Усилители радиосигналов. Анализ обобщенной эквивалентной схемы резонансного усилителя. Влияние внутренней обратной связи на свойства резонансного усилителя

Найдем результирующий параметр  двух параллельно соединенных четырехполюсников. По определению

.

Обратная связь отсутствует, если .

Отсюда получаем условие нейтрализации . Следовательно, цепь нейтрализации должна иметь схему, аналогичную цепи  активного четырехполюсника. Напряжение обратной связи через цепь нейтрализации должно подаваться на вход усилителя в противофазе с тем, которое попадает на вход через цепь внутренней обратной связи. В практических схемах используют автотрансформаторный или трансформаторный фазоинвертор.

На рисунке 3.15 для примера приведена схема усилителя с автотрансформаторным фазоинвертором и параллельной цепью нейтрализации , . Параллельная цепь нейтрализации может обеспечить точную нейтрализацию в полосе частот, в пределах которой  и  практически постоянны. У транзисторов  и  зависят от частоты, поэтому в диапазонных и широкопосных транзисторных усилителях нейтрализация не применяется. В настоящее время нейтрализацию используют в узкополосных усилителях промежуточной частоты (УПЧ).

Возможна также последовательная цепь нейтрализации. Она обеспечивает точную нейтрализацию только на одной (обычно резонансной) частоте. Её удобно использовать в тех случаях, когда не должно быть гальванической связи между выходной и входной цепями усилителя, поскольку  одновременно играет роль разделительного конденсатора.

Каскадное соединение активных элементов. Для повышения устойчивости усилителей используют каскадное соединение двух активных элементов, при котором выход одного активного элемента соединяется со входом второго непосредственно, без частотнозависимых цепей. Влияние внутренней обратной связи при таком соединении уменьшается, т.к. эквивалентная проводимость обратной связи определяется обратной проводимостью двух усилительных приборов. Чтобы подчеркнуть особенность такого каскадного соединения, его назвали каскодным. Для анализа такое соединение удобно рассматривать как один каскад, у которого оба усилительных прибора замещаются некоторым эквивалентным четырехполюсником (рисунок 3.16) с эквивалентными параметрами

           (3.57)

С учетом этих соотношений все расчетные формулы предыдущих параграфов остаются справедливыми.

В настоящее время в усилителях на биполярных транзисторах наибольшее распространение получили схемы: общий эмиттер - общий эмиттер (ОЭ-ОЭ) и общий эмиттер - общая база (ОЭ-ОБ). Схема (ОЭ-ОЭ) используется на частотах  МГц (например, в усилителях промежуточной частоты радиовещательных приёмников). Схема ОЭ-ОБ получила применение на более высоких частотах, в частности в диапазонных усилителях декаметрового и метрового диапазонов, в широкополосных усилителях.

В усилителях на полевых транзисторах хорошие результаты даёт схема общий исток - общий затвор (ОИ-ОЗ). Используется также соединение общий исток - общая база (ОИ-ОБ).

Каскодные усилители имеют на несколько порядков меньшую проводимость обратной связи, что позволяет получить высокое устойчивое усиление без использования нейтрализации. Из соотношений (3.57) можно определить параметр  каскодных усилителей, в частности для схемы ОЭ-ОЭ с одинаковыми транзисторами он равен , для схемы ОЭ-ОБ , что существенно больше, чем в схеме с общим эмиттером. Устойчивый коэффициент усиления каскодных схем определяется выражением (3.47) с учетом нового значения . На рисунке 3.17а приведена схема каскодного усилителя ОЭ-ОБ с последовательным питанием транзисторов. На рисунке 3.17б показана схема ОИ-ОБ с параллельным питанием транзисторов. Широкое применение нашли каскодные усилители в интегральном

исполнении.

3.7 Резонансный усилитель в диапазоне частот

Рассмотрим зависимости резонансного коэффициента усиления от частоты в усилителях, схемы которых приведены на рисунках 3.1 ¸ 3.3 В соответствии с общей формулой (3.16)

.                                      (3.58)

Если выполнено условие устойчивости (3.54) и шунтирование контура активными элементами не превышает допустимого значения при заданной избирательности, то могут использоваться схемы с полным включением контура.

Схема с автотрансформаторной связью. В усилителях на полевых транзисторах обычно шунтирование контура активными элементами не превышает допустимого значения при заданной избирательности. Частичное подключение контура здесь необходимо лишь для выполнения