Широкополосные усилители. Усилители с распределённым усилением. Усилители с разделёнными полосами

7. ШИРОКОПОЛОСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

7.1. Общие сведения о широкополосных усилителях (ШПУ)

При передаче сигнала с широким спектром применяются ШПУ. Они имеют ряд преимуществ, так как использование перестраиваемых контуров требует большого времени для перехода с  одной  частоты  на другую.

В качестве ШП цепей применяются трансформаторы  на  ферритовых сердечниках, а также ЦС типа ФНЧ.

Трансформаторы на ферритовых сердечниках применяются в  усилителях с полосой в несколько  октав.  На  выходе  ставится  несколько фильтров для фильтрации гармоник. К ЦC ШПУ предъявляются требования:

1.Выходная цепь должна преобразовывать сопротивление оконечной нагрузки усилителя в близкое к оптимальному сопротивлению коллекторной нагрузки .

2. межкаскадная  ЦС должна корректировать спад АЧХ усилителя, вызванный инерционными явлениями в AЭ.

В транзисторном ШПУ по схеме с общим эмиттером модуль коэффициента передача по току обратно пропорционален частоте.  Следовательно, для поддержания неизменной амплитуды, необходимо,  чтобы в рабочем диапазоне был линейный рост амплитуды тока с  частотой.

В качестве  корректирующих  цепочек  применяются  последовательные или параллельные колебательные контура  (рис.7.1.1).  При этом, выбирают резонансную частоту ωо вблизи верхней  частоты  ωв диапазона.

Рис.7.1.1.

          Нормированные частотные зависимости предоставлены на Рис.7.1.2.

рис.7.1.2.

Принципиальная схема ШПУ предоставлена на рис.7.1.3

Рис.7.1.3                                                           Рис.7.1.4.

С приближением частоты к ωн, сопротивление  становится  комплексным, что нежелательно, т.к. возрастает мощность рассеивания. Этот недостаток устраняется с помощью корректирующих цепей, которые обычно называются цепями постоянного  входного  сопротивления, которое поглощает мощность балластных резисторов.

Иногда строят ШПУ на квадратурных мостах (рис.7.1.4). В этой случае входное сопротивление  остаётся  постоянным  при  изменении нагрузки.

7.2. Усилители с распределённым усилением (УРУ)

Рис.7.2.

В УРУ токи суммируется в нагрузке Rн, но в отличии от предыдущих схем не происходит сложения выходных мощностей.

УРУ применяется в качестве ШП  в  промежуточных  и  выходных каскадах УКВ, КВ, ДМВ диапазонов. Выходная  мощность  достигается десятки кВт в непрерывном режиме. UC  представляют  собой  искусственные анодные линии типа ФНЧ. Одна  линия  включается  в  цепь возбуждения, другая в анодную цепь. В анодной цепи устанавливается бегущая волна. Сопротивление звеньев падает ближе к концу  линии (ρ1>ρ2>...>ρn).

7. 5. Усилители с разделёнными полосами

ШПУ для режима с отсечкой для фильтрации гармоник  разбивает диапазон на ряд диапазонов менее октавы. Однако переход от  одного диапазона к другому должен сопровождаться включением  соответствующего фильтра. Необходимо использовать систему  коммутирующих Фильтров. Следовательно. уменьшается быстродействие  системы,  исключается возможность усиления сигналов с полосой  более  октавы. Эти недостатки устраняются с помощью усилителей  с  разделёнными полосами (рис.7.3).

Рис.7.3.

ПФ – полосовые фильтры,

1,2 – мультиплексоры, - частотно0развязывающие устройства , которые содержат набор гармоник .