Усилители высокой частоты. Схемы усилителей высокой частоты. Обобщенная эквивалентная схема каскада резонансного усилителя. Фазовая характеристика. Обратные связи в УВЧ и методы борьбы с ними. Нелинейные искажения в УВЧ. УВЧ с общей сеткой (базой). Обратные связи в каскаде с общей сеткой (базой)

Усилители высокой частоты.

Усилители предназначены для усиления по напряжению или мощности полезного сигнала без существенных изменений его спектра.

С учетом расположения в приёмнике каскадов УВЧ они должны обладать амплитудно-частотными характеристиками близкими к оптимальным, иметь возможно малый коэффициент шума. Для обеспечения определенной избирательности и ослабления действий помех в усилителях высокой частоты используется частотно-зависимая нагрузка, обладающая резонансными свойствами.

Классификация УВЧ осуществляется по следующим признакам:

-По типу активного элемента;

-По числу каскадов;

-По схемам применяемых резонансных систем;

УВЧ характеризуются следующими показателями:

·  Величина коэффициента усиления и постоянство его в диапазоне частот;

·  Избирательность и полоса пропускания;

·  Коэффициент шума;

·  Диапазон рабочих частот;

·  Степень искаженности сигнала;

·  Динамический диапазон;

·  Устойчивость и надежность;

·  Мощность потребляемая от источника питания;

·  Механическая прочность;

·  Габариты, вес и стоимость.

Коэффициент усиления.

Коэффициентом усиления принято считать отношение

при настройке контуров на резонансную частоту. Значит  это отношение амплитуд напряжений выхода и входа.

Для увеличения коэффициента усиления используют последовательное соединение нескольких каскадов

Избирательность усилителя.

Избирательность усилителя определяется его резонансной кривой.

Оценить избирательность можно графически, когда по оси абсцисс откладывают величину расстройки    , где   - собственная резонансная частота.

По оси ординат откладывается величина ослабления , где  - коэффициент усиления при расстройке численно значение избирательности резонансных усилителей задаётся величиной требующего ослабления , при заданной расcтройке . Поскольку, для увеличения ослабления необходимо ослабление резонансной кривой, то задаётся минимально допустимой полосой пропускания усилителя , которая определяется шириной спектра усиливаемого сигнала.

Коэффициент шума.

Используется для повышения чувствительности УВЧ, в тех случаях, когда он позволяет снизить коэффициент шума приемника. Это будет в случае, когда  усилителя меньше чем у последующих каскадов.

Диапазон рабочих частот.

Диапазон рабочих частот определяется интервалом . принимаемых сигналов. В связных вычислительных приёмниках, в общем диапазоне частот могут быть нерабочие участки.

Диапазон рабочих частот считается перерывающимся, если усилитель можно настроить на любую частоту диапазона и при этом его коэффициент усиления, избирательность и другие параметры будут в пределах заданного значения.

Частотные искажения определяются формой резонансной кривой усилителя. Допустимым считается неравномерность усиления по основным составляющим спектра сигнала порядка 3дб.

Динамический диапазон.

Динамический диапазон определяется отношением:

 - максимальная амплитуда, при которой имеют место допустимые искажения.

- зависит от типа активного элемента, выбора режима его работы и от нормальной величины усиливаемого сигнала .

 можно оценить по амплитудной характеристике .

С динамическим диапазоном связаны и нелинейные искажения т.к. они тем меньше, чем меньше амплитуда сигнала и линейная амплитудная характеристика. Амплитуда полезного сигнала на выходе УВЧ порядка   0,01 0,1 В, поэтому существенные нелинейные искажения могут возникнуть лишь при наличии на выходе более мощных сигналов, что может быть сравнительно редко.

Нелинейные искажения могут возникнуть за счет неточной настройки УВЧ на частоту полезного сигнала, но при расстройке значительно меньше полосы пропускания искажения невелики.

Устойчивость работы УВЧ.

Устойчивость работы УВЧ определяется отсутствием самовозбуждения и склонности к нему, а также способностью усилителя сохранять коэффициент усиления, избирательность, перекрытие диапазона рабочих частот, коэффициент шума и степень искажения усиливаемого сигнала в допустимых пределах при нормальных условиях эксплуатации.

Устойчивость работы усилителя в большой степени обеспечивается ослаблением вредных обратных связей как в каскадах, так и между каскадами.

Схемы усилителей высокой частоты.

Основными особенностями каскадов ВЧ тракта приемника являются:

- Малая амплитуда входных сигналов;

- Наличие резонансной нагрузки;

- Широкий диапазон возможных рабочих частот, при высокой частоте усиливаемых сигналов.

При использовании электронных ламп, в зависимости от места включения нагрузки усилители строятся по схемам с общим катодом, общей сеткой. Общий электрод для токов сигнала часто заземляется и схемы называют с заземленным катодом и сеткой.

В приемниках ДВ, СВ, КВ и МВ обычно применяют схемы с общим катодом, обеспечивающие на этих частотах наибольшее усиление.

В ДМ диапазоне чаще применяются схемы с общей сеткой, позволяющие получить: меньший уровень шумов, более устойчивое усиление.

В транзисторных усилителях аналогично применяются схемы с общим эмиттером и общей базой. По своим усилительным свойствам эти схемы аналогичны ламповым.

Однако следует учитывать, что выходной ток лампы управляется входным напряжением (напряжение на управляющей сетке). Выходной ток транзистора управляется входным током (током базы), т.е. можно считать, что транзисторный каскад является усилителем тока.