Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Федорцов Б.Ф. Усилители радиосигналов

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.10.2023

Размер:

4.77 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 117 8 9 10 11 > Следующая >>>

в) Оптимальное включение цепи нейтрализации

Оптимальное соотношение витков т ——может быть опре- wK

делено пн следующих соображений. Если не учитывать потерь в контуре усилителя, то максимально возможное усиление кас- • кала по мощности

К рс макс	j У21,Vj	I Г;2 1 Л / \|	(6.19)
К рс макс	4G22(VGll.V 4 (G22	/w.Gjg) j G	(6.19)
	4G22(VGll.V 4 (G22	/w.Gjg) j G	G12
		111	m
			m
Произведение (G22—mOl2) ^GM -		имеет	минимум, сле

довательно, коэффициент усиления но мощности имеет макси

мум при-некоторой величине			*
		тО П Т	( 6. 20)
Обычно оптимальное		значение т лежит в пределах от 0.3		до
0,1. Чаще всего	т опт~1/5.
. За ме ча ния :	1)	Выбор т не является	критичным,	при

этом коэффициент усиления но мощности меняется незначи тельно, так как проводимость Gl2 мала сама по себе.

2) В реальных усилителях, собранных по схеме с общим эмиттером, величина проводимости Gv, относительно очень мала по сравнению с проводимостями Gn и Gn . Вследствие этого при нейтрализации соответствующие расчеты можно вести по следующим приближенным формулам:

Grx- G	G jj,	Свх	Gn.v=^ G]j, \|
Gвых G	n . \ G2o,	С\|ШХ-	С22Л,ууС 22.	( 6. 21)
				I
а крутизна усилителя
	I 1 21 !~ G21A' ~~ G2].			( 6. 22)

5.Варианты расчета усилителей

1)Ставится требование получения максимальновозможног усиления, не принимая во внимание избирательность. В этом случае должны выполняться следующие условия:

а	d	/ ^(вых Т'^рез
Pl = 1, Р* Р-С - [ /	V ^вх2	dвх2

■fit)

Тогда коэффициент усиления рассчитывается по формуле

К____________________

с',акс' 2

Такой режим чаще всего применяется в усилителях принимае мой частоты.

2)	Ставятся		требования получения заданной полосы и, п
возможности, достаточно высокого усиления.
а)	Если	в каскаде		используется одноконтурная нагрузка, т
должны	быть выполнены условия:
	/;	1	d	(-у-~<^рез)		- где	dB	ДF
								/о ’

	Рг P ic	1 /	° -	l / - rf - 1 /			р ‘ч	Bbix~J~^pe3

		[ /	(}
		г	'-*вх2	V	dsx2	1		^ вх З

б) Если нагрузка двухконтурная, то в каждом контуре дол жно обеспечиваться определенное затухание dB, и тогда

Pi'-

Ръ

3) Ставится требование получения возможно более узкой полосы при выбранных транзисторе и контуре. В этом случае к расчету усиления каскада можно подойти следующим об разом:

Кй	Р1Р2 \ У21 I	PiPa\Y„ \
Кй	>12Свых+ О рез+/?22СВХ2	а	с,вх2
		Срез М + А 2 а рез	-+ Р з 2 а резч

PlPt\Y*\ I

Срез (1+Д)

Очевидно, нужно обеспечить минимальное з н а ч е н и е А в при веденном выражении. При расчете конкретной системы вели чиной Д задаются. Обычно Д--0,1-^0,2.

Максимальное усиление получается при условии

рез	Gрез '	ИЛИ Л 2°в	/?22Св,:2.

Отсюда	получим:
				-	/	-Cl	\|1	'	^рез
Оэ	2а 2(?»ых-	т- 1■■ /V		-		'-'рез	\|1	'	^рез
Оэ	2а 2(?»ых-	т- 1■■ /V		•		2(/1!ЫХ	1		2^вых
				•		2(/1!ЫХ	1		2^вых
	: 2p2-GBr2,	т. f		1/		^рез	1		ds ^рсз
(V ^рез	: 2p2-GBr2,	т. f	/V V			2GBX3	1^ .		2dm2

Во всех перечисленных случаях выбор коэффициентов вклю чения рг и р 2 должен учитывать вносимые в контур емкости со стороны выхода собственного транзистора и входа, следую щего.

В контур вносится емкость

АС- - р г2с вых-\-р^С^ъ.

Относительное изменение емкости

дС
Сэ ~	Сэ
так как
1	ДС ^	-1- ДF
1	ДС ^	2
/ о “~2	С3 <	/о

Имеются два пути уменьшения расстройки:

а) уменьшение коэффициентов включения р х и р 2 (это умень шает усиление);

б) выбор возможно большей величины результирующей ем кости контура С’э. Следует иметь в виду, что большое Сэ также уменьшает усиление. Обычно Сэ составляет'; в зависимости от частоты, величину от нескольких сотен до тысячи пикофарад. Кроме того, эквивалентная емкость контура должна превышать паразитную емкость

Съ - * 1- Спарзз ■/7С ^ ' в ы х + /^2*^-вх2~Г'С_ч'"Г С^.

6.Последовательность расчета усилителя

1)Определяются параметры контура:

а) выбирается результирующая емкость контура Сэ и рассчи тываются индуктивность L3 и волновое'сопротивление &э;

б) выбирается ориентировочное значение добротности Qpe3 или затухания dpe3:

2)Рассчитываются внутренние параметры усилителя без учета нейтрализации.

3)Определяются коэффициенты включения контура со сто

роны собственного транзистора и со стороны входа следующего каскада.

62 ‘

4)Рассчитываются цепи нейтрализации.

0)Рассчитываются внутренние параметры нейтрализованного усилителя. В схеме с общим эмиттером можно использовать непосредственно данные усилителя без нейтрализации.

6)Определяются внешние параметры нейтрализованного уси лителя:

а) входные проводимость и емкость (GBX, Свх);

б) выходные проводимость и емкость (Овых, Саых); эти пара метры равны внутренним параметрам нейтрализованного уси лителя;

в) коэффициент усиления по напряжению ЛГ0; г) коэффициент усиления но мощности /\р.

§7. УСИЛИТЕЛИ С ОБЩЕЙ СЕТКОЙ

Вметровом и дециметровом диапазонах волн электронным лампам присущи очень высокие уровни шумов. Поэтому в указанных диапазонах стремятся использовать не пентоды, а триоды, обеспечивающие меньший уровень собственных шумов.

Однако	триоды обладают большой проходной емкостью Cag,
и если	каскад собрать по схеме с общим катодом, то устой

чивое усиление практически получить невозможно. Поэтому возникла задача обеспечения устойчивого усиления при исполь зовании триодов. В э'ьом отношении, при прочих равных усло виях, более устойчивой является схема, у которой общим электродом является сетка. Схема усилителя с общей сеткой предложена "М. А. Бонч-Бруевичем, в 1929 году. Эта схема получила широкое распространение с 1940—42 гг., когда стали применяться устройства,'работающие в диапазоне СВЧ.

1.Принципиальные схемы усилителей

1)Схема последовательного питания представлена на рис. 30а.

2)Схема параллельного питания изображена на рис. 30б. Для этих схем общим электродом является сетка. Входное*

напряжение подается на участок катодсетка UKg, а выходное снимается с участка анод сотка Uag. Контур на выходе вклю чен между анодом и сеткой.

В схеме усилителя с общей сеткой имеются две обратные связи: а) одна из них обусловлена протеканием переменной состав ляющей анодного тока через контур А эта связь является

очень	сильной, носит	отрицательный характер и определяет
высокую устойчивость работы усилителя;
б) вторая—обусловлена проводимостью анод--катод, соеди
няющей цепи выхода		и входа (через емкость			Сак). В зависи
мости	от того, будет	ли	анодная	цепь на	данной частоте
иметь	индуктивный или емкостный характер, эта обратная
связь может быть отрицательной				или положительной. Од
нако	в большинстве случаев		она оказывается		очень слабой по

сравнению с первой обратной связью и не оказывает сильного влияния на работу усилителя. Общая сетка действует как

экран, уменьшающий емкость анод—катод и обратную связь через нее.

2. Внутренние и внешние параметры усилителя

а) Внутренние параметры .

Схема замещения усилителя может быть представлена," как показано на рис. 31.

Из определения внутренних, параметров, как параметров короткого замыкания, имеем:

УП (ос) ‘ ^ Y ^ S + Y '			1
У12 (ос) - >У с			(7.1 )
^21 (ос)Т	Y„„+Y
Уп (асУ
	ga	ак'

Проводимости лампы определяются из выражений:

YgK . GgK- i

причем

G„

У ^

GaK

1®Саю

где

^ак

(7.2)

Уgo-

j« c ga.

б)

Внешние параметры

Входная

проводимость

Пх - Уп КУЖ YgK ;

S-; YaK-

K YaK ■ YgK-. S-, Y aK(1 -

K). (7.3)

Имея в виду, что К

j K x , можно

получить:

а)

Входная активная про

SUgK

водимость

Г ~

< Л х

G g,c г S

( / „ „ . O '

K r )

+ шСакКх :

-о2

на резонансной

частоте

У9*

Уда|

°вх

GgK+ S !

f / J ( l

K R).

Это выражение для практи-

,ь

^---- [

-ог

ческих расчетов можно не-

Рис.

31.

сколько упростить, полагая

KR~>1 . п тогда

«»*~

;s1 <->- GnKKR~\JaKi\R (}„„KJgK . s*-> ‘

пKJак

s fi

r /^чgK

' YJii

Go,

Вели

учесть,

ч т о ----- ^

^ S',,

крутизна лампы

в режиме уси-

Cj '

лепия (динамическая крутизна лампы), то окончательно

^ВХ -GgK+ Srf.

Только в редком случае <7/ 5>Оак, величина Srf~ S , и тогда

GBX— GgK-\-S.

б) Входная емкость

с вх - с кк :-С„Л 1 -KR)	- Gf K x -<
на резонансной частоте
Gв* CgK i Сак (1 -	K R).

5 Зак. 948.

Таким образом:

1. Входная проводимость каскада с общей сеткой сильно воз растает, что является признаком высокой устойчивости, схемы. Действительно, схема имеет 100%-пуго обратную связь но току: выходной ток каскада равен входному току при отсутствии токов сетки.

2. Большая входная проводимость означает большую на грузку для предшествующего каскада, и поэтому особенно

важйо	осуществить согласование по мощности на входе.
8 ,	Большая входная проводимость каскада с общей сетко

сильно шунтирует контур на входе, и его избирательность

резко

снижается.

Выходная

проводимость

'Рвы х "-

^ 2 2

А Д

12~= ^ а ' Г

^ак

Д;.с

^ на

^ак ( 1 " “А г) .

( / - 4 )

Имея

в виду,

что

K r : KiR riK iX, можно получить:

а) Выходная

активная

проводимость

Дш.х Oalc( 1

Кщ) ~i~®CaKKix,

на

резонансной

частоте

^вых

@ак 0

K iR).

б)

Выходная

емкостр

^ C ga+C aK(l~ KiR) ~

~ ^ K iX;

на

резонансной

частоте

Cm^ C ea+CaK( l - K lR).

Коэффициент усиления

по напряжению:

а)

Для четырехполюсника

(отношение

к f/j)

Y.21

° ;

ак

(7.5а)

y №+ y „

- - Y

4- Y

ак ■л ga ■

б) Для каскада в целом

(отношение

С/3 к Ол), с

учетом

обратной

связи,

Р 1 Р 2

( S + Y aK)

(7.56)

Pi ^.Ybux. \

Урез' \ Pi*YM3

На

резонансной частоте

АГо

PiPz\Yix\

(7.5в)

I ^ р е з * Ф /,2’"^вх2

причем |

Y.31 I

Pl" ^ вых

I S+Y„

G a,.

Таким

образом, крутизна усилителя

Y,21

-s'

o llh.

4 .

Если	обе	части этого		равенства умножить на R,,				то получится
1 }'2,	-Л*,-	SRi	, 1 , или	ly,	-у 1 , т. е.	в режиме	холостого хода
коэффициент			усиления'		напряжения	каскада	с	общей сеткой

на единицу больше, чем каскада с общим катодом. Практи

чески, так как G,.

<■' S,

можно

считать

i }'2l ] — S, т.

е,-

P\P.S

Кг - Pi“

ы х ~ ГGpes“ : ~Р2 ^ Gв х 2

4) Коэффициент усиления по току.

Для четырехполюсника (отношение / 2

/,)

v\.,

S + Y ак __

(7.6а)

г п г /

- S-;

На резонансной частоте

(7.66)

GgK

°w< -

°с'

Здесь | У211 5 -

Кроме

того,

можно

пренебречь

GaK но

сравнению с S. Тогда

получим

*/о

(7.6в)

а ~ I

5) Коэффициент усиления но мощности

К -- К-1

G,.'-

...................2 а

(7.7)

(т

~3 .

(/с

I Овых

п ы х

Так как

GaK(GgK+G cy

Ов,«-^ОяЛ 1 - К / й)--=0 „к[ 1

GgK4-S

-Gc'

GgK S

Gc' ’

то расчетная величина коэффициента усиления по мощности

/•	______ . V - 4 V K / V ,		.S' ( V )
р	(GgK- S	Gcy	GnK (GgK-. Gc') ~
	_	S4?e'
	' (GgK-]-S 1	(V.) G„K(GgK Gc’) '

3.Режим согласования по мощности на входе

ивыходе каскада

а) Согласование на входе

При согласовании с источником сигнала на входе имеет место равенство пересчитанной выходной проводимости источ ника сигнала и входной проводимости каскада

Gс опт “Д р х с ^ с " ^вх*

(7.8а)

что обеспечивается выбором коэффициента трансформации

(7.86)

Учитывая, что G'cotrt~--GKK=GgK-:-SJ, для коэффициента уси ления ио мощности можно записать

	„		S H G ^ S J					(7.8в)
А р с (вх) ~			(2 C & S--: 'Sd)GaK"(2GgK Su) ’					(7.8в)
причем Srf	5	зависит от нагрузки				G„' на	выходе каскада.
причем Srf	Q	зависит от нагрузки				G„' на	выходе каскада.
1	J-SZaK
I	, Q}
Выходная	проводимость каскада
				/		S
( *	в ы	х	~ ' ^ я л	( 1	9Q~ ... S		S~t
Выходная	емкость		каскада
Свых^С,,, f-Ca,. (1			KiR): :С		С(tK( 1	—757;		-Ч, / '
						2(7,,. У		-Ч, / '
							g!'

б) Согласование на выходе

В дополнение к согласованию па входе обычно осущест вляется также согласование на выходе каскада. В этом случае обеспечивается равенство пересчитанной проводимости нагрузки и выходной проводимости каскада:

G н ОПТ			Р“В Ы Х С ^ Н " ( ^ В Ы Х '			(/.9а)
что обеспечивается выбором коэффициента трансформации
			/	GВЫХ		(7.96)
	РъЫ)		I/	0 И		(7.96)
Учитывая, что	РъЫ)		I/	0 И
Учитывая, что
G	Овнх-ОяЛ1			2GgKi-S + S d I ’
нопт	Овнх-ОяЛ1			2GgKi-S + S d I ’
подставив в уравнение’Sd			5		решая его	относн-
подставив в уравнение’Sd			Gn		решая его	относн-
			Gn
тельно GH', получаем			G'
тельно GH', получаем
G'	и ппт	с	°ак
'•-*	и ппт

Крутизна лампы при нагрузке 0 'нопт будет

Входная	проводимость
		G Bx с			'	г 5 ^ otIT.
Выходная	проводимость
		а	-(}-		нопт
		'-*выхс	ч-'		нопт
Коэффициент усиления				но мощности
	_ ________ &					(Ogli l Sg опт)________	(7.9в)
	рС	(2Gff/.-f-5+SrfonT) GaK (2Gglc-f-SdonT)					(7.9в)
	рС	(2Gff/.-f-5+SrfonT) GaK (2Gglc-f-SdonT)
Коэффициент усиления по напряжению
К,ос		p,S				PiS
К,ос		2 У GGB«				2 \| ( ^ 2GRHX-r Gpe3)GBX2

При р. 1 и Gpe3 - =0

КО С "

2 I GBbIXGExa

§ 8. УСИЛИТЕЛИ С ОБЩЕЙ БАЗОЙ

Усилители с общей базой используются в трактах усиления промежуточной и низкой частоты приемника. Принципиальные схемы усилителей с общей базой совершенно аналогичны схемам с общим эмиттером и отличаются только способом включения транзисторов. Схемы усилителей с общей базой в тракте промежуточной частоты применяются значительно реже,, чем схемы с общим эмиттером.' Это объясняется следующими причинами:

1 ) схема с общей базой обладает сравнительно малыми, значениями величин входного и выходного сопротивлений;

2 ) схема с общей базой имеет малый коэффициент усиле ния но напряжению, так как проводимости здесь значительно больше, чем в схеме с. общим эмиттером.

В силу указанных причин схема с общей базой исполь зуется преимущественно в широкополосных усилителях.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 117 8 9 10 11 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ