книги из ГПНТБ / Микроминиатюризация высокочастотных радиоустройств

90

многоканального усилителя целесообразно располагать на одной подложке размером 12x30 мм два-три канала тр ех - или четырех­ каскадного апериодического усилителя. Проектировать топологию • гибридных пленочных многоканальных усилителей необходимо с учётом вероятности возникновения паразитных связей и наводок как внутри каждого канала, так и между каналами усиления.

При размещении на одной подложке нескольких каналов уси­ ления необходимо так располагать пленочные проводники цепей питания, чтобы обеспечивались минимальные связи между канала­ ми и малое сопротивление шин питания, а также увеличение со­ противления резисторов базовых делителей и уменьшения сопро­ тивления источника сигнала. С этой целью необходимо применять отдельные шины питания каждого канала и объединять их на под­ ложке в непосредственной близости от выходного контакта. В

многоканальных пленочных усилителях нельзя использовать об­ щие для всех каналов обкладки развязывающих или шунтирующих конденсаторов. Например, в усилительных схемах в целях темпе­ ратурной стабилизации вводится в цепь эмиттера сопротивление,

шунтированное конденсатором. При разработке топологии микро­ схемы возникает кажущаяся возможность упрощения конфигурации масок введением общей для всех каналов усиления корпусной обкладки шунтирущих конденсаторов. Однако такое "упрощение"

неизбежно приводит к возникновению сильной наводки одного канала усиления на другой.

Для исключения возникновения такого рода наводок корпус­ ные обкладки конденсаторов для каждого канала необходимо вы­ полнять отдельно и подсоединять их к общему проводнику свое­ го канала

91

Из большого числа вариантов корпусов, применимых для мно­

гоканальных гибридных пленочных усилителей, наиболее удобным следует признать корпус типа "пенал ". В каждом таком корпусе располагается одна или две подложки с двумя-тремя каналами усиления. Корпуса типа "пенал" удобны для многоканальных уси­ лителей также тем, что, применяя и х , можно набирать практиче­ ски любое количество каналов усиления. Облегчается и ремонт блока усилителей, сводящийся к обнаружению и замене "пенала"

с вышедшими из строя каналами.

Особенности схемного решения и компоновки многоканальных

усилителей выявлены при разработке 34-канального гибридного апериодического пленочного предварительного усилителя считы­ вания с магнитного барабана. Принципиальная схема одного ка­ нала усилителя изображена на р и с .3 .3 . Топологический чертеж двух каналов усилителя, располагаемых на одной подложке, изо­ бражен на р и с .3 .4 и 3 .5 . Каждый канал усилителя имеет коэффи­ циент усиления 50-100 при работе на сопротивление и емкость нагрузки,- равными 470 0м и 47 пф в полосе -частот 500-2500 кГц Каждая из подложек с двухканальным гибридным пленочным усили­ телем устанавливается в плоский металлический корпус типа "пе

нал ", из которых набирается блок из 17 "пеналов", содержащий

34 усилительных канала, с~габаритными размерами 55x43x18,5 мм Обобщая сказанное выше, можно сфорацулировать следующие рекомендации, которые необходимо учитывать при конструирова­ нии гибридных пленочных апериодических многоканальных усили­

телей.

I . Шины питания каждого канала усиления должны быть о т -

93

дельными. Соединять их следует в точке, расположенной в не­

посредственной близости от выводного проводника микросхемы,

размещенной в корпусе. •

2 . Недопустимо использование общих обкладок для развязы­

вающих и шунтирующих конденсаторов различных каналов усиле­

ния.

3 . Каждая подложка' с микросхемами нескольких каналов усиления должна размещаться в металлическом•корпусе - экране.

4 . СХЕМЫ И КОМПОНОВКА РЕЗОНАНСНЫХ ГИБРИДНЫХ

ПЛЕНОЧНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Экспериментальная проверка основных параметров усилитель­ ных каскадов, построенных по различным схемам включения тран­

зисторов, выполнена при разработке, изготовлении и настройке

топологический чертеж гибридного пленочного усилителя с цен­

плоских спиральных проволочных катушек. Усилитель -нагружен на диод с накоплением заряда Д І .

На р и с .3 .8 приведена принципиальная схема, а на р и с .3 .9 -

топологический чертеж трехкаскадного, усилителя на частоту

40 МГц. Два каскада выполнены по схеме с ОЭ, последний ка­ скад - по схеме с ОК для согласования с нагрузкой 75 6м.

94

-о + 6.39

Р и с .3 .6 . Принципиальная схема усилителя на частоту 10 МГц.

Р и с .3 .7 . Топологический чертеж усилителя на частоту 10 МГц.

Коэффициент усиления усилителя по напряжению равен 300 при

полосе пропускания 0 ,5 МГц. Катушки индуктивности усилителя

выполнены на ВЧ ферритовых сердечниках диаметром 1 мм и вы­

95 _

96

Р и с .3 .1 0 . Принципиальная схема усилителя на частоту 300 МГц.

97

стоту 300 МРц и полосой пропускания 3 МГц„ Первый каскад усилителя выполнен на маломощных транзисторах типа КТ324

из алюминия, диэлектрик из моноокиси кремния. Удельная ем­ кость конденсаторов 1000-10000 nfy'cM2 .

98

Глава четвертая. ГИБРИДНЫЕ ПЛЕНОЧНЫЕ И ПЕЧАТНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ЭЛЕМЕНТАХ С СОСРЕДОТО­

ЧЕННЫМ ПАРАМЕТРАМ ДЛЯ ДИАПАЗОНА ІОО-ІООО МГЦ

I . ГИБРИДНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ ФИЛЬТР НИЗШИХ ЧАСТОТ Полосовые фильтры и фильтры нижних частот применяются в

радиотехнических устройствах различного назначения. Схемные решения и конструкции таких фильтров должны обеспечивать воз­ можность их реализации с минимальными габаритами и весом , про­ стоту настройки при изготовлении, высокую механическую проч­ ность, надёжность и стабильность параметров в процессе эксплуа­ тации.

Фильтры для диапазона частот ІОО-ІООО МГц можно выполнить на полосковых линиях с распределенными параметрами и на эле­ ментах с сосредоточенными параметрами. Сопоставление этих двух вариантов реализации фильтров одного и того же назначения при­ водит к выводу о том, что фильтры на элементах с сосредоточен--

ними параметрами выгодно отличаются значительно меньшими раз­ мерами от фильтров на полосковых линиях.

Известно много работ, например [4.1] , в которых дается ана­ лиз существующих схем фильтров на элементах с сосредоточенными параметрами и приводится методика их р асчёта. Однако вопросы проектирования фильтров, раоочитанных на использовании возмож­ ностей тонкопленочной технологии или технологии печатного мон­ таж а, в известной литературе практически не рассматриваю тся.

Это объясняется, по-видимому, таи , что решение вопросов микро­ миниатюризации таких фильтров связано с необходимостью и зго -

99

тоыѳнея высокодобротных малогабаритны катушек ивдуктжвно-

стн к обеспечения весьма малого рассеивания параметров эле­

ментов в процессе производства. Назначение "жестких" допус­ ков параметров элементов в условиях производства влечет за собой резкое увеличение процента брака. Введение регулирово­

чных элементов для компенсация рассеивания параметров эле­

ментов усложняет конструкцию фильтра, снижает стабильность его характеристик, значительно увеличивает трудоемкость настройки«

Исследованиями, результаты которых излажены ниже, уста­

новлена возможность разработки и изготовления фильтров на элементах о сосредоточенными параметрами, в значительной мере отвечающих требованиям, предъявлявши к такого рода устройствам.

Анализ и оопоотавлѳние различных описанных в литературе

схем электрических фильтров приводят к выводу о том, что для

реализации фильтров нижних частот (ФНЧ) с частотой среза

100 МГц на базе технологии вакуумного напыленія наиболее приемлемой является охѳма фильтра с П-образншм звѳньяш

г =—L > . С^.2)