книги из ГПНТБ / Федорцов Б.Ф. Усилители радиосигналов

Численные значения коэффициента прямоугольное™ для схемы 3-го типа наилучшие из трех типов схем при одном и том же

90

типа каждый из каскадов имеет самую узкую полосу, а в схеме 1 -го типа - самую широкую (много шире общей).,

одной лампы), усиление, даваемое 3-й схемой, может оказаться близким к усилению 2 -й схемы.

2) По избирательности.

При одном и том же числе каскадов п наилучшей избира­ тельностью обладает схема 3-го типа (имеет самые высокие К„), панхудшей — 1 -го типа (самые малые А'п), промежуточное поло­ жение занимает схема 2-го типа. Физически наилучшая избира­ тельность схемы 3-го типа объясняется в 2 раза большим числом контуров при одном н том же числе каскадов.

3) По конструкции и в эксплуатации.

Самой простой является схема 1-го типа, самой сложной но количеству элементов--схема 3-го типа.

Надо учитывать сложность настройки схемы 3-го типа (подбор критической связи). Для схемы 2-го тина слож­ ность заключается в настройке на две или три частоты. Самая простая в настройке схема 1 -го типа.

Н. Выбор емкости контура в многокаскадном усилителе

1) Из условия устойчивого усиления. Усиление одного каскада

I ? (л)

Устойчивое усиление одного каскада (в зависимости от типа усилителя)

К\ уст-

Витоге должно быть для схем 1-го. и 2-го типов

91:'

откуда

2 -ДAmm I ' ? («•) А%уст

2) Из условия стабильности усиления при смене ламп и транзисторов.

Лампы или транзисторы имеют разброс по емкостям. Если ■емкость контура C»i мала, то при смене ламп или транзисто­ ров емкости изменятся на ДС и каскады взаимно расстроятся. Это приведет к уменьшению усиления.

Пусть яри настроенных в резонанс каскадах усиление было j% (/c) h При смене ламп усиление уменьшится до [A'T(f)\n, или

т. е. допускается уменьшение усиления не более чем на 00%. Тогда при смене ламп расстройка будет составлять к целом для усилителя не более половины полосы:

дF,обш

JV

/о <

Имея в виду, что эта расстройкарезультат изменения емкости:

■&2

3} Из условия, чтобы выбранная для расчета емкость кон­ тура превышала паразитные емкости схемы:

7.Порядок расчета многокаскадного усилителя

1)Выбирается тип схемы усилителя на основании сопостав­

3)Выбирается лампа или транзистор, а значит для данного прибора известны входные и выходные параметры и крутизна усиления |К21{.

4)Определяется необходимая емкость контура исходя из

указанных выше трех условий.

5) Рассчитывается единичный фиктивный коэффициент уси­

т

о

. Т а б л и ц а .1

Таблица для расчета многокаскадного усилителя радиосигналов

I

§11. УСТОЙЧИВОСТЬ УСИЛИТЕЛЕЙ РАДИОСИГНАЛОВ

1.Общие вопросы устойчивости усилителей

Вусилителях радиосигналов, как это следует из предшест­ вующих разделов курса, имеют место обратные связи. Влия­ ние обратной связи может привести к самовозбуждению каскада или нестабильности качественных показателей усилителя. В слу­ чае. самовозбуждения в усилителе возникают автоколебания, усиление сигналов становится невозможным или сопровож­ дается недопустимыми искажениями, [если же усилитель не самовозбуждается, но близок к самовозбуждению, то его по­ казатели резко изменяются, в особенности при изменениях питающих напряжений, при старении или смене ламп или тран­ зисторов. Поэтому обычно к усилителям предъявляются требо­ вания устойчивости, под которыми понимают не только отсут­ ствие самовозбуждения,' но и стабильность качественных по­ казателей.

Рис. 43.

Усилитель радиосигналов вместе с предшествующим каска­ дом, играющим роль источника сигналов, представляется схемой рис. 43. Система состоит из источника гармонического напряжения частоты /„, усилителя и цепи обратной связи.

Комплексный коэффициент усиления каскада К, коэффициент передачи цепи обратной связи р. Положим для упрощения, что

Р не изменяется при отключении цени обратной связи от входа усилителя. Если цепь обратной связи разорвана, то напряже­

ние на входе усилителя, создаваемое источником, будет 0^, напряжение на выходе и й~ К и х. После прохождения через цепь обратной связи напряжение становится равным 6,3=3{/2=

Если напряжение 0 3 по величине и фазе равно напряже­ нию Ои то при мгновенной перестановке переключателя в

верхнее положение, т. е. при замыкании цепи обратной связи,

$

95

режим схемы не изменится. Следовательно, в схеме сохранятся колебания и при отключенном от усилителя источнике сигнала, т. е. возникнет самовозбуждение. Таким образом, условие самовозбуждения имеет вид

Это комплексное равенство равноценно двум вещественным-

Первое условие означает, что для самовозбуждения требуется равенство амплитуд напряжений UmS и UтХ. Второе условие означает, что для самовозбуждения необходимо совпадение

фаз напряжении 0 :) и 0 Х, т. е. обратная связь должна быть

положительной.

При проектировании усилителей указанные выше условия самовозбуждения целесообразно сформулировать в несколько ином виде. Так, удобными признаками самовозбуждения могут служить соотношения между проводимостями на входе (или выходе) усилителя без обратной связи и с учетом обратной связи.

Для усилителя с параллельной обратной связью, как из­ вестно, можно записать

Так как при самовозбуждении 3К -1, то условие (11.3) примет вид

где Y c' —пересчитанная проводимость источника сигнала, Увх—входная проводимость без учета обратной связи,

К„хоб.св--входная проводимость усилителя с учетом обратной связи.

Пз выражения (11.3) можно записать:

Gc f Овх об.св == О,

(11.4)

B z “У ^ в х об.св = О,

т. е. при самовозбуждении входная активная проводимость усилителя должна быть отрицательной и компенсировать активную проводимость источника сигнала и, кроме того, при самовозбуждении реактивные составляющие также должны быть компенсированы. Последнее обычно имеет место в усилителях радиосигналов при настройке в резонанс всей системы.

В общем случае для каскада с обратной связью выражение для результирующей активной проводимости, когда (3/C^l, имеет вид

96

Таким образом, величина 1 —$К на частоте баланса фаз опре­ деляет степень устойчивости показателей усилителя. Эту вели­

обратная связь вовсе не влияет на показатели усилителя. Обычно допускают незначительное изменение показателей уси­ лителя-коэффициента усиления, полосы пропускания и формы

*у>0,8-е0,9.

Для целей проектирования выразим коэффициент устойчи­ вости через соответствующие проводимости. Из (11.5) можнополучить

Этим выражением в последующем будем пользоваться при оценке устойчивости конкретных схем усилителей.

2.Устойчивость усилителей с общим катодом

Всхеме с общим катодом, как было в свое время указано, имеется параллельная обратная связь червЬ проходную прово­

димость Yga. Для входной проводимости с учётом влияния обратной связи было получено следующее выражение:

границе полосы пропускания. При изменениях R3 и Х э изме­ няются также значения Овк об.св и Свх об.сн, что вызывает иска­ жение результирующей резонансной кривой контура, стоящего на входе каскада. Надо найти такие условия устойчивой работы,, чтобы этими искажениями можно было пренебречь.

С точки зрения условий устойчивости усилителя с общим катодом наибольшую опасность представляет максимальное-

значение второго слагаемого проводимости С/вхиб.с па частоте Д, когда

Умножив левую и правую части полученного равенства на | У2 1 1,

Положив для определенности /гу~--0,9 и имея в виду, что для усилителей с общим катодом ; Yn | S, коэффициент устойчи­ вого усиления примет вид

«8

Для входной проводимости с учетом влияния обратной связи было получено

Gex об.св — С ? л GnKl? + uC12K x ^ G n — ( Д а ! ^ 2 1 I / ? , - ) - w C j 2 I У^21 j

( 11. 10)

где | Ум'l—крутизна усилителя с общим эмиттером.

Величины #з и Х э при неизменной настройке контура наг входе каскада изменяются с частотой по кривым, приведенным, на рис. 44. Учитывая, что величины 0 12 и С12 отрицательны,, с. точки зрения устойчивости работы каскада наибольшую опас­ ность представляет максимальное значение третьего слагаемого