книги из ГПНТБ / Федорцов Б.Ф. Усилители радиосигналов

В каждом из поддиапазонов, как можно видеть из рис. 19, значение К п плавно убывает с частотой /„. При переходе к более высокочастотному поддиапазону, когда индуктивность контура изменяется скачком, причем /,Э1> ^ эп>^эш, усиление уменьшается скачком. Для выравнивания коэффициента усиления

Соответствующие графики зависимости Кй приведены на рис. 20. При /а» /0 коэффициент усиления

K0 pp2SR,>.

Избирательные свойства каскада с трансформаторной связью могут быть определены в соответствии с обобщенной теорией усиления. Результирующее затухание

(5.29)

40

переходных цепей и вследствие этого малая постоянная вре­ мени в сеточной цепи последующего каскада.

Недостатки: меньшая величина коэффициента усиления, в особенности по сравнению со схемой с полным включением контура в анодную цепь (проигрыш в р раз), и большая сложность схемы.

6. Усилители с двухконтурным фильтром в нагрузке

Двухконтурный фильтр в нагрузке усилительного каскада ставится с целью получения резонансной характеристики, обла­

дающей лучшим значением, коэффициента прямоугольное™, чем при использовании одиночного контура. Схема каскада представлена на рис. 21. Система связанных контуров настраи-

41

вается на номинальное значение принимаемой или промежу­ точной частоты. Относительно первого контура схема питания анода лампы может быть как последовательной, так и парал­ лельной. Связь между контурами фильтра может быть индук­ тивной (рис. 21а), внешнеемкостной (рис. 216) и в редких случаях внутриемкостной. Работа этих схем и методика их рас­ чета принципиально ничем не различаются, за исключением

В широкополосных усилителях, работающих на фиксированной частоте, конденсаторы часто отсутствуют. В необходимых слу­ чаях в широкополосных усилителях для расширения полосы пропускания параллельно контурам включаются шунтирующие сопротивления. В узкополосных усилителях эти сопротивления, как правило, -отсутствуют. Для уменьшения влияния шунти­ рующего действия выхода собственной и входа последующей лампы, для уменьшения усиления до устойчивого значения может быть применено неполное включение контуров к соот­ ветствующим лампам. В усилителях промежуточной частоты при правильном выборе ламп обычно стремятся использовать полное включение контуров.

Эквивалентная схема каскада с двухконтурным фильтром изображена на рис. 22. На этой схеме каждая из емкостей СэХ или Сэ2-|представляет собою сумму емкостей специально вклю­ чаемых конденсаторов Сг и С2, ламп Свых и Свх2 и паразитных емкостей катушек Сп и Ст и монтажа СМ1 и См2:

Конденсаторы С, и С2 стремятся подобрать так, чтобы емкости СЭ1 и Сэ2 были одинаковыми. В широкополосных усили-

42

телях, при отсутствии С,* и С2, результирующие емкости Сэ1 и Сэ2 могут отличаться. В этом случае для настройки контуров па одну и ту же частоту /„ индуктивности La1 и L32 должны быть различными. Обычно это достигается использованием подстроечных сердечников в катушках индуктивности.

G32 (G p e32 i G | IIT2 ) ~\~P^G I!x2.

Суммарные, результирующие затухания контуров соответст­ венно составляют: ■

жениями (5.32), пересчитать в соответствующие контуры в виде последовательных сопротивлении, то

гэ\ - Р“э1 СЭ1: dhx_

0 Э1 ’

(5.34)

Fэ2 Р“э2^э2 d%2 Gэ->

' Учитывая приведенные соотношения, эквивалентная схема каскада, показанная на рис. 22, аналогична эквивалентной схеме каскада с трансформаторной связью, представленной на рис. 18. Различие состоит только в том, что в выражениях для генера­ тора тока и генераторов э.д. с., учитывая возможное неполное подключение анода лампы к первому контуру, содержится

анализ, проводимый с целью получения выражения для коэф­ фициента усиления, ничем не обличается от анализа для транс­ форматорной схемы. Учитывая (5.21), комплекс коэффициента усиления по напряжению

43

Этой же величине будет равно значение коэффициента усиле­ ния в точках максимумов при связи более сильной, чем крити­ ческая, т. е. при 7j'--7jKp. Если же связь между контурами слабее критической, то коэффициент усиления на резонансной частоте.

т. е. усиление, даваемое каскадом с. двухконтурной нагрузкой, даже при критической связи в два раза меньше усиления кас­ када с одним контуром'в нагрузке. Вместе с тем, как будет показано ниже, если коэффициенты прямоугольности каскада

содноконтурной нагрузкой составляют соответственно 10 и 100 на уровнях 0,1 и 0,01, то для двухконтурного каскада они соот­ ветственно равны 3,2 и 10,0 при критической связи, т. е. каскад

сдвухконтурной нагрузкой существенно превосходит по изби­

рательности каскад с одноконтурной нагрузкой.

§ 6. УСИЛИТЕЛИ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ

Основными достоинствами усилителей на транзисторах по сравнению с усилителями на лампах являются:

1.Меньшие номиналы напряжений источников питания и меньшая потребляемая от источников мощность.

2.Отсутствие цепей накала, что упрощает монтаж и умень­ шает паразитные связи.

3.Более высокая надежность и больший срок службы.

4.Меньшие габариты и вес.

2.Зависимость параметров от частоты, особенно нежела­ тельная при перестройке усилителей в диапазоне частот.

3.Относительно низкий коэффициент усиления, являющийся следствием больших величин входной и выходной проводимо­ стей в диапазоне радиочастот (при прочих равных условиях необходимое число каскадов на транзисторах в полтора—два раза больше, чем при использовании ламп).

4.Больший, чем у ламп, уровень собственных шумов.

5.Большие обратные связи, в результате чего в-усилителях радиосигналов обычно необходима нейтрализация обратной проходной проводимости.

46

Вследствие указанных обстоятельств, в первую очередь из-за резких изменений параметров транзисторов при перестройке усилителей в диапазоне частот, в военной радиоприемной аппа­ ратуре усилители на транзисторах в настоящее время находят основное применение в каскадах промежуточной и низкой частоты.

Промышленностью в настоящее время выпускаются плос­ костные триоды типов р —п ..р и п—р —п. В усилителях радио­ сигналов преимущественно используются положительно себя зарекомендовавшие плоскостные триоды типа р —п —р. В по­ следующем будут рассматриваться теория и схемы усилителей радиосигналов на транзисторах типа р п — р. Ранее выпускав­ шиеся промышленностью точечные триоды, более чувствитель­ ные к перегрузкам, изменениям температуры и механическим воздействиям, в усилителях радиосигналов в настоящее время практически не используются.

1.Принципиальные схемы усилителей

Вусилителях радиосигналов на транзисторах в качестве резонансной нагрузки применяются одиночные параллельные контуры, связанные контуры, фильтры сосредоточенной селек­ ции и магнитоэлектрические фильтры. Так как входное и вы­ ходное сопротивления схем на транзисторах очень малы, а усиление невелико, в усилителях радиосигналов на транзисто­ рах применяется амежкаскадное согласование.

Связь контура с коллектором собственного транзистора может быть автотрансформаторной или трансформаторной. Трансфор­ мация со стороны коллектора применяется с целью уменьшения шунтирующего действия транзистора на контур.

Связь контура с базой следующего каскада может быть трансформаторной или автотрансформаторной —с автотрансфор­ мацией в индуктивной или емкостной ветви контура (послед­ няя схема называется схемой с емкостным делителем).

Рассмотрим основные схемы усилителей с общим эмиттером.

1)Автотрансформаторные схемы связи с коллектором.

а) При автотрансформаторной связи с базой следующего

каскада. Схема каскада изображена на рис. 23а. Как видно из рисунка,

Результирующая емкость контура

Р[2Сныр (С —CL-r-CM) --р2гСК\2

Результирующая проводимость нагрузки

Оэ Hpe3-f-Ps?Gmi.

47

Очевидно, результирующая проводимость нагрузки не должна превышать необходимого значения с точки зрения заданной полосы пропускания. В схеме рисг 23а в некоторых случаях не удается осуществить малую величину р 2 для достижения режима согласования.

Рис. 23.

б) При трансформаторной связи с базой следующего кас­ када. Схема каскада представлена на рис. 236. Для нее имеем:

Трансформаторная связь со следующим каскадом обычно не является желательной, так как из-за малой величины входного сопротивления следующего каскада на индуктивном сопротив-

48

лении катушки связи будет теряться значительная часть напря­

Конденсатор С2 (рис. 23s) может отсутствовать и емкостью связи будет входная емкость Свх2 следующего каскада.

Результирующее затухание

da Pi2 Я^вых“К ^резЛ'Ръ' dSX2■

При согласовании эквивалентное затухание будет

ds 2 (А""^вых~Ь^рез)-

Отсюда получим

При согласовании со стороны входа следующего каскада эквивалентное затухание

что в ней легко осуществить малую величину коэффициента включения, необходимую для согласования. Этой схеме обычно отдается предпочтение по сравнению со схемой с трансформа­ торной связью со следующим каскадом.

2) Трансформаторные схемы связи с коллектором.

а) При автотрансформаторной связи с базойследующег каскада. Схема каскада представлена на рис. 24а. Для этой схемы коэффициент трансформации со стороны выхода собст­ венного каскада