускания контура без внутренней ОС и при ее действии. На практике допуск изменения полосы пропускания не более 10–20%.
Для оценки усилительных свойств вводят понятие коэф. устойчивого усиления Коуст. – такой коэф. усил. УРС, при котором обеспечивается заданный Ку, т.е. деформация резонансной характеристики контура не превышает допустимую (20%).
Как показывает анализ, для транзисторного усилителя в схеме с ОЭ Коуст =(1). При требуемом значении Ку=0,9 – Коуст=(2).
В первом приближении можно пренебречь активной составл. У12, тогда У12=WСбк.
Вывод: Поверять УРС на устойчивость нужно на максимальной частоте диапазона, при этом должно выполняться условие К (при fmax)<=Куст.
Для повышения устойчивости принимаются след меры:
1.используются транзисторы с малым Сбк.
2.использ. схемотехнические методы путем нейтрализации ОС за счет дополнительной ОС (например L параллельно Сбк).
3.Использование спец. Схем включения нескольких однотипных УП (ОЭ–ОБ и т.д.)
4.Выбор соответствующей величины связи УП с контуром для допустимой деформации АЧХ.
Так для каскодной схемы ОЭ–ОБ Коуст.=(3) Здесь второй каскад имеет малое Rвх, т.е. 1 каскад имеет малое Ко, т.е. выполняется условие КВ<1, т.е. схема абсолютно устойчива, а во втором каскаде мало В. Приближенно Коуст (оэ–об)=(4).
4.9 Искажения сигналов в УРЧ
Искажения в УРС делятся на 2 большие группы: Линейные (ампл.–частот и фазочаст., связанные с искажением формы АЧХ и ФЧХ.
И нелинейные:
1.При отсутствии помехи на входе – нелин. Искажения (Кгармоник) и вторичная модуляция (Квтор. Мод).
2.При наличии помехи на входе – блокирование (Кбл), перекрестная модул. (Кпер) и взаимная модул.(Квз).
Основы проектирования ВЦ рассказать на курсовом проекте.
4.10 Коэффициент шума каскада резонансного усилителя с ВЦ на входе
Шумовые свойства УРС определяются совместно с ВЦ, в т.ч. определяется оптим. Коэф. включения. При этом рассматривается только первый каскад, т.к. коэф. шума определ. Им в основном.
Рассмотрим кэфф. Шума следующей схемы УРС с ВЦ на входе.
Рис.4.13
Коэффициент шума определяется в следующей последовательности:
1. Составляется эквивал. Схема цепи.
2. Пересчитываются параметры элементов цепи ко входу УП.
3. Определяются Суммарная Ршум. На входе УП.
4. Определяется Ршум источника сигнала на входе.
5. Определяется N.
1. так как контур настроен на F сигнала, то все проводимости представлены только вещественной частью и эквивалентная схема цепи имеет вид Рис.4.14.
2. Перессчитанные проводимости (1). G11–входная проводимость УП.
3. Согласно определений к.ш. (2), где Кр=(3), а Ршсум. – суммарная мощность шума, приведенная ко входу УП = (4).
4. Ршвх – постоянная мощность шума на входе УП от источника сигнала = (4), где G – результирующая проводимость=(5).
5. Тогда N=(6) или после выражения Uш через ток и использования функции Найквиста N=(7), где t11–относительная температура входной проводимости, Rш–сопротивление, на котором падает Uш.
Как видно, для снижения N надо уменьшать g’, а g’=(8). Т.е. для Nопт надо р2nопт=1, а уменьшать затухание контура Д, но до определенного предела, т.к. можно превысить избирательность преселектора в целом, можно уменьшать Сэ, но чем < Сэ тем > влияние паразитной емкости и хуже стабильность АЧХ контура.
Рассмотрим частн. Случаи – минимальный Nмин. Для р2=1. Определим g’с.
G’c (при Nмин)=(9), тогда определим коэфф. вкл. по входу для получения миним. Коэф. шума.р1(при Nмин)=(10) – это условие согласования по входу для минимизации N.
Для получения макс. Коэф.усиления р1опт=(11). Как видно условия согласоования по макс Ку и по мин N не совпадают. (12). На практике Nмин==2Nуп мин (по справочн.)
Рекомендации по уменьшению N:
1. Нужно выбирать Ку УРС достаточно большим, для обеспечения пренебрежимо малого влияния шумов последующего тракта.
2. Нужно выбирать опт связь избирательной системы ВЦ с антенной и с УП.
3. Применять в УРС малошумящие УП.
4. Применять схемы УРС с высоким Rвх (каскодные или с полев. Тр.) для устранения шунтирования ВЦ со стороны УРС.
5. УП следует применять в частотной области, где его шумы мин. И не зависят от частоты.
Общие выводы по разделу 4.
1. УРС усиливает сигнал на радиочастоте и совместно с ВЦ обеспечивает избирательность по дополнительным каналам приема.
2. Полоса пропускания преселектора (УРС+ВЦ) снизу определяется условием dпрес<=0,2…0,3дБ или (1), а сверху – требуемым ослаблением побочных каналов приема.
3. Коэф. Усил. УРС д.б. большим, чтобы исключить влияние последующего тракта на общий N приемника, а коэф. шума УРС д.б. меньше, чтобы искл. перегрузку последующего тракта шумами.
4. Коэф. вкл. выбираются из требований обеспечения избират, Ку, и N.
5. Для уменьшения искажений в УРС выгодно использовать полев. Тр. И мощн. Бип. Тр.
6. В диапазоне частот до 500МГц расчет УРС проводят с использованием Y параметров.
7. Ку УРС должен учитывать допустимый уровень сигнала на вх. Смесителя.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.