Un amplificator de frecvență audio sau un amplificator de joasă frecvență, pentru a afla cum funcționează și de ce există atât de mulți tranzistori, rezistențe și condensatori, trebuie să înțelegeți cum funcționează fiecare element și să încercați să aflați cum funcționează aceste elemente. Pentru a asambla un amplificator primitiv, avem nevoie de trei tipuri de elemente electronice: rezistențe, condensatori și, bineînțeles, tranzistoare.
Rezistor
Deci, rezistențele noastre se caracterizează prin rezistență la curent electric și această rezistență este măsurată în ohmi. Fiecare metal conductiv electric sau aliaj metalic are propria sa rezistență specifică. Dacă luăm un fir de o anumită lungime cu rezistivitate ridicată, atunci obținem un adevărat rezistor bobinat. Pentru ca rezistența să fie compactă, firul poate fi înfășurat în jurul cadrului. Astfel, obținem un rezistor bobinat, dar are o serie de dezavantaje, astfel încât rezistențele sunt de obicei fabricate din material cermet. Acesta este modul în care rezistențele sunt indicate pe circuitele electrice:Denumirea superioară este adoptată în SUA, cea inferioară în Rusia și Europa.
Condensator
Un condensator este format din două plăci metalice separate de un dielectric. Dacă aplicăm o tensiune constantă acestor plăci, atunci va apărea un câmp electric care, după oprirea alimentării, va menține sarcini pozitive și, respectiv, negative pe plăci.
Baza proiectării unui condensator este două plăci conductoare, între care există un dielectric
Astfel, condensatorul este capabil să stocheze o încărcare electrică. Această capacitate de a acumula sarcină electrică se numește capacitate electrică, care este principalul parametru al unui condensator. Capacitatea este măsurată în Farads. Ceea ce este mai caracteristic este că atunci când încărcăm sau descărcăm un condensator, curge un curent electric prin el. Dar de îndată ce condensatorul este încărcat, acesta încetează să mai treacă curent electric și acest lucru se datorează faptului că condensatorul a preluat sarcina sursei de alimentare, adică potențialul condensatorului și sursa de alimentare sunt aceleași și, dacă nu există diferențe de potențial (tensiune), nu există curent electric. Astfel, un condensator încărcat nu trece un curent electric direct, ci trece un curent alternativ, deoarece atunci când este conectat la un curent electric alternativ, acesta va fi încărcat și descărcat în mod constant. Pe schemele electrice, este desemnat după cum urmează:
Tranzistor
În amplificatorul nostru, vom folosi cei mai simpli tranzistori bipolari. Tranzistorul este fabricat dintr-un material semiconductor. Proprietatea de care avem nevoie este acest material - prezența transportatorilor liberi atât de taxe pozitive, cât și negative. În funcție de sarcinile care sunt mai mari, semiconductorii se disting în două tipuri prin conductivitate: n-tip și p-tip (n-negativ, p-pozitiv). Sarcinile negative sunt electronii eliberați din cojile exterioare ale atomilor din rețeaua cristalină, iar sarcinile pozitive sunt așa-numitele găuri. Găurile sunt locuri libere care rămân în cochilii electronilor după ce electronii le părăsesc. Să denotăm în mod convențional atomii cu un electron în orbita exterioară printr-un cerc albastru cu semn minus și atomii cu un loc liber - printr-un cerc gol:
Fiecare tranzistor bipolar este format din trei zone ale unor astfel de semiconductori, aceste zone se numesc bază, emițător și colector.
Să vedem un exemplu al modului în care funcționează un tranzistor. Pentru a face acest lucru, conectați două baterii de 1,5 și 5 volți la tranzistor, cu un plus la emițător și un minus la bază și respectiv colector (a se vedea figura):
La contactul dintre bază și emițător va apărea un câmp electromagnetic, care literalmente scoate electronii din orbita exterioară a atomilor de bază și îi transferă către emițător. Electronii liberi lasă găuri în spatele lor și ocupă locuri libere deja în emițător. Același câmp electromagnetic are același efect asupra atomilor colectorului și, deoarece baza din tranzistor este destul de subțire în raport cu emițătorul și colectorul, electronii colectorului trec prin el destul de ușor în emițător și în cantități mult mai mari decât de la bază.
Dacă oprim tensiunea de la bază, atunci nu va exista câmp electromagnetic, iar baza va acționa ca un dielectric, iar tranzistorul va fi închis. Astfel, aplicând o tensiune suficient de scăzută la bază, putem controla o tensiune mai mare aplicată emițătorului și colectorului.
Tranzistorul pe care l-am luat în considerare pnp-tip, din moment ce are două p-zone și una n-zona. Există, de asemenea npn- tranzistoare, principiul de funcționare în ele este același, dar curentul electric curge în ele în direcția opusă decât în \u200b\u200btranzistorul pe care l-am considerat. Acesta este modul în care tranzistoarele bipolare sunt indicate pe circuitele electrice, săgeata indică direcția curentului: 
ULF
Ei bine, să încercăm să proiectăm un amplificator de joasă frecvență din toate acestea. În primul rând, avem nevoie de un semnal pe care îl vom amplifica, poate fi o placă de sunet pentru computer sau orice alt dispozitiv de sunet cu ieșire de linie. Să presupunem că semnalul nostru are o amplitudine maximă de aproximativ 0,5 volți la un curent de 0,2 A, cam așa:
Și pentru ca cel mai simplu difuzor de 4 ohmi de 10 wați să funcționeze, trebuie să mărim amplitudinea semnalului la 6 volți, cu un curent Eu = U / R \u003d 6/4 \u003d 1,5 A.
Deci, să încercăm să ne conectăm semnalul la un tranzistor. Amintiți-vă circuitul nostru cu un tranzistor și două baterii, acum, în loc de o baterie de 1,5 volți, avem un semnal de ieșire de linie. Rezistorul R1 acționează ca o sarcină, astfel încât să nu existe scurtcircuit și tranzistorul nostru să nu ardă.
Dar aici apar două probleme simultan, în primul rând, tranzistorul nostru npn-tip și se deschide numai atunci când jumătatea de undă este pozitivă și se închide când este negativă.
În al doilea rând, un tranzistor, ca orice dispozitiv semiconductor, are caracteristici neliniare în ceea ce privește tensiunea și curentul, iar cu cât valorile curentului și tensiunii sunt mai mici, cu atât aceste distorsiuni sunt mai puternice:
Nu numai că rămâne doar o jumătate de undă din semnalul nostru, dar va fi distorsionat și:
Aceasta este așa-numita distorsiune crossover.
Pentru a scăpa de aceste probleme, trebuie să ne mutăm semnalul în zona de lucru a tranzistorului, unde se va potrivi întreaga sinusoidă a semnalului și distorsiunea armonică va fi nesemnificativă. Pentru a face acest lucru, o tensiune de polarizare este aplicată la bază, să spunem 1 volt, folosind un divizor de tensiune compus din două rezistențe R2 și R3.
Iar semnalul nostru care intră în tranzistor va arăta astfel:
Acum trebuie să extragem semnalul nostru util din colectorul tranzistorului. Pentru a face acest lucru, instalați condensatorul C1:
După cum ne amintim, condensatorul trece curent alternativ și nu trece curent continuu, așa că va servi drept filtru pentru noi, trecând doar semnalul nostru util - sinusoidul nostru. Iar componenta constantă care nu a trecut prin condensator va fi disipată pe rezistorul R1. Curentul alternativ, semnalul nostru util, va tinde să treacă prin condensator, deoarece rezistența condensatorului pentru acesta este neglijabilă în comparație cu rezistorul R1.
Așa că s-a dovedit prima etapă a tranzistorului amplificatorului nostru. Dar mai sunt două nuanțe mici:
Nu știm 100% ce semnal intră în amplificator, dintr-o dată sursa semnalului este defectă, se poate întâmpla orice, din nou, electricitatea statică sau o tensiune constantă trece împreună cu semnalul util. Acest lucru poate determina tranzistorul să nu funcționeze corect sau chiar să provoace defectarea acestuia. Pentru a face acest lucru, instalați condensatorul C2, acesta, ca și condensatorul C1, va bloca curentul electric direct, iar capacitatea limitată a condensatorului nu va trece vârfuri de amplitudine mare care pot deteriora tranzistorul. Aceste supratensiuni apar de obicei atunci când dispozitivul este pornit sau oprit.
Și a doua nuanță, orice sursă de semnal necesită o anumită sarcină specifică (rezistență). Prin urmare, impedanța de intrare a cascadei este importantă pentru noi. Pentru a regla rezistența de intrare, adăugați un rezistor R4 la circuitul emițătorului:
Acum cunoaștem scopul fiecărui rezistor și condensator din etapa tranzistorului. Să încercăm acum să calculăm ce elemente trebuie să folosiți pentru aceasta.
Date inițiale:
- U \u003d 12 V - tensiune de alimentare;
- U bae ~ 1 V - Emitator de tensiune-bază a punctului de operare al tranzistorului;
- P max \u003d 200 mW - disipare maximă a puterii;
- Eu max \u003d 100 mA - curent maxim constant al colectorului;
- U max \u003d 18 V - tensiunea maximă admisibilă colector-bază / colector-emițător (tensiunea noastră de alimentare este de 12 V, deci este suficientă cu o marjă);
- U eb \u003d 5 V - tensiunea maximă admisă de bază a emițătorului (tensiunea noastră este de 1 volt ± 0,5 volți);
- h21 \u003d 75-225 - factor de amplificare a curentului de bază, se ia valoarea minimă - 75;
- Calculăm puterea statică maximă a tranzistorului, este luată cu 20% mai puțin decât puterea maximă disipată, astfel încât tranzistorul nostru să nu funcționeze la limita capacităților sale:
P articol max = 0,8*P max \u003d 0,8 * 200mW \u003d 160mW;
- Determinați curentul colectorului într-un mod static (fără semnal), în ciuda faptului că nu este furnizată nicio tensiune la bază prin tranzistor, un curent electric curge încă într-o mică măsură.
Eu k0 = P articol max / U keUnde U ke - tensiunea joncțiunii colector-emițător. Jumătate din tensiunea de alimentare este disipată pe tranzistor, a doua jumătate va fi disipată pe rezistențe:
U ke = U / 2;
Eu k0 = P articol max / (U / 2) \u003d 160 mW / (12V / 2) \u003d 26,7 mA;
- Acum, să calculăm rezistența la sarcină, inițial aveam un rezistor R1, care a jucat acest rol, dar din moment ce am adăugat un rezistor R4 pentru a crește rezistența de intrare a scenei, acum rezistența la sarcină va fi suma lui R1 și R4:
R n = R1 + R4Unde R n - rezistenta totala la sarcina;
Raportul dintre R1 și R4 este de obicei de la 1 la 10:
R1 = R4*10;
Să calculăm rezistența la sarcină:
R1 + R4 = (U / 2) / Eu k0 \u003d (12V / 2) / 26,7 mA \u003d (12V / 2) / 0,0267 A \u003d 224,7 Ohm;
Cele mai apropiate rezistențe sunt 200 și 27 ohmi. R1 \u003d 200 Ohm și R4 \u003d 27 ohmi.
- Acum să găsim tensiunea la colectorul tranzistorului fără semnal:
U к0 = (U ke0 + Eu k0 * R4) = (U - Eu k0 * R1) \u003d (12V -0,0267 A * 200 Ohm) \u003d 6,7 V;
- Curentul bazei de control al tranzistorului:
Eu b = Eu să / h21Unde Eu să - curent colector;
Eu să = (U / R n);
Eu b = (U / R n) / h21 \u003d (12V / (200 Ohm + 27 Ohm)) / 75 \u003d 0,0007 A \u003d 0,07 mA;
- Curentul total de bază este determinat de tensiunea de polarizare a bazei, care este setată de divizor R2 și R3... Curentul setat de divizor trebuie să fie de 5-10 ori mai mare decât curentul de control de bază ( Eu b) astfel încât curentul actual de control de bază să nu afecteze tensiunea de polarizare. Astfel, pentru valoarea curentă a divizorului ( I cazuri) luăm 0,7 mA și calculăm R2 și R3:
R2 + R3 = U / I cazuri \u003d 12V / 0,007 \u003d 1714,3 Ohm
- Acum calculăm tensiunea la emițătorul în repaus al tranzistorului ( Uh):
Uh = Eu k0 * R4 \u003d 0,0267 A * 27 Ohm \u003d 0,72 V
Da, Eu k0 curentul de repaus al colectorului, dar același curent trece prin emițător, astfel încât Eu k0 ia în considerare curentul de repaus al întregului tranzistor.
- Calculăm tensiunea totală la bază ( U b) luând în considerare tensiunea de polarizare ( U cm \u003d 1B):
U b = Uh + U cm \u003d 0,72 + 1 \u003d 1,72V
Acum, folosind formula divizorului de tensiune, găsim valorile rezistențelor R2 și R3:
R3 = (R2 + R3) * U b / U \u003d 1714,3 Ohm * 1,72 V / 12 V \u003d 245,7 Ohm;
Cea mai apropiată rezistență nominală este de 250 Ohm;
R2 = (R2 + R3) - R3 \u003d 1714,3 Ohm - 250 Ohm \u003d 1464,3 Ohm;
Selectăm valoarea rezistenței în direcția descrescătoare, cea mai apropiată R2 \u003d 1,3 kΩ.
- Condensatoare C1 și C2 setat de obicei cel puțin 5 μF. Capacitatea este aleasă astfel încât condensatorul să nu aibă timp să se reîncarce.
Concluzie
La ieșirea scenei, obținem un semnal amplificat proporțional atât din punct de vedere al curentului, cât și al tensiunii, adică din punct de vedere al puterii. Dar o etapă nu este suficientă pentru câștigul necesar, așa că trebuie să adăugăm următoarea și următoarea ... Și așa mai departe.Calculul considerat este destul de superficial și, bineînțeles, o astfel de schemă de amplificare nu este utilizată în structura amplificatoarelor, nu ar trebui să uităm de gama frecvențelor de trecere, distorsiuni și multe altele.
Caracteristicile cantitative ale acestor cerințe sunt diferite pentru amplificatorul RF de diferite game. În acest caz, funcționarea instabilă înseamnă modificări ale parametrilor și caracteristicilor principale ale amplificatorului până la trecerea la modul auto-excitație în timp sub influența diferiților factori destabilizatori. Fig. O parte din această tensiune prin circuitele de alimentare cu energie pătrunde în etapele anterioare, în special în circuitele lor de intrare prin elemente ...
Distribuiți munca dvs. pe rețelele sociale
Dacă această lucrare nu vi s-a potrivit în partea de jos a paginii, există o listă de lucrări similare. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare
CONFERINȚA 5
- Amplificatoare RF și amplificatoare cu zgomot redus
2.4.1 Prezentare generală a amplificatoarelor RF
Amplificatorul de frecvență radio (selectiv) se referă la amplificatoarele care utilizează circuite selective de frecvență ca o sarcină, în urma căreia câștigul devine dependent de frecvență. În cel mai simplu caz, un circuit oscilator este utilizat ca un astfel de circuit. DUT-urile sunt proiectate pentru a asigura o sensibilitate ridicată a sistemului de control radio datorită amplificării preliminare a semnalului radio și selectării acestuia pe fundalul interferențelor. Utilizarea sistemelor rezonante este necesară pentru a asigura selectivitatea necesară a receptorului în oglindă și canalele de recepție directe.
Principalii indicatori de calitate ai amplificatoarelor selective sunt:
- Câștig de tensiune rezonantă;
- Selectivitate pe canale laterale de recepție;
- Figura de zgomot;
- Gama dinamică.
Iată tensiunea maximă de intrare la care distorsiunile neliniare încă nu depășesc valoarea permisă; - tensiunea de intrare, la care raportul S / N necesar este furnizat la ieșirea amplificatorului.
Datorită sarcinilor pe care le rezolvă, URCH impune următoarele cerințe:
Asigurarea selectivității frecvenței pentru canale de recepție suplimentare (directe, oglindă, combinaționale);
Asigurarea cifrei de zgomot necesare;
Asigurarea câștigului stabil necesar pentru a aduce nivelul semnalelor primite la valoarea necesară pentru funcționarea normală a etapelor ulterioare.
Caracteristicile cantitative ale acestor cerințe sunt diferite pentru amplificatorul RF de diferite game. După cum știți, în benzile LW, MW și HF, sensibilitatea este determinată de nivelul de zgomot extern care intră în intrarea receptorului. În aceste condiții, nu este necesar un câștig mare, așa că, de obicei, nu se utilizează mai mult de două etape cu un K comun.0 \u003d 2 ... 5. Atenția principală este acordată asigurării selectivității canalelor de recepție înainte și oglindă, precum și asigurării liniarității ridicate a cascadelor pentru a elimina apariția canalelor de recepție combinate și distorsiunea intermodulației.
Sistemele cu unul și două circuite sunt utilizate ca sarcină, deoarece sistemele mai complexe fac dificilă reconstrucția în gamă. Se preferă utilizarea MOSFET-urilor, care oferă cea mai bună linearitate a etapelor.
În intervalele UHF și mai mari, sensibilitatea este determinată de propriul zgomot. Aici este foarte important să se asigure cifra de zgomot necesară. Sensibilitatea receptorilor din aceste intervale poate atinge câțiva microvolți, astfel încât este necesar un câștig mare în etapele de intrare. De obicei se utilizează 1 ... 3 etape cu un K comun0 \u003d 100 ... 200, adesea neacordabil, deoarece valorile frecvenței intermediare în acest caz sunt alese suficient de mari și suprimarea canalelor laterale de recepție în întregul interval recepționat este ușor asigurată. Amplificatoarele cu diode tunel și amplificatoarele parametrice pot fi utilizate pentru a reduce cifra de zgomot.
2.4.2 Diagramele de conexiune ale elementelor active
2.4.3 Stabilitatea și autoexcitația amplificatorului RF
A) Factori care afectează durabilitatea
După cum se știe, cu un PIC, câștigul amplificatorului este descris prin expresie
, (3.1)
unde este coeficientul de transmisie al circuitului de feedback. Produsul se numește etapa de câștig în buclă. Conform criteriului Nyquist, cascada se află în pragul generației (auto-excitație) în condiția \u003d 1 sau, care este aceeași,
(3.2)
Această condiție se împarte în două
1) , (3.3)
acestea. incursiunea totală de fază de-a lungul căii de la intrarea amplificatorului la ieșire și înapoi trebuie să fie un multiplu de 2 (așa-numitul echilibru de fază);
2) =1, (3.4)
acestea. partea de semnal care revine la intrarea amplificatorului trebuie să fie egală cu semnalul original (echilibrul amplitudinii).
Figura 3.2 oferind un mod de curent constant (U os pe imagine). În anumite condiții, acest feedback poate fi pozitiv.
Pentru a elimina feedback-ul de acest tip, sursa de alimentare este manevrată de un curent alternativ cu un condensator mare și filtrele sunt utilizate în circuitele de alimentare ale treptelor individuale (Figura 3.3).
Filtrează rezistențeleR f ales egal cu 1 ... 3 kOhm. Condensatoare de filtrare - din condiție. Condensatoarele ceramice trebuie utilizate, deoarece condensatoarele de film și electrolitice au o inductanță intrinsecă ridicată datorită faptului că sunt realizate structural sub formă de role care conțin o cantitate mare de
Figura 3.3 cov. Condensatoarele sunt instalate în imediata vecinătate a circuitelor oscilante de sarcină pentru a scurta calea curenților de înaltă frecvență.
2. Cuplare capacitivă între ieșire și intrarea unei etape sau între etape. Evident, orice doi conductori care se află la o anumită distanță unul de celălalt pot fi considerați un condensator. De exemplu, terminalele unui tranzistor cu o lungime de aproximativ un centimetru pot avea o capacitate cuprinsă între 1 ... 10 pF, în funcție de poziția lor relativă. La frecvențe înalte, aceasta este o valoare foarte vizibilă.
3. Cuplare inductivă între intrarea și ieșirea unei etape sau între etape.
Pentru a-l reduce, se utilizează scuturi magnetice (miezuri de armură din ferite, carbonil fier etc.), minimizând lungimea cablurilor și conductoarelor de conectare. Bobinele de intrare și ieșire sunt plasate la cea mai mare distanță posibilă una de cealaltă, orientându-și axele longitudinale în planuri perpendiculare reciproc pentru a reduce inductanțele reciproce.
Prin alegerea mijloacelor potrivite, toate motivele de mai sus pentru apariția POS pot fi parțial sau complet eliminate. Cu toate acestea, există întotdeauna încă un canal pentru pătrunderea unei părți a semnalului de ieșire la intrare - conductanța internă a feedback-ului elementului activ.Y 12 ... În orice dispozitiv amplificator real, acesta este diferit de zero și nu poate fi eliminat. Efectul său poate fi compensat doar până la anumite limite.
B) Condiții pentru absența auto-excitației în amplificatorul selectiv
Să luăm în considerare, pentru simplitate, situația în care sursa de semnal pentru amplificatorul selectiv și încărcarea acestuia sunt exact aceleași etape (Figura 3.4). În acest caz, parametrii în cascadă cu același nume sunt aceiași:
I. (3.5)
După recalcularea conductivității de ieșire din etapa anterioară, mai întâi în circuit și apoi direct la intrarea tranzistorului, obținem conductivitatea rezultată conectată la intrare (Figura 3.5) :. (3.6)
Figura 3.4
În mod similar, conductivitatea de intrare a etapei următoare, redusă la ieșirea tranzistorului, va fi scrisă ca:
. (3.7)
Te rog noteaza astaU în Fig. 3.4 și U 1 în Figura 3.5 sunt cantități diferite, precum șiU out și U 2.
Pentru analize suplimentare, este necesar să se obțină expresii care descriu câștigul amplificatorului în absența feedback-ului () și câștigul buclei de feedback (). În acest scop, înlocuiți tranzistorul din precedent
Figura 3.5 diagramă pentru echivalentul său, presupunând că nu există o conducție de feedback în ea. Circuitul convertit este prezentat în Figura 3.6.
Coeficientul de transfer de tensiune al unui astfel de circuit este determinat de expresia:. (3,9)
Rețineți că nu este egal cu coeficientul
Figura 3.6 câștigul amplificatorului original (Figura 3.4), care este determinat de expresia:
. (3.10)
Din circuit (Figura 3.6), este evident că tensiunea de ieșire poate fi obținută prin împărțirea curentului de ieșire la conductanța de ieșire rezultată:
. (3.11)
Semnul minus din expresie ia în considerare direcția opusă curgerii curentului prin conducție și tensiunea de-a lungul acestora.
Înlocuind partea dreaptă a acestei expresii în numeratorul de formulă (3.9) și reducând fracția cu, obținem:
. (3.12)
Un raționament similar permite obținerii unei expresii pentru. Motivul apariției tensiunii de feedback () la intrarea amplificatorului este tensiunea de ieșire a tranzistorului și conductanța feedback-ului. Excluzând din considerare trecerea semnalului prin amplificator în direcția înainte, adică presupunând \u003d 0, circuitul său echivalent pentru transmiterea semnalului de feedback poate fi reprezentat în forma prezentată în Figura 3.7.
Sub influența tensiunii de ieșire, un curent va curge prin conductanțele de intrare (a se vedea Figura 3.7), creând o cădere de tensiune peste ele:
. (3.13)
Figura 3.7
Coeficientul de transmisie al circuitului de feedback este determinat de formulă, înlocuind partea dreaptă a expresiei (3.13) în numeratorul său:
. (3.14)
Formula pentru câștigul buclei se obține prin înmulțirea laturilor din dreapta ale expresiilor (3.14) și (3.12):
. (3.15)
În loc de conductivități și, înlocuim laturile din dreapta ale formulelor (3.6) și (3.7) în numitorul ultimei expresii, respectiv:
. (3.16)
Expresia din numitor între paranteze reprezintă conductivitatea echivalentă a circuitului de sarcină al amplificatorului selectiv cu conductivitățile etapelor anterioare și ulterioare recalculate în acesta (a se vedea formula ()) și poate fi reprezentată ca. Luând în considerare acest lucru, în cele din urmă, formula (3.16) poate fi rescrisă ca:
. (3.17)
B) Echilibrul de fază și amplitudine
La proiectarea amplificatoarelor selective cu alegerea corectă a tranzistorului, este de obicei ușor să îndepliniți condiția ca frecvența de întrerupere a câștigului tranzistorului să fie de cel puțin trei ori frecvența maximă de funcționare a amplificatorului. În acest caz, conductanța complexă a transmisiei directe poate fi considerată pur activă, adică ... Dimpotrivă, conductivitatea feedback-ului este pur imaginară și este formată din capacitatea internă (prin flux) (C12 ) conectarea regiunilor de ieșire și de intrarep - n tranziții ale tranzistorului (pentru circuitul OE, aceasta este capacitatea joncțiunii colector-bază, de exemplu. Conductanța activă a joncțiunii colector cu polarizare inversă este neglijabilă în acest caz). Cu alte cuvinte, puteți scrie: Luăm în considerare aceste modificări în (3.17) și înmulțim numărătorul și numitorul cu.
. (3.18)
Componentele formulei între paranteze curlate reprezintă pătratul câștigului rezonant al amplificatorului (a se vedea formula ()). După ce am făcut înlocuirea corespunzătoare, obținem:
. (3.19)
Înmulțim numărătorul și numitorul cu valoarea conjugată complex cu cea din numitor și selectăm părțile reale și imaginare în expresia rezultată în formă explicită:
(3.20)
Expresia rezultată face posibilă analiza condițiilor pentru apariția auto-excitației în amplificator. Bilanțul de fază, în conformitate cu (3.3), înseamnă că coeficientul la partea imaginară a formulei (3.20) este zero:
. (3.21)
Se știe că fracția este zero atunci când numeratorul este zero, adică \u003d 0. Primii trei factori aici nu pot fi zero, deci \u003d 0 sau \u003d 1. Acesta din urmă este posibil în două cazuri:
; (3.22)
. (3.23)
Deconectarea generalizată este egală cu unitatea, așa cum se știe, la limitele benzii de trecere a amplificatorului.Doar în aceste puncte se realizează echilibrul de fază și este posibilă autoexcitația amplificatorului!
Această condiție este necesară, dar nu suficientă. Starea echilibrului amplitudinii, în conformitate cu formulele (3.4) și (3.20), înseamnă:
1. (3.24)
Deoarece există o valoare pozitivă pe partea dreaptă a egalității, atunci și partea stângă trebuie să fie pozitivă. Acest lucru este posibil numai când \u003d -1, deoarece celelalte componente ale formulei nu pot fi negative. Această limitareînseamnă că auto-excitația este posibilă numai la marginea stângă a lățimii de bandă a amplificatorului.
Condițiile de autoexcitație considerate ne permit să concluzionăm că pentru a asigura o funcționare stabilă a amplificatorului, este necesar ca partea stângă a ecuației (3.24) să fie mai mică decât unitatea. Mai mult, cu cât această inegalitate este mai puternică, cu atât amplificatorul este mai stabil. Pentru o evaluare cantitativă a stabilității, se introduce conceptul de coeficient de stabilitate γ, definindu-l ca fiind
. (3.25)
Evident, pentru γ \u003d 1, nu există feedback în etapă (partea stângă a ecuației (3.4) este egală cu zero) și amplificatorul este absolut stabil, iar pentru γ \u003d 0 condițiile de autoexcitație sunt satisfăcute, iar amplificatorul se transformă într-un generator.
În practică, valoarea dorită a lui γ este de obicei setată. Luând-o în considerare, obținem condiția de stabilitate pentru cascadă din formula (3.4):
. (3.26)
Înlocuind în această expresie valoarea laturii stângi de la (3.24) și punând ξ \u003d -1, obținem:
. (3.27)
Deoarece condițiile de stabilitate sunt furnizate pe partea dreaptă, valoarea lui K0 în stânga - există valoarea la care amplificatorul este stabil. Notăm această valoare prin și o exprimăm din (3.27) într-o formă explicită:
Sau (3,28)
În practică, alegeți γ \u003d 0,8 ... 0,9. Pentru γ \u003d 0,9, formula ia forma:
. (3.29)
Pentru un circuit cu OE, de exemplu, și formula ia o formă potrivită pentru calcule practice
. (3.30)
Se poate vedea din formula că pentru a crește câștigul stabil, este necesar să alegeți un tranzistor cu o valoare mare a coeficientului de transfer curenth 21 , impedanță de intrare AC redusăh 11 și cea mai mică valoare posibilă a capacității de producție C12 .
Trebuie subliniat faptul că, în orice caz, în prezența unui PIC, chiar dacă autoexcitația este absentă, răspunsul de frecvență al amplificatorului este distorsionat. Cu cât feedback-ul este mai puternic (cu atât mai mult), cu atât este mai distorsionată forma caracteristicii de rezonanță (Figura 3.8).
Figura 3.8
În concluzie, trebuie remarcat faptul că multe simplificări au fost folosite pentru a crește „transparența” raționamentului. În amplificatoarele reale, imaginea este mult mai complicată, cu toate acestea, principalele cauze și modele de auto-excitație sunt aceleași.
Alte lucrări similare care vă pot interesa |
|||
| 6657. | AMPLIFICATOARE ȘI GENERATOARE PE TRANSISTOR | 44,93 KB | |
| Amplificatoarele electrice de semnal sunt dispozitive pentru amplificarea acestuia în termeni de tensiune, curent sau putere prin conversia energiei sursei de energie în energia semnalului de ieșire. Amplificatoarele au un circuit de intrare la care este conectată sursa semnalului amplificat; circuitul de ieșire la care este conectat consumatorul de sarcină al semnalului amplificat, precum și circuitul de putere la care este conectată sursa, datorită energiei la care este amplificat semnalul. Natura semnalului amplificat este determinată de sursa sa ... | |||
| 11950. | Lasere cu fibre de bismut și amplificatoare de fibre birefringente cu radiații de ieșire polarizate pentru sistemele de telecomunicații | 152,45 KB | |
| O scurtă descriere a dezvoltării. Avantajele dezvoltării și comparația cu analogii străini. Principalul avantaj de dezvoltare constă în obținerea de noi lungimi de undă de lasare în fibrele optice active. Formular de implementare a dezvoltării. | |||
Pentru a crește sensibilitatea și selectivitatea reală a receptorului heterodin, circuitul de intrare ar trebui să furnizeze un coeficient de transfer de putere apropiat de unitate în intervalul de frecvență de funcționare și atenuarea maximă posibilă a semnalelor în afara benzii. Toate acestea sunt proprietățile unui filtru band-pass ideal, prin urmare, circuitul de intrare trebuie efectuat ca un filtru.
Circuitul de intrare cu o singură buclă frecvent utilizat este cel mai prost adaptat cerințelor. Pentru a crește selectivitatea, este necesar să creșteți factorul Q încărcat al circuitului, slăbind conexiunea acestuia cu antena și mixerul sau amplificatorul RF.
Dar apoi aproape toată puterea semnalului primit va fi consumată în circuit și doar o mică parte din acesta va merge la mixer sau amplificator RF. Raportul de transfer al puterii va fi scăzut. Dacă, totuși, bucla este puternic conectată la antenă și mixer, factorul Q încărcat al buclei va scădea și va atenua ușor semnalele stațiilor învecinate în frecvență.
Dar stații de radio foarte puternice funcționează lângă trupele de amatori.
Un singur circuit de intrare ca preselector poate fi utilizat în benzile KB de joasă frecvență, unde nivelurile de semnal sunt suficient de ridicate, în cele mai simple receptoare heterodine. Conexiunea cu antena trebuie făcută reglabilă, iar circuitul în sine ar trebui să fie reglabil, așa cum se arată în Fig. 1.
În cazul interferențelor de la stațiile puternice, este posibilă slăbirea conexiunii cu antena, reducând capacitatea condensatorului C1, crescând astfel selectivitatea circuitului și crescând în același timp pierderile din acesta, ceea ce este echivalent cu aprinderea atenuatorului. Capacitatea totală a condensatorilor C2 și C3 este aleasă aproximativ 300 ... 700 pF, aceste bobine depind de interval.
Fig. 1. Circuit de intrare cu o singură buclă.
Rezultate semnificativ mai bune sunt obținute cu filtrele bandpass potrivite la intrare și ieșire. În ultimii ani, a existat o tendință de a utiliza filtre bandpass comutabile chiar și la intrarea receptoarelor de comunicații profesionale cu gamă largă. Se folosesc filtre de octavă (rar), jumătate de octavă și sfert de octavă.
Raportul dintre frecvența superioară a benzii lor de trecere și cea inferioară este, respectiv, 2; 1.41 (rădăcina lui 2) și 1.19 (a patra rădăcină a lui 2). Desigur, cu cât filtrele de intrare sunt mai înguste, cu atât este mai mare imunitatea la zgomot a unui receptor cu gamă largă, dar numărul de filtre comutabile crește semnificativ.
Pentru receptoarele proiectate numai pentru benzile amatorilor, numărul de filtre de intrare este egal cu numărul de benzi, iar lățimea lor de bandă este aleasă egală cu lățimea de bandă, de obicei cu o marjă de 10 ... 30%.
În transmițătoare, este recomandabil să instalați filtre de bandă între antenă și comutatorul de transmisie / recepție al antenei. Dacă amplificatorul de putere al transmițătorului este suficient de larg, cum ar fi în cazul unui amplificator cu tranzistor, ieșirea acestuia poate conține multe armonici și alte semnale în afara benzii. Un filtru bandpass va ajuta la suprimarea acestora.
Cerința apropierii de unitate a coeficientului de transmisie a puterii filtrului este deosebit de importantă în acest caz. Elementele filtrante trebuie să reziste la o putere reactivă de câteva ori mai mare decât puterea nominală a transmițătorului.
Este recomandabil să selectați impedanța caracteristică a tuturor filtrelor de gamă pentru a fi aceeași și egală cu impedanța caracteristică a alimentatorului de 50 sau 75 Ohm.
Fig. 2. Filtre bandpass: a - în formă de L; b - în formă de U
Schema clasică a filtrului de bandă în formă de L este prezentată în Fig. 2, a. Calculul său este extrem de simplu. În primul rând, se determină factorul de calitate echivalent Q \u003d fo / 2Df, unde fo este frecvența medie a intervalului, 2Df este lățimea de bandă a filtrului. Inductanțele și capacitățile filtrului se găsesc prin formulele:
unde R este impedanța caracteristică a filtrului.
La intrare și ieșire, filtrul trebuie încărcat cu rezistențe egale cu caracteristica, pot fi impedanța de intrare a receptorului (sau transmițătorului de ieșire) și impedanța antenei.
Dezechilibrul de până la 10 ... 20% are practic un efect redus asupra caracteristicilor filtrului, dar diferența dintre rezistențele de sarcină din cea caracteristică distorsionează dramatic curba de selectivitate de câteva ori, în principal în banda de trecere.
Dacă rezistența la sarcină este mai mică decât cea caracteristică, poate fi conectat autotransformator, la robinetul bobinei L2. Rezistența va scădea de k2 ori, unde k este coeficientul de comutare egal cu raportul dintre numărul de rotații de la robinet la firul comun și numărul total de rotații ale bobinei L2.
Selectivitatea unei legături în formă de L poate fi insuficientă, apoi cele două legături sunt conectate în serie. Legăturile pot fi conectate fie în ramuri paralele între ele, fie în serie. În primul caz, se obține un filtru în formă de T, în al doilea - unul în formă de U.
Elementele L și C ale ramurilor conectate sunt combinate. Ca exemplu, Fig. 2, b prezintă un filtru de trecere în bandă în formă de U. Elementele L2C2 au rămas aceleași, iar elementele ramurilor longitudinale au fost combinate în inductanță 2L și capacitate C1 / 2. Este ușor de văzut că frecvența de reglare a circuitului serial rezultat (precum și celelalte circuite de filtrare) a rămas aceeași și egală cu frecvența centrală a gamei.
Adesea, la calcularea filtrelor cu bandă îngustă, valoarea capacității ramurii longitudinale C1 / 2 se dovedește a fi prea mică, iar inductanța prea mare. În acest caz, ramura longitudinală poate fi conectată la robinetele bobinelor L2, crescând capacitatea de 1 / k2 ori și reducând inductanța cu aceeași cantitate.
Fig. 3. Filtru cu dublu circuit.
Este convenabil să utilizați numai circuite oscilante paralele cu filtre cu un singur capăt cu un fir comun.
Circuitul unui filtru cu două bucle cu cuplaj extern capacitiv este prezentat în Fig. 3. Inductanța și capacitatea circuitelor paralele sunt calculate prin formulele (1) pentru L2 și C2, iar capacitatea condensatorului de cuplare ar trebui să fie C3 \u003d C2 / Q.
Factorii de comutare ai bornelor filtrului depind de rezistența de intrare necesară Rin și de rezistența caracteristică a filtrului R: k2 \u003d Rin / R. Coeficienții de includere de pe ambele părți ale filtrului pot fi diferiți, asigurând potrivirea cu antena și intrarea receptorului sau ieșirea emițătorului.
Pentru a crește selectivitatea, trei sau mai multe circuite identice pot fi pornite conform schemei din Fig. 3, reducând capacitatea condensatorilor de cuplare SZ de 1,4 ori.
Fig. 4. Selectivitatea filtrului cu trei bucle.
Curba teoretică a selectivității unui filtru cu trei bucle este prezentată în Fig. 4. Orizontala este detunarea relativă x \u003d 2DfQ / fo, iar verticala este atenuarea introdusă de filtru.
În banda de transparență (x<1) ослабление равно нулю, а коэффициент передачи мощности - единице. Это понятно, если учесть, что теоретическая кривая построена для элементов без потерь, имеющих бесконечную конструктивную добротность.
Un filtru real introduce o anumită atenuare în banda de trecere, care este asociată cu pierderi în elementele filtrului, în principal în bobine. Pierderea filtrului scade odată cu creșterea factorului Q constructiv al bobinelor Q0. De exemplu, la Q0 \u003d 20Q, pierderea chiar și într-un filtru cu trei bucle nu depășește 1 dB.
Atenuarea în afara benzii este direct legată de numărul de bucle de filtrare. Pentru un filtru cu buclă dublă, atenuarea este 2/3 indicată în Fig. 4, iar pentru un circuit de intrare cu o singură buclă este 1/3. Pentru filtrul în formă de U din Fig. 3, b, curba de selectivitate din Fig. 4 este potrivită fără nicio corecție.
Fig. 5. Un filtru cu trei bucle este un design practic.
O diagramă practică a unui filtru cu trei bucle cu o lățime de bandă de 7,0 ... 7,5 MHz și caracteristica sa măsurată experimental sunt prezentate în figurile 5 și respectiv 6.
Filtrul este calculat conform metodei descrise pentru rezistența R \u003d 1,3 kΩ, dar a fost încărcat pe impedanța de intrare a mixerului receptorului heterodin de 2 kΩ. Selectivitatea a crescut ușor, dar vârfurile și scăderile au apărut în lățimea de bandă.
Bobinele de filtrare sunt înfășurate pentru a porni cadrele cu diametrul de 10 mm cu un fir PEL 0,8 și conțin 10 rotiri fiecare. Bobina L1 este exploatată pentru a se potrivi cu rezistența alimentatorului antenei de 75 Ohm din a doua tură.
Toate cele trei bobine sunt închise în ecrane separate („cupe” cilindrice din aluminiu din panouri de lampă cu nouă pini). Reglarea filtrului este simplă și se reduce la reglarea contururilor la rezonanță cu tăietoarele bobinei.
Fig. 6. Curba de selectivitate măsurată a unui filtru cu trei bucle.
O atenție specială trebuie acordată problemelor de obținere a factorului Q maxim constructiv al bobinelor filtrante. Nu trebuie să ne străduim pentru o miniaturizare specială, deoarece factorul de calitate crește odată cu creșterea dimensiunilor geometrice ale bobinei.
Din același motiv, nu este de dorit să folosiți un fir prea subțire. Placarea cu argint a firului are un efect vizibil numai asupra frecvenței înalte Benzi KB și pe VHF cu un factor de calitate constructiv al bobinei peste 100. Este recomandabil să folosiți firul litz numai pentru bobinele de înfășurare în intervalele 160 și 80 m.
Pierderile mai mici în firul placat cu argint și firul litz se datorează faptului că curenții de înaltă frecvență nu pătrund în grosimea metalului, ci curg doar într-un strat subțire subțire al firului (așa-numitul efect de piele).
Un ecran perfect conductiv nu reduce factorul Q al bobinei și elimină, de asemenea, pierderile de energie din obiectele din jurul bobinei. Ecranele reale introduc unele pierderi, deci este recomandabil să alegeți diametrul ecranului egal cu cel puțin 2-3 diametre ale bobinei.
Ecranul trebuie să fie dintr-un material extrem de conductiv (cupru, aluminiu ceva mai rău). Vopsirea sau cosirea suprafețelor interioare ale ecranului este inadmisibilă.
Aceste măsuri oferă un factor Q excepțional de ridicat al bobinelor, care se realizează, de exemplu, în rezonatoarele spirale.
În intervalul de 144 MHz, poate ajunge la 700 ... 1000. Figura 7 prezintă proiectarea unui filtru de bandă cu dublă cavitate de 144 MHz proiectat pentru a fi conectat la o linie de alimentare de 75 ohmi.
Rezonatoarele sunt montate în ecrane dreptunghiulare cu dimensiuni 25X25X50 mm, lipite din tablă de cupru, alamă sau plăci din fibră de sticlă îmbrăcate în folie dublă.
Deflectorul interior are o gaură de fixare de 6X12,5 mm. Pe unul dintre pereții de capăt, sunt fixați condensatori de tuns aer, ale căror rotoare sunt conectate la ecran.
Bobinele rezonatorului sunt fără cadru. Sunt realizate din sârmă placată cu argint cu diametrul de 1,5 ... 2 mm și au 6 spire cu un diametru de 15 mm, întinse uniform la o lungime de aproximativ 35 mm. Un cablu al bobinei este lipit pe statorul condensatorului de tuns, celălalt pe ecran.
Robinetele la intrarea și ieșirea filtrului sunt realizate de la 0,5 ture ale fiecărei roți dințate. Lățimea de bandă a filtrului reglat este puțin mai mare de 2 MHz, pierderea de inserție este calculată în zecimi de decibel.Lățimea de bandă a filtrului poate fi ajustată prin modificarea dimensiunilor găurii de cuplare și selectarea poziției robinetelor bobinei.
Fig. 7. Filtru rezonator spiralat.
Pe intervalele VHF cu frecvență mai mare, este recomandabil să înlocuiți bobina cu o bucată dreaptă de sârmă sau tub, apoi rezonatorul spiralat se transformă într-un rezonator coaxial cu un sfert de undă încărcat cu o capacitate.
Lungimea rezonatorului poate fi aleasă aproximativ l / 8, iar lungimea care lipsește până la un sfert din lungimea de undă este compensată de capacitatea de reglare.
În condiții de recepție deosebit de dificile pe benzile KB, circuitul de intrare sau filtrul receptorului heterodin este realizat în bandă îngustă, reglabil. Pentru a obține un factor Q încărcat mare și o bandă îngustă, comunicația cu antena și între circuite este selectată ca fiind minimă, iar pentru a compensa pierderile crescute, se utilizează un amplificator RF pe un tranzistor cu efect de câmp.
Circuitul său de poartă manevrează puțin circuitul și aproape că nu reduce factorul Q. Nu este practic să instalați tranzistoare bipolare în amplificatorul RF datorită impedanței de intrare reduse și a neliniarității mult mai mari.
Circuit amplificator RF
Circuitul amplificatorului de frecvență radio (amplificator RF) este prezentat în Fig. 8. Un filtru band-pass reglabil cu buclă dublă la intrarea sa oferă toată selectivitatea necesară, astfel încât un circuit L3C9 non-reglabil low-Q este inclus în circuitul de drenaj al tranzistorului, manevrat de un rezistor R3.
Acest rezistor selectează câștigul scenei. Datorită amplificării reduse a neutralizării debitului tranzistorului nu este necesară.
Fig. 8. Amplificator de frecvență radio.
O buclă în circuitul de scurgere poate fi, de asemenea, utilizată pentru a câștiga selectivitate suplimentară prin eliminarea rezistorului de șunt și conectarea scurgerii tranzistorului la robinetul bobinei buclei pentru a reduce câștigul.
Diagrama unui astfel de amplificator RF pentru o rază de acțiune de 10 m este prezentată în Fig. 9. Oferă o sensibilitate a receptorului mai bună de 0,25 μV. În amplificator, puteți utiliza tranzistoare cu două porți KP306, KP350 și KP326, care au o capacitate de transfer redusă, care contribuie la stabilitatea amplificatorului RF cu o sarcină rezonantă.
Fig. 9. URCH pe un tranzistor cu două porți.
Modul tranzistorului este setat selectând rezistențele R1 și R3 astfel încât curentul consumat de la sursa de alimentare să fie de 4 ... 7 mA. Câștigul este selectat prin deplasarea robinetului bobinei L3 și, atunci când bobina este complet pornită, ajunge la 20 dB.
Bobinele de buclă L2 și L3 sunt înfășurate pe inele K10X6X4 din ferită de 30VCh și au 16 spire de sârmă PELSHO 0,25. Bobinele de comunicație cu antenă și mixer conțin 3-5 rotații ale aceluiași fir. Este ușor să introduceți semnalul AGC în amplificator alimentându-l către a doua poartă a tranzistorului. Când potențialul celei de-a doua porți scade la zero, câștigul scade cu 40 ... 50 dB.
Literatură: V.T. Polyakov. Radioamatorilor despre tehnica de conversie directă. M. 1990
Amplificatoarele de înaltă frecvență (UHF) sunt folosite pentru a crește sensibilitatea receptorilor radio - receptoare radio, televizoare, emițătoare radio. Amplasate între antena de recepție și intrarea unui receptor radio sau de televiziune, astfel de circuite UHF cresc semnalul provenit de la antenă (amplificatoare de antenă).
Utilizarea unor astfel de amplificatoare face posibilă creșterea razei de recepție radio fiabilă, în cazul stațiilor radio (dispozitive de emisie-recepție - emițătoare-receptoare), fie creșterea intervalului de funcționare, fie menținerea aceleiași limite, reducerea puterii de radiație a transmițătorului radio.
Figura 1 prezintă exemple de circuite UHF utilizate adesea pentru a crește sensibilitatea echipamentelor radio. Valorile elementelor utilizate depind de condiții specifice: de frecvențele (inferioare și superioare) ale gamei radio, de la antenă, de la parametrii cascadei ulterioare, de la tensiunea de alimentare etc.
Figura 1 (a) prezintă circuit UHF în bandă largă conform schemei cu un emițător comun (OE). În funcție de tranzistorul utilizat, acest circuit poate fi aplicat cu succes până la frecvențe de sute de megahertz.
Trebuie reamintit faptul că datele de referință pentru tranzistoare oferă parametrii de frecvență limitativi. Se știe că atunci când se evaluează capacitățile de frecvență ale unui tranzistor pentru un generator, este suficient să se concentreze asupra valorii limită a frecvenței de funcționare, care ar trebui să fie de cel puțin două până la trei ori mai mică decât frecvența limitativă specificată în pașaport. Cu toate acestea, pentru un amplificator HF conectat conform schemei OE, frecvența limită a pașaportului trebuie deja redusă cu cel puțin un ordin de mărime sau mai mult.
Fig. 1. Exemple de circuite de amplificatoare simple de înaltă frecvență (UHF) pe tranzistoare.
Elemente radio pentru circuitul din Fig. 1 (a):
- R1 \u003d 51k (pentru tranzistoarele de siliciu), R2 \u003d 470, R3 \u003d 100, R4 \u003d 30-100;
- C1 \u003d 10-20, C2 \u003d 10-50, C3 \u003d 10-20, C4 \u003d 500-Zn;
Valorile condensatorului sunt pentru frecvențe VHF. Condensatoare precum KLS, KM, KD etc.
Etapele tranzistorului, după cum știți, conectate conform schemei emițătorului comun (OE), oferă un câștig relativ mare, dar proprietățile lor de frecvență sunt relativ scăzute.
Etapele tranzistorului, conectate conform unui circuit de bază comun (OB), au un câștig mai mic decât circuitele tranzistorului cu OE, dar proprietățile lor de frecvență sunt mai bune. Acest lucru permite utilizarea acelorași tranzistori ca în circuitele OE, dar la frecvențe mai mari.
Figura 1 (b) prezintă circuit de amplificare în bandă largă (UHF) de înaltă frecvență pe un tranzistor pornit conform schemei cu o bază comună... Un circuit LC este inclus în circuitul colector (sarcină). În funcție de tranzistorul utilizat, acest circuit poate fi aplicat cu succes până la frecvențe de sute de megahertz.
Elementele radio pentru circuitul din Fig. 1 (b):
- R1 \u003d 1k, R2 \u003d 10k. R3 \u003d 15k, R4 \u003d 51 (pentru tensiunea de alimentare ZV-5V). R4 \u003d 500-3 k (pentru tensiunea de alimentare 6V-15V);
- C1 \u003d 10-20, C2 \u003d 10-20, C3 \u003d 1n, C4 \u003d 1n-3n;
- T1 - tranzistoare RF din siliciu sau germaniu, de exemplu. KT315. KT3102, KT368, KT325, GT311 etc.
Valorile condensatorului și ale buclei sunt pentru frecvențe VHF. Condensatoare precum KLS, KM, KD etc.
Bobina L1 conține 6-8 spire de sârmă PEV 0,51, miezuri de alamă de 8 mm lungime cu filet M3, o ramură de la 1/3 din spire.
Figura 1 (c) prezintă o altă schemă de bandă largă UHF pe un tranzistorinclus conform schemei cu o bază comună... Un sufocator RF este inclus în circuitul colector. În funcție de tranzistorul utilizat, acest circuit poate fi aplicat cu succes până la frecvențe de sute de megahertz.
Elemente radio:
- R1 \u003d 1k, R2 \u003d 33k, R3 \u003d 20k, R4 \u003d 2k (pentru tensiunea de alimentare de 6V);
- C1 \u003d 1n, C2 \u003d 1n, C3 \u003d 10n, C4 \u003d 10n-33n;
- T1 - tranzistoare HF din siliciu sau germaniu, de exemplu, KT315, KT3102, KT368, KT325, GT311 etc.
Valorile condensatoarelor și ale circuitului sunt date pentru frecvențele din gama MW, HF. Pentru frecvențe mai mari, de exemplu, pentru gama VHF, valorile capacității ar trebui reduse. În acest caz, pot fi utilizate bobine D01.
Condensatoare precum KLS, KM, KD etc.
Bobinele L1 sunt bobine, pentru gama CB pot fi bobine pe inele 600NN-8-K7x4x2, 300 de ture de sârmă PEL 0,1.
Valoare de câștig mai mare pot fi obținute prin aplicare circuite multi-tranzistor... Acestea pot fi diverse circuite, de exemplu, bazate pe amplificatorul cascode OK-OB pe tranzistoare de diferite structuri cu sursă de alimentare în serie. Una din variantele unei astfel de scheme UHF este prezentată în Fig. 1 (d).
Acest circuit UHF are o amplificare semnificativă (de zeci și chiar sute de ori), dar amplificatoarele cascode nu pot asigura o amplificare semnificativă la frecvențe înalte. Astfel de scheme, de regulă, sunt utilizate la frecvențe ale intervalelor LW și MW. Cu toate acestea, cu utilizarea tranzistoarelor cu frecvență ultra-înaltă și executarea atentă, astfel de circuite pot fi aplicate cu succes până la frecvențe de zeci de megaherți.
Elemente radio:
- R1 \u003d 33k, R2 \u003d 33k, R3 \u003d 39k, R4 \u003d 1k, R5 \u003d 91, R6 \u003d 2.2k;
- C1 \u003d 10n, C2 \u003d 100, C3 \u003d 10n, C4 \u003d 10n-33n. C5 \u003d 10n;
- T1 -GT311, KT315, KT3102, KT368, KT325 etc.
- T2 -GT313, KT361, KT3107 etc.
Valorile condensatorului și ale buclei sunt pentru frecvențe CB. Pentru frecvențe mai mari, de exemplu pentru gama HF, capacitatea și inductanța buclei (numărul de spire) trebuie reduse în consecință.
Condensatoare precum KLS, KM, KD etc. Bobina L1 - pentru gama CB conține 150 de ture de sârmă PELSHO 0,1 pe cadre de 7 mm, tăietoare M600NN-3-SS2.8x12.
La configurarea circuitului din Fig. 1 (d), este necesar să selectați rezistențele R1, R3 astfel încât tensiunile dintre emițătoare și colectoarele tranzistoarelor să fie aceleași și să se ridice la 3V la o tensiune de alimentare a circuitului de 9 V.
Utilizarea tranzistorului UHF permite amplificarea semnalelor radio. provenind de la antene, în benzi TV - undele de metru și decimetru... În acest caz, cele mai des utilizate sunt circuitele amplificatorului de antenă construite pe baza circuitului 1 (a).
Exemplu circuit amplificator antenă pentru gama de frecvențe 150-210 MHz este prezentat în Fig. 2 (a).
Figura 2.2. Schema unui amplificator de antenă din gama MT.
Elemente radio:
- R1 \u003d 47k, R2 \u003d 470, R3 \u003d 110, R4 \u003d 47k, R5 \u003d 470, R6 \u003d 110. R7 \u003d 47k, R8 \u003d 470, R9 \u003d 110, R10 \u003d 75;
- C1 \u003d 15, C2 \u003d 1n, C3 \u003d 15, C4 \u003d 22, C5 \u003d 15, C6 \u003d 22, C7 \u003d 15, C8 \u003d 22;
- T1, T2, TZ - 1T311 (D, L), GT311D, GT341 sau similar.
Condensatoare precum KM, KD etc. Banda de frecvență a acestui amplificator de antenă poate fi extinsă în regiunea de frecvență joasă printr-o creștere corespunzătoare a capacităților care alcătuiesc circuitul.
Elemente radio pentru versiunea amplificatorului de antenă pentru intervalul 50-210 MHz:
- R1 \u003d 47k, R2 \u003d 470, R3 \u003d 110, R4 \u003d 47k, R5 \u003d 470, R6 \u003d 110. R7 \u003d 47k, R8 \u003d 470. R9 \u003d 110, R10 \u003d 75;
- C 1 \u003d 47, C2 \u003d 1n, C3 \u003d 47, C4 \u003d 68, C5 \u003d 47, C6 \u003d 68, C7 \u003d 47, C8 \u003d 68;
- Т1, Т2, ТЗ - ГТ311А, ГТ341 sau similar.
Condensatoare precum KM, KD etc. La repetarea acestui dispozitiv, trebuie respectate toate cerințele. Structuri HF pentru instalare: lungimi minime ale conductoarelor de conectare, ecranare etc.
Amplificatorul de antenă conceput pentru a fi utilizat în intervalele de semnale de televiziune (și frecvențe mai mari) poate fi supraîncărcat cu semnale de la posturile radio CB, HF, VHF puternice. Prin urmare, o bandă largă de frecvență poate să nu fie optimă deoarece acest lucru poate interfera cu funcționarea normală a amplificatorului. Acest lucru este valabil mai ales în zona inferioară a gamei de operare a amplificatorului.
Pentru circuitul amplificatorului de antenă dat, acest lucru poate fi semnificativ, deoarece panta derulării câștigului la capătul inferior al gamei este relativ scăzută.
Pentru a crește panta răspunsului de frecvență (AFC) al acestui amplificator de antenă, puteți utiliza filtru trece înalt de ordinul III... Pentru aceasta, la intrarea amplificatorului specificat poate fi utilizat un circuit LC suplimentar.
Diagrama de conectare a filtrului trece sus LC suplimentar la amplificatorul antenei este prezentată în Fig. 2 litera (b).
Parametri suplimentari de filtrare (aproximativi):
- C \u003d 5-10;
- L - 3-5 ture de PEV-2 0,6. diametrul bobinajului 4 mm.
Este recomandabil să reglați banda de frecvență și forma răspunsului de frecvență folosind instrumente de măsurare adecvate (oscilator etc.). Forma răspunsului în frecvență poate fi ajustată prin schimbarea valorilor condensatoarelor C, C1, schimbarea pasului între ture L1 și numărul de ture.
Folosind soluțiile de circuite descrise și tranzistoarele moderne de înaltă frecvență (tranzistoare cu microunde - tranzistoare cu microunde), puteți construi un amplificator de antenă pentru gama UHF. Acest amplificator poate fi utilizat atât cu un receptor radio UHF, de exemplu, care face parte dintr-un post de radio VHF, fie împreună cu un televizor.
Figura 3 arată circuit amplificator antenă UHF.
Fig. 3. Diagrama amplificatorului antenei UHF și diagrama conexiunii.
Parametrii principali ai gamei amplificatorului UHF:
- Banda de frecvență 470-790 MHz,
- Câștig - 30 dB,
- Cifra de zgomot -3 dB,
- Rezistență la intrare și ieșire - 75 Ohm,
- Curent de consum - 12 mA.
Una dintre caracteristicile acestui circuit este tensiunea de alimentare a circuitului amplificatorului antenei prin cablul de ieșire, prin care semnalul de ieșire de la amplificatorul antenei este furnizat receptorului de semnal radio - un receptor radio VHF, de exemplu, un post de radio VHF sau un receptor TV.
Amplificatorul antenei constă din două etape de tranzistor conectate într-un circuit comun al emițătorului. La intrarea amplificatorului de antenă este prevăzut un filtru trece-înalt de ordinul 3, care limitează gama de frecvență de funcționare de jos. Acest lucru mărește imunitatea la zgomot a amplificatorului antenei.
Elemente radio:
- R1 \u003d 150k, R2 \u003d 1k, R3 \u003d 75k, R4 \u003d 680;
- C1 \u003d 3,3, C10 \u003d 10, C3 \u003d 100, C4 \u003d 6800, C5 \u003d 100;
- T1, T2 - KT3101A-2, KT3115A-2, KT3132A-2.
- Condensatoare C1, C2 tip KD-1, restul - KM-5 sau K10-17v.
- L1 - PEV-2 0,8 mm, 2,5 spire, diametrul bobinajului 4 mm.
- L2 - sufocator RF, 25 μH.
Figura 3 (b) prezintă o diagramă de conectare a unui amplificator de antenă la mufa de antenă a unui receptor TV (la selectorul de distanță UHF) și la o sursă de alimentare la distanță de 12 V. În acest caz, după cum se poate vedea din diagramă, alimentarea este furnizată circuitului printr-un cablu coaxial și pentru transmiterea unui semnal radio UHF amplificat de la un amplificator de antenă la un receptor - un receptor radio VHF sau la un televizor.
Elementele radio de conectare, Fig. 3 (b):
- C5 \u003d 100;
- L3 - sufocare HF, 100 μH.
Instalarea se face pe fibră de sticlă cu două fețe SF-2 într-un mod articulat, lungimea conductorilor și zona tampoanelor de contact sunt minime, este necesar să se prevadă o ecranare atentă a dispozitivului.
Configurarea amplificatorului se reduce la setarea curenților de colector ai tranzistoarelor și sunt reglate utilizând R1 și RЗ, T1 - 3,5 mA, T2 - 8 mA; forma răspunsului de frecvență poate fi ajustată selectând C2 în intervalul de 3-10 pF și schimbând pasul între ture de L1.
Literatură: Rudomedov E.A., Rudometov V.E. - Electronică și pasiuni de spionaj-3.
Panasyuk Anatoly Georgieich
Poziţie: profesor
Instituție educațională: GBPOU KK "Colegiul de instrumentație electronică Krasnodar"
Localitate: Krasnodar
Numele materialului: Dispozitive de recepție radio
Subiect: Amplificatoare RF
Data publicatiei: 05.01.2018
Secțiune: vocațional secundar
Amplificatoare ale unei căi radio
capitolul 3
Amplificatoare ale unei căi radio
3.1 Amplificatoare de frecvență radio (amplificator RF), funcții, de bază
indicatori calitativi.
3.1.1 Circuite amplificator RF, stabilitate amplificator RF.
Funcțiile principale ale amplificatorului RF.
1. Amplificarea semnalelor recepționate la frecvența purtătoare necesară pentru
îmbunătățirea sensibilității reale a RPRU.
2. Asigurarea selectivității (selectivității) RPRD la interferențe puternice,
și selectivitate pentru canalele de recepție laterale (canal oglindă, direct și
canal intermediar).
Indicatori cheie de calitate.
1. Câștig de tensiune
Ku \u003d Uoutx / Uin; K \u003d 20 lgKu
Pentru un amplificator RF cu mai multe trepte, câștigul general este
K1xK2 ... ..Kn
2. Selectivitate - arată cât scade coeficientul
câștig la frecvența semnalului de interferență
Se \u003d Ko / K; Se \u003d\u003d 20lg Co / C
3. Lățimea de bandă descrie lățimea de bandă a amplificatorului RF.
4. Raportul suprapunerii intervalului (lățimea intervalului)
5. Stabilitatea muncii - caracterizează capacitatea amplificatorului RF de a se menține
principalii indicatori la schimbarea factorilor de mediu externi și interni
(temperatura, schimbarea tensiunii de alimentare).
Figura: 3.1 Circuit amplificator RF generalizat
3.1.2 Analiza circuitului generalizat al unui amplificator RF cu un singur circuit rezonant.
Intrarea UE (dispozitivul de amplificare) primește un semnal necesar
weekend
electrod
circuit oscilator (Lk, Ck). Semnalul de ieșire este eliminat din buclă și
este alimentat la intrarea etapei următoare, a cărei conductivitate este Y
în general, circuitul oscilator este conectat la electrodul de ieșire al UP
și sarcină parțială, cu factori de incluziune ml și m2. coeficient
incluziunea se numește raportul dintre partea de tensiune eliminată din circuit
(Uout) la tensiunea totală pe circuit (U
În cazul general, câștigul rezonant este
unde ml m2 este coeficientul de includere
S este panta caracteristicilor amplificatorului
Impedanță de rezonanță de buclă
3.1.3 Schema schematică a amplificatorului RF cu comutare cu autotransformator
conexiune circuit și autotransformator cu următoarea cascadă.
Figura: 3.2 Diagrama schematică a amplificatorului RF
Amplificatoare ale unei căi radio
admitere
subliniază
frecvență
rezonant
colector
tranzistor
apare curent alternativ l
Curge prin circuitul rezonant (Lk, Ck, Cn)
componenta alternativă a curentului colector creează o picătură asupra acestuia
tensiune Un. O parte din această tensiune este îndepărtată de la robinetul bobinei buclei
Lk și este alimentat prin condensatorul de cuplare Sat la etapa următoare (bază
tranzistor UT2). Baza tranzistorului bipolar VT2 este conectată la piesă
ieșire circuit rezonant Lk Sk, pentru a evita manevrarea puternică a acestuia
rezistență mică de intrare a tranzistorului (1500 - 2500 ohmi). Coeficient
incluziune m2, caracterizând gradul de conexiune între baza tranzistorului VT2 cu
circuitul rezonant Lc CK este întotdeauna mult mai mic decât unitatea. Colector
tranzistorul VT1 este conectat la o parte a circuitului. Conexiune incompletă a colectorului cu
circuitul Lk, Sk, Sp este utilizat pentru a slăbi circuitul de bypass
circuitul de ieșire al tranzistorului și pentru a asigura funcționarea stabilă a cascadei.
3.1.4 Stabilitatea RP.
În anumite condiții, instalația reactorului se poate autoexcita și funcționa ca.
un oscilator cu o frecvență apropiată de frecvența sa rezonantă. Acest lucru se datorează prezenței
feedback intern printr-un tranzistor (intra-tranzistor capacitiv
OS datorită capacității tranziției colector-bază).
Când creați un amplificator, este important ca acesta nu numai să nu se auto-excite,
dar chiar și cu marja necesară, stabilitatea a fost asigurată atunci când a fost expusă
variat
destabilizator
factori
influențe mecanice climatice, încălzirea UE) se atinge o astfel de marjă
când condiția este îndeplinită:
unde: Ko este câștigul rezonant determinat din formulă
de mai sus; Bush este un câștig stabil al scenei.
unde: S - panta tranzistorului
Ck - capacitatea tranzistorului intern al sistemului de operare, egală cu capacitatea joncțiunii colectorului
3.1.5 Măsuri pentru creșterea stabilității PR.
1. Pentru un amplificator RF cu o setare fixă \u200b\u200bpentru a crește
stabilitate, se aplică neutralizarea capacității Sk.
Circuit amplificator RF cu neutralizare
Figura: 3.3 Circuit amplificator cu neutrolizare
acțiuni
constă
administrat
adiţional
circuitul electric, în proprietățile sale este opusul
conductivitatea sistemului de operare. Introducerea unui lanț secvențial Rn și Cn ar trebui să fie
astfel încât faza tensiunii de neutralizare este rotită de
180 ° față de tensiunea de feedback. Adesea folosit pentru a neutraliza
un singur container.
2. URCH cu un tranzistor conectat conform schemei cu OB.
Într-un astfel de amplificator RF, zona de bază a tranzistorului atunci când este conectată la un punct comun
circuitul slăbește drastic cuplajul capacitiv între intrarea și ieșirea amplificatorului,
crescând astfel stabilitatea acestuia.
Figura: 3.4 Circuitul URCH cu OB
Amplificatoare ale unei căi radio
durabilitate
tranzistor
operabile într-o bandă de frecvență mai largă. Conexiunea tranzistorului cu
autotransformator circuit de ieșire, cu circuit de intrare prin
capacitiv
despărțitor,
intrare
sursă
transformator,
weekend
ulterior
cascadă
autotransformator. Amplificatorul RF este utilizat în receptoarele VHF.
4. Amplificator RF în cascadă. O astfel de schemă se numește schemă în care
sunt utilizate două scheme diferite pentru pornirea dispozitivelor de amplificare.
Cea mai comună combinație de circuite de comutare OE - OB.
Figura: 3.5 Amplificator RF Cascode
Circuitele Cascode combină proprietățile de amplificare ridicate ale unui circuit
includere
semnificativ
weekend
rezistenţă
stabilitatea circuitului cu OB .. Amplificatoarele în cascadă oferă mai mult
câștig stabil mai mare decât un amplificator cu două trepte pe același
tranzistoare.
Tranzistorul VT1 al primei trepte a amplificatorului în cascadă este pornit conform schemei
prevede
destul
rezistenţă
amplificator; în timp ce selectivitatea (selectivitatea) circuitului sursei de semnal
scade ușor. Circuitul colector VT1 este încărcat cu un mic
impedanța de intrare a celui de-al doilea stadiu al amplificatorului în cascadă inclus
conform schemei cu OB. Din acest motiv, primul stadiu amplificator asigură
amplificarea semnalului este practic doar în putere, iar a doua în tensiune;
în general, amplificatorul oferă un câștig ridicat atât în \u200b\u200bputere cât și
stres. Este utilizat în emițătoarele radio VHF.
3.2 Amplificatoare de bandă.
Amplificatoarele cu bandă sunt amplificatoare al căror răspuns de frecvență este apropiat
dreptunghiular.
Din cauza
bandă
amplificatoare
furniza
uniformă
câştig
transmitere
slăbire
situat
rezonant
interferând
semnale.
aplica
calitate
amplificatoare
intermediar
frecvență (UHF) РПрУ, asigurând atenuarea influenței spațiului strâns
interferând
semnale
vecin
Dunga
amplificatoare
în majoritatea cazurilor, nu reconstruiți, adică conceput să funcționeze
la o singură frecvență de reglare.
Figura: 3.6 Răspunsul în frecvență al amplificatorului Bandpass
Cea mai bună formă a răspunsului în frecvență al PU este obținută prin utilizarea circuitului dublu
(multi-circuit)
rezonant
special
filtre FSS. Sunt sisteme electorale cu un nivel ridicat
panta, raportul de transmisie în afara lățimii de bandă.
practică
aplica
variat
multi-circuit și multi-link, electromecanic, piezoelectric,
piezomecanic, piezoceramic.
3.2.1 Schema amplificatorului IF pe circuite dublu conectate.
Figura: 3.7 Circuit amplificator RF cu DFT
Amplificatoare ale unei căi radio
Figura: 3.8 Achh URCH cu DFT
Cu o conexiune critică între circuite când B \u003d l, răspunsul în frecvență are unul
vârf maxim, aplatizat și o bună uniformitate în bandă pr
scufundându-se la B\u003e 1, răspunsul în frecvență se obține cu două maxime laterale. Cand
crescând
crește
transmitere
se extinde și în același timp crește denivelările din bandă
transmitere. La B< 1 АЧХ имеет один максимум но полоса пропускания
mai puțin decât la B \u003d 1. Astfel, cea mai avantajoasă legătură între
contururile sunt critice B \u003d 1.
bandă
amplificator
comparaţie
rU cu un singur circuit se distinge printr-o formă mai dreptunghiulară, ceea ce indică
selectivitate mai bună a unei benzi de frecvență date.
3.2.2 IFA cu un filtru de selecție concentrat.
Figura 3.9 Schema amplificatorului RF cu FSS pe legăturile LC
discret
elemente
elemente
circuite oscilatorii, conexiunea dintre care este în principal capacitivă, dar
poate fi inductiv și combinat. Schema dată a UPCH cu FSS
dublu-circuit
de acord
val
rezistenţă
capacitiv
contururi.
tranzistor
autotransformator
ulterior
cascadă
transformator. Gradul de conexiune cu FSS este selectat pe baza acordului
rezistența de ieșire VT1 și rezistența de intrare a următoarei
cascadă. Pentru a slăbi legăturile magnetice dintre bobine, acestea sunt de obicei
plasat pe ecran. Contururile exterioare L 1 С 1 și L3 C3 sunt jumătăți de legătură
FSS. Numărul de legături din FSS este determinat de numărul de condensatori
3.2.3 IFA cu filtru Piezoceramic
dimensiuni,
de fabricație,
poseda
atenuare în banda de trecere și factor de pătrat mare
transmisie, care necesită pornirea circuitului rezonant înainte de filtru
asigurarea potrivirii rezistenței de ieșire a tranzistorului cu
rezistența de intrare a filtrului.
Figura: 3.10 UPCH cu PCF
De exemplu, oferim datele unui filtru piezoceramic de acest tip
F P1P - 23 la o frecvență intermediară de 465 kHz. Lățime de bandă per
nivel 0,5 (vdb) - 9,5 kHz, selectivitate de reglare: ± 9 kHz - 40 dB;
pierderea inserției în banda de trecere nu mai mult de 9,5 dB Rin \u003d Kout \u003d 2 kOhm.
1. La receptoarele UHF (UHF), cele mai utilizate sunt cele cu buclă simplă
tranzistor
amplificatoare.
durabil
câştig
furniza
amplificator RF în cascadă.
2. În amplificatorul IF cu selecție distribuită, majoritatea cascadelor sunt rezonante
Amplificatoare ale unei căi radio
rezultați
determinat
muncă
cascade separate. În UPCH cu selecție concentrată, rezultatul
Răspunsul în frecvență este determinat în principal de răspunsul în frecvență al FSS, care este sarcina unuia dintre
cascade ale amplificatorului IF (mixer), restul cascadelor pot fi aperiodice sau
bandă largă.
3. Filtrele de pe discrete LC sunt utilizate ca FSS în UPCH
Legături, electromecanice, cuarț și piezoceramice.
3.3 Circuite, modele și caracteristici ale amplificatorului
semnale radio
La frecvențe moderat ridicate, utilizați amplificatorul RF pe bipolar (BT) și
tranzistoare cu efect de câmp (FET) cu frecvențe de tăiere ridicate. Modern
integral
tehnologie
permite
a produce
semiconductor
circuite integrate hibride (CI) ale amplificatoarelor de semnal radio (URCH)
și UCH) cu circuite selective externe (circuite oscilatorii și
filtre). De asemenea, este posibil să utilizați RС- activ integral
filtre, dar proprietățile lor de frecvență sunt limitate. Prin urmare, uneori activ
Dispozitivele RC sunt utilizate simultan cu sistemele de filtrare cu
parametri aglomerati (contururi, piezoceramice si altele
filtre). În acest caz, acționează ca amplificatoare și dispozitive
Figura: 3.11 Circuite amplificatoare RF folosind un tranzistor IC cu efect de câmp
coordonare.
dat
tranzistor
transformator
inclusiv
vibrațional
Circuitul oscilator este reconstruit de un varicap, la care
controlați tensiunea de polarizare Uу. Stabilitate necesară în cascadă
realizat
coeficient
câştig,
mai puțin
câștig constant.
În fig. 3.11b și o diagramă schematică a unui IC conceput pentru
Amplificator RF care funcționează la frecvențe de până la 150 MHz, în Fig. 3.11, b - o variantă a acestuia
cerere. Circuitul conține un amplificator cascode (OE-OB) pe tranzistoare
VT2 și VT1 pentru stabilitate ridicată. Folosind un tranzistor
VT3 reglează câștigul CI, pentru care este necesar
modificați tensiunea de control Uy la pinul 9, ceea ce duce la
schimbare
emițător
magnitudini
subliniază
de aici și polarizarea emițătorului VT2. Cu diode VD1, VD2,
rezistențele R1-R3 (divizor de polarizare a bazei dependent de temperatură) și
circuitelor de feedback, se obține o stabilitate ridicată a parametrilor IC:
intervalul de temperatură de la -60 la + 70 ° C schimbare în Y 21 | nu depășește ± 25
%. Câștigul IC la o frecvență de 10 MHz nu este mai mic de 200 (rezistență la încărcare
100 Ohm), tensiune de alimentare 6,3 V (± 10%), consum de energie 20 mW.
CI este caracterizat de un nivel de zgomot relativ scăzut: la o frecvență de 180 MHz
zgomotul nu depășește 7 dB.
dat
rezonant
aplicat la frecvențe de până la 60 MHz. Conține IMS 175UV4, baza
care este un amplificator cascode cu un stadiu diferențial.
Semnalul de intrare din circuitul circuitului de intrare este alimentat la baza tranzistorului VT4,
inclus în circuit cu OE și este amplificat în continuare de tranzistorul VT3 (OB)
Această includere vă permite să creșteți stabilitatea amplificatorului și să creșteți
Figura: 3.12 Schema schemei amplificatorului RF pe IC 175UV4 care lucrează în
gama de frecvențe
Amplificatoare ale unei căi radio
impedanța sa de ieșire, care permite pornirea completă a sarcinii
Ajustare
amplificare
executat
tensiune de control: Uy la baza tranzistorului diferențial VT2
cascadă. Deoarece curentul emițător al tranzistorului VT3 rămâne constant, atunci
impedanța de intrare a amplificatorului RF nu se modifică în timpul reglării câștigului,
care stabilizează răspunsul în frecvență al amplificatorului într-o gamă largă a acestuia
câştig.
ieșire
reconstrui
varicaps incluse în matricea varicap. Pentru a reduce influența
efectele neliniare în fiecare dintre circuite folosesc două varicaps,
conectat în serie pe curent alternativ, ceea ce permite reducerea
influența neliniarităților ordinelor pare.
La frecvențele cu microunde, amplificatoarele RF sunt utilizate pe tranzistoarele cu microunde (până la centimetru
unde inclusiv), tuburi de vid cu microunde (contor și decimetru
intervale), TWT, dispozitive cu rezistență "negativă" și
amplificatoare parametrice și cuantice.
Amplificatoarele cu tranzistoare s-au răspândit recent în
Tehnologie cu microunde. Împreună cu BT, se folosesc PT-uri cu obturator tip barieră Schottky
(PTSh) pe bază de arsenură de galiu. În acest din urmă caz, puteți crește
frecvența de funcționare a amplificatorului RF este de până la 80 GHz (comparativ cu 15 GHz pentru BT), care
se explică prin mobilitatea ridicată a transportatorilor în PTSh. La frecvențe de 0,3-30 GHz
câștigul amplificatoarelor cu un singur stadiu tranzistor este
aproximativ 5-6 dB la 3-4% din lățimea de bandă a purtătorului, zgomotul este de aproximativ 6 dB
Este caracteristic faptul că modurile de potrivire a zgomotului și a puterii amplificatorului RF pentru PTSh
diferă într-o măsură mai mică decât pentru BT. Tranzistoare structurale
sunt realizate pe baza unui cristal fără plumb, un cristal cu plumb, în
Figura: 3.13 Circuite amplificatoare cu microunde
strâns condiționat (nu pentru toate influențele externe) și complet
structuri sigilate.
Ca circuite potrivite la intrarea și ieșirea cascadei, utilizați
filtre de transformare, realizate pe segmente de linii lungi, în
inclusiv benzi, ghiduri de undă sau elemente aglomerate (în
partea cu unde lungi a gamei). Dacă acordul se realizează în
gamă largă de frecvență, apoi scăderea câștigului scenei cu
creșterea frecvenței. Prin urmare, puteți efectua potrivirea în partea de sus
limita intervalului și la frecvențe mai mici merg la nepotrivire
a aplica
dependent de frecvență
dispozitive
elementele
pierderi disipative, care cresc odată cu creșterea frecvenței. LA
ca rezultat, este posibil să se egalizeze răspunsul în frecvență Kp și să se obțină un mic
VSWR într-o gamă largă de frecvențe. Cea mai mare aplicație la frecvențele cu microunde este
circuit de comutare cu OE (OI), care permite obținerea celui mai mare câștig și
cele mai bune caracteristici de zgomot.
În fig. 3.13, iar circuitul electric al amplificatorului cu zgomot redus este prezentat
gamă
centimetru
Structural
efectuat
substrat de safir, pe care se aplică rezistențe cu film subțire,
inductoare, condensatoare și elemente de conectare. Conform
lanțurile transformatoare sunt sub formă de segmente de linii de benzi (în Fig. 4.50
umbrită). Parametrii amplificatorului sunt după cum urmează: Cr. \u003d 25 dB, interval
frecvențe amplificate 3,5-4,2 GHz, Ksh \u003d 5 dB, VSWR< 2, потребляемый ток 30
mA la tensiunea sursei de 12V.
Amplificatoarele echilibrate sunt de asemenea utilizate la frecvențe cu microunde, diagramă bloc
care este prezentat în Fig. 3.13, b După cum puteți vedea, semnalul de intrare este alimentat
divizorul direcțional merge la două etape de amplificare identice,
și apoi rezumat într-un sumator direcțional. Rezistențe Rbal. sunt
absorbant, care îmbunătățește potrivirea și oferă un VSWR scăzut la
Amplificatoare ale unei căi radio
ÎNTREBĂRI PENTRU AUTOCONTROL ȘI REPETARE
solicită
sunt prezentate
amplificatoare
semnale radio
dependență de domeniul lor de aplicare?
2. Numiți și comparați diferitele tipuri de parametri obișnuiți
descrieri ale dispozitivelor de amplificare din amplificatorul semnalelor radio.
3. Care este esența metodei imitante de cercetare
stabilitatea amplificatorului de semnal radio?
4. Care este diferența dintre factorul de stabilitate a câștigului și câștig?
limitarea amplificării amplificatorului semnalelor radio?
5. Indicați metodele de combatere a generării în amplificatorul semnalelor radio. In ce
6. Cum se mărește câștigul amplificatorului semnalelor radio?
7. Desenați o diagramă a amplificatorului RF rezonant, indicați scopul tuturor elementelor.
8. Cum se schimbă câștigul rezonant pe intervalul de frecvență?
URCH? Cum să eliminați influența denivelărilor caracteristicilor sale asupra muncii
9. Care sunt avantajele unui amplificator RF cascode?
A desena
bandă
amplificatoare
frecvențe radio,
numirea tuturor elementelor.
11. Care sunt dependențele principalelor caracteristici ale unui amplificator band-pass
frecvență ridicată din numărul de etape?
12. De ce este posibilă eliminarea interferenței de recepție în filtrele active fără
folosind componente inductive?
13. Care sunt caracteristicile filtrelor RC la frecvențe înalte?
14. Comparați diferitele tipuri de amplificatoare cu bandă înaltă
frecvențe cu circuite selective foarte eficiente.
specificații
electrocasnice
rezistență „negativă”?
16. Comparați caracteristicile amplificatorului RF ale diferitelor benzi de undă.
amplificator.
calitate
despărțitor
sumator
utilizați diferite dispozitive, cum ar fi poduri de buclă (Fig. 3.14)
echilibru
amplificator
caracteristic
câştig,
diferență
armonizare
putere
gama dinamică, dar utilizarea sa necesită luarea de măsuri pentru
asigurarea identității brațelor amplificatorului.
