Ak chcete zistiť, ako to stále funguje a prečo je toľko rôznych tranzistorov, odporov a kondenzátorov, audiofrekvenčný zosilňovač alebo nízkofrekvenčný zosilňovač, musíte pochopiť, ako jednotlivé prvky fungujú, a pokúsiť sa zistiť, ako tieto prvky fungujú. Aby sme mohli zostaviť primitívny zosilňovač, potrebujeme tri typy elektronických prvkov: rezistory, kondenzátory a samozrejme tranzistory.
Rezistor
Naše rezistory sa teda vyznačujú odolnosťou voči elektrickému prúdu a tento odpor sa meria v ohmoch. Každý elektricky vodivý kov alebo kovová zliatina má svoj vlastný špecifický odpor. Ak vezmeme drôt určitej dĺžky s veľkým odporom, dostaneme skutočný drôtový rezistor. Aby bol odpor kompaktný, môže byť drôt navinutý okolo rámu. Získame teda drôtový rezistor, ktorý má však množstvo nevýhod, preto sú rezistory zvyčajne vyrobené z cermetového materiálu. Takto sú rezistory uvedené na elektrických obvodoch:Horné označenie je prijaté v USA, dolné v Rusku a Európe.
Kondenzátor
Kondenzátor pozostáva z dvoch kovových dosiek oddelených dielektrikom. Ak na tieto platne použijeme konštantné napätie, objaví sa elektrické pole, ktoré po vypnutí napájania udrží kladné a záporné náboje na platniach.
Základom konštrukcie kondenzátora sú dve vodivé dosky, medzi ktorými je dielektrikum
Kondenzátor je teda schopný akumulovať elektrický náboj. Táto schopnosť akumulovať elektrický náboj sa nazýva elektrická kapacita, ktorá je hlavným parametrom kondenzátora. Kapacita sa meria vo Faradoch. Charakteristickejšie je, že keď nabíjame alebo vybíjame kondenzátor, preteká ním elektrický prúd. Ale akonáhle je kondenzátor nabitý, prestane prechádzať elektrický prúd, a to preto, že kondenzátor prevzal náboj zdroja energie, to znamená, že potenciál kondenzátora a zdroja energie sú rovnaké, a ak nie je žiadny potenciálny rozdiel (napätie), nie je elektrický prúd. Nabitý kondenzátor teda neprechádza jednosmerným elektrickým prúdom, ale prechádza striedavým prúdom, pretože keď bude pripojený k striedavému elektrickému prúdu, bude sa neustále nabíjať a vybíjať. Na elektrických schémach je označený takto:
Tranzistor
V našom zosilňovači použijeme najjednoduchšie bipolárne tranzistory. Tranzistor je vyrobený z polovodičového materiálu. Vlastnosťou, ktorú potrebujeme, je tento materiál - prítomnosť bezplatných nosičov pozitívnych aj negatívnych nábojov. Podľa toho, ktorých nábojov je viac, sa polovodiče podľa vodivosti rozlišujú na dva typy: n-typ a p-typ (n-negatívny, p-pozitívny). Negatívne náboje sú elektróny uvoľnené z vonkajších obalov atómov v kryštálovej mriežke a kladné náboje sú takzvané diery. Otvory sú prázdne miesta, ktoré zostávajú v elektrónových škrupinách potom, čo ich elektróny opustia. Označme konvenčne atómy s elektrónom na vonkajšej obežnej dráhe modrým kruhom so znamienkom mínus a atómy s voľným miestom - prázdnym kruhom:
Každý bipolárny tranzistor pozostáva z troch zón takýchto polovodičov, tieto zóny sa nazývajú základňa, emitor a kolektor.
Pozrime sa na príklad fungovania tranzistora. Za týmto účelom pripojte dve batérie pre 1,5 a 5 voltov k tranzistoru, s plusom k vysielaču a mínus k základni a kolektoru (pozri obrázok):
Pri kontakte medzi bázou a vysielačom sa objaví elektromagnetické pole, ktoré doslova vytrhne elektróny z vonkajšej obežnej dráhy atómov základne a prenesie ich do vysielača. Voľné elektróny za sebou nechávajú diery a obsadzujú voľné miesta už v emitori. Rovnaké elektromagnetické pole má rovnaký vplyv na atómy kolektora, a keďže báza v tranzistore je voči vysielaču a kolektoru pomerne tenká, kolektorové elektróny ním prechádzajú pomerne ľahko do vysielača a v oveľa väčšom množstve ako zo základne.
Ak vypneme napätie zo základne, potom nebude existovať elektromagnetické pole a základňa bude pôsobiť ako dielektrikum a tranzistor bude uzavretý. Aplikáciou dostatočne nízkeho napätia na základňu teda môžeme riadiť vyššie napätie privádzané do vysielača a kolektora.
Tranzistor, ktorý sme zvažovali pnp-typ, keďže má dva p-zóny a jedna n-zóna. Existujú aj také npn- tranzistory, princíp činnosti v nich je rovnaký, ale elektrický prúd v nich prúdi opačným smerom ako v tranzistore, ktorý sme uvažovali. Takto sú bipolárne tranzistory indikované na elektrických obvodoch, šípka označuje smer prúdu: 
ULF
Skúsme z toho všetkého navrhnúť nízkofrekvenčný zosilňovač. Najskôr potrebujeme signál, ktorý zosilníme, môže to byť počítačová zvuková karta alebo akékoľvek iné zvukové zariadenie s linkovým výstupom. Povedzme, že náš signál má maximálnu amplitúdu asi 0,5 voltu pri prúde 0,2 A, asi takto:
A aby fungoval najjednoduchší 10-wattový reproduktor so 4 ohmami, musíme zvýšiť prúdovú amplitúdu signálu na 6 voltov Ja = U / R \u003d 6/4 \u003d 1,5 A.
Pokúsme sa teda pripojiť náš signál k tranzistoru. Pamätajte na náš obvod s tranzistorom a dvoma batériami, teraz namiesto 1,5 voltovej batérie máme line-out signál. Rezistor R1 funguje ako záťaž, aby nedošlo ku skratu a náš tranzistor sa nespálil.
Tu však naraz vzniknú dva problémy, po prvé, náš tranzistor npn-typ, a otvára sa iba vtedy, keď je polovičná vlna pozitívna, a zatvára sa, keď je negatívna.
Po druhé, tranzistor, rovnako ako každé polovodičové zariadenie, má nelineárne charakteristiky, pokiaľ ide o napätie a prúd, a čím nižšie sú hodnoty prúdu a napätia, tým silnejšie sú tieto skreslenia:
Z nášho signálu zostane nielen polovičná vlna, bude tiež skreslený:
Ide o takzvané crossover skreslenie.
Aby sme sa zbavili týchto problémov, musíme presunúť náš signál do pracovnej oblasti tranzistora, kde sa zmestí celá sínusoida signálu a nelineárne skreslenie bude zanedbateľné. Za týmto účelom sa na základňu privádza predpätie, napríklad 1 volt, pomocou rozdeľovača napätia zloženého z dvoch rezistorov R2 a R3.
A náš signál vstupujúci do tranzistora bude vyzerať takto:
Teraz musíme extrahovať náš užitočný signál z kolektora tranzistora. Za týmto účelom nainštalujte kondenzátor C1:
Ako si pamätáme, kondenzátor prechádza striedavým prúdom a neprechádza jednosmerným prúdom, takže nám bude slúžiť ako filter, ktorý bude prenášať iba náš užitočný signál - našu sínusoidu. A konštantná zložka, ktorá neprešla kondenzátorom, sa rozptýli na odpore R1. Striedavý prúd, náš užitočný signál, bude mať tendenciu prechádzať kondenzátorom, pretože odpor jeho kondenzátora je v porovnaní s odporom R1 zanedbateľný.
Takže sa ukázal prvý tranzistorový stupeň nášho zosilňovača. Existujú však ešte dve malé nuansy:
Na 100% nevieme, aký signál vstupuje do zosilňovača, zrazu je zdroj signálu chybný, môže sa stať čokoľvek, opäť spolu s užitočným signálom prechádza statická elektrina alebo konštantné napätie. To môže spôsobiť poruchu tranzistora alebo dokonca spôsobiť jeho poruchu. Za týmto účelom nainštalujeme kondenzátor C2, ktorý podobne ako kondenzátor C1 zablokuje jednosmerný elektrický prúd a tiež obmedzená kapacita kondenzátora nebude prechádzať špičkami s veľkou amplitúdou, ktoré môžu poškodiť tranzistor. Tieto prepätia sa zvyčajne vyskytujú, keď je zariadenie zapnuté alebo vypnuté.
A druhá nuansa, akýkoľvek zdroj signálu vyžaduje určité špecifické zaťaženie (odpor). Preto je pre nás dôležitá vstupná impedancia kaskády. Ak chcete upraviť vstupný odpor, pridajte do obvodu emitora odpor R4:
Teraz poznáme účel každého odporu a kondenzátora v tranzistorovom stupni. Pokúsme sa teraz vypočítať, aké nominálne hodnoty prvkov pre to musíte použiť.
Počiatočné údaje:
- U \u003d 12 V - napájacie napätie;
- U bae ~ 1 V - základňa emitora napätia pracovného bodu tranzistora;
- P max \u003d 200 mW - maximálny stratový výkon;
- Ja max \u003d 100 mA - maximálny konštantný kolektorový prúd;
- U max \u003d 18 V - maximálne prípustné napätie kolektor-základňa / kolektor-vysielač (naše napájacie napätie je 12 V, takže je ich dosť s rezervou);
- U eb \u003d 5 V - maximálne prípustné napätie základne emitor (naše napätie je 1 volt ± 0,5 voltu);
- h21 \u003d 75-225 - faktor zosilnenia základného prúdu, berie sa minimálna hodnota - 75;
- Vypočítame maximálny statický výkon tranzistora, je odobratý o 20% menej ako maximálny rozptýlený výkon, aby náš tranzistor nepracoval na hranici svojich možností:
P článok max = 0,8*P max \u003d 0,8 * 200 mW \u003d 160 mW;
- Určite prúd kolektora v statickom režime (bez signálu), napriek tomu, že cez tranzistor nie je do základne dodávané napätie, v malej miere stále prúdi elektrický prúd.
Ja k0 = P článok max / U kekde U ke - napätie križovatky kolektor-emitor. Polovica napájacieho napätia sa rozptýli na tranzistore, druhá polovica sa rozptýli na rezistoroch:
U ke = U / 2;
Ja k0 = P článok max / (U / 2) \u003d 160 mW / (12V / 2) \u003d 26,7 mA;
- Teraz poďme vypočítať odpor záťaže, spočiatku sme mali jeden odpor R1, ktorý túto úlohu vykonával, ale keďže sme pridali odpor R4 na zvýšenie vstupného odporu stupňa, teraz bude odpor záťaže súčtom R1 a R4:
R n = R1 + R4kde R n - celkový odpor zaťaženia;
Pomer medzi R1 a R4 je zvyčajne 1 až 10:
R1 = R4*10;
Vypočítajme odpor zaťaženia:
R1 + R4 = (U / 2) / Ja k0 \u003d (12V / 2) / 26,7 mA \u003d (12V / 2) / 0,0267 A \u003d 224,7 Ohm;
Najbližšie hodnoty odporu sú 200 a 27 ohmov. R1 \u003d 200 Ohm a R4 \u003d 27 ohmov.
- Teraz nájdeme napätie na kolektore tranzistora bez signálu:
U k0 = (U ke0 + Ja k0 * R4) = (U - Ja k0 * R1) \u003d (12V -0,0267 A * 200 Ohm) \u003d 6,7 V;
- Prúd základne riadenia tranzistora:
Ja b = Ja / h21kde Ja - kolektorový prúd;
Ja = (U / R n);
Ja b = (U / R n) / h21 \u003d (12V / (200 Ohm + 27 Ohm)) / 75 \u003d 0,0007 A \u003d 0,07 mA;
- Celkový základný prúd je určený základným predpätím, ktoré je nastavené rozdeľovačom R2 a R3... Prúd nastavený rozdeľovačom musí byť 5-10 krát väčší ako základný riadiaci prúd ( Ja b), aby skutočný riadiaci prúd základne neovplyvňoval predpätie. Pre deliacu hodnotu prúdu ( Ja prípady) vezmeme 0,7 mA a vypočítame R2 a R3:
R2 + R3 = U / Ja prípady \u003d 12V / 0,007 \u003d 1714,3 Ohm
- Teraz poďme vypočítať napätie na emitori na zvyšku tranzistora ( U uh):
U uh = Ja k0 * R4 \u003d 0,0267 A * 27 Ohm \u003d 0,72 V
Áno, Ja k0 kľudový prúd kolektora, ale rovnaký prúd prechádza emitorom, takže Ja k0 zvážte kľudový prúd celého tranzistora.
- Vypočítame celkové napätie na základni ( U b) berúc do úvahy predpätie ( U cm \u003d 1B):
U b = U uh + U cm \u003d 0,72 + 1 \u003d 1,72V
Teraz pomocou vzorca deliča napätia nájdeme hodnoty odporov R2 a R3:
R3 = (R2 + R3) * U b / U \u003d 1714,3 Ohm * 1,72 V / 12 V \u003d 245,7 Ohm;
Najbližší menovitý odpor je 250 Ohm;
R2 = (R2 + R3) - R3 \u003d 1714,3 Ohm - 250 Ohm \u003d 1464,3 Ohm;
Hodnotu rezistora vyberieme v smere klesania, najbližšie R2 \u003d 1,3 kΩ.
- Kondenzátory C1 a C2 zvyčajne nastavená na najmenej 5 μF. Kapacita sa volí tak, aby kondenzátor nemal čas na dobitie.
Záver
Na výstupe z pódia dostaneme proporcionálne zosilnený signál ako v prúde, tak aj v napätí, to znamená v moci. Jeden stupeň ale na požadované zosilnenie nestačí, takže musíme pridať ďalší a ďalší ... A tak ďalej.Uvažovaný výpočet je dosť povrchný a takáto schéma zosilnenia sa samozrejme nepoužíva v štruktúre zosilňovačov, nemali by sme zabúdať na rozsah priechodných frekvencií, skreslenia a oveľa viac.
Kvantitatívne charakteristiky týchto požiadaviek sú pre RF zosilňovač rôznych rozsahov odlišné. V tomto prípade sa pod nestabilnou prevádzkou rozumejú zmeny hlavných parametrov a charakteristík zosilňovača až po prechod do režimu samočinnej excitácie v čase pod vplyvom rôznych destabilizujúcich faktorov. obr. Časť tohto napätia cez napájacie obvody preniká do predchádzajúcich stupňov, najmä do ich vstupných obvodov cez prvky ...
Zdieľajte svoju prácu na sociálnych sieťach
Ak vám táto práca nevyhovovala, v dolnej časti stránky je zoznam podobných prác. Môžete tiež použiť tlačidlo vyhľadávania
PREDNÁŠKA 5
- RF zosilňovače a nízkošumové zosilňovače
2.4.1 Prehľad RF zosilňovačov
Zosilňovač vysokofrekvenčného (selektívneho) sa týka zosilňovačov, v ktorých sa ako záťaž používajú frekvenčne selektívne obvody, v dôsledku čoho sa zisk stáva tiež frekvenčne závislým. V najjednoduchšom prípade sa ako taký použije oscilačný obvod. DUT sú určené na zabezpečenie vysokej citlivosti rádiového riadiaceho systému v dôsledku predbežného zosilnenia rádiového signálu a jeho výberu na pozadí rušenia. Použitie rezonančných systémov je nevyhnutné na zabezpečenie požadovanej selektivity prijímača v zrkadle a priamych prijímacích kanálov.
Hlavné ukazovatele kvality selektívnych zosilňovačov sú:
- Zisk rezonančného napätia;
- Selektivita podľa vedľajších kanálov príjmu;
- Hluková postava;
- Dynamický rozsah.
Tu je maximálne vstupné napätie, pri ktorom nelineárne skreslenia stále nepresahujú prípustnú hodnotu; - vstupné napätie, pri ktorom je na výstupe zosilňovača poskytnutý požadovaný pomer S / N.
Z dôvodu úloh, ktoré riešia, sú na URCH kladené nasledujúce požiadavky:
Poskytovanie frekvenčnej selektivity pre ďalšie kanály príjmu (priame, zrkadlové, kombinované);
Zaistenie požadovanej hodnoty šumu;
Zaistenie požadovaného stabilného zisku potrebného na to, aby sa úroveň prijatých signálov dostala na hodnotu potrebnú pre normálnu prevádzku nasledujúcich stupňov.
Kvantitatívne charakteristiky týchto požiadaviek sú pre RF zosilňovač rôznych rozsahov odlišné. Ako viete, v pásmach LW, MW a HF je citlivosť určená úrovňou externého šumu prichádzajúceho na vstup prijímača. Za týchto podmienok nie je potrebný vysoký zisk, takže sa zvyčajne nepoužívajú viac ako dva stupne so spoločným K.0 \u003d 2 ... 5. Hlavná pozornosť sa venuje zabezpečeniu selektivity v predných a zrkadlových prijímacích kanáloch, ako aj zabezpečeniu vysokej linearity kaskád s vylúčením výskytu kombinovaných prijímacích kanálov a intermodulačného skreslenia.
Ako záťaž sa používajú jednookruhové a dvojokruhové systémy, pretože zložitejšie z nich sťažujú prestavbu pozdĺž rozsahu. Uprednostňuje sa použitie MOSFETov, ktoré poskytujú najlepšiu linearitu stupňov.
V rozsahu UHF a vyšších je citlivosť určená vlastným šumom. Tu je veľmi dôležité zabezpečiť požadovanú hodnotu šumu. Citlivosť prijímačov v týchto rozsahoch môže dosiahnuť niekoľko mikrovoltov, takže vo vstupných stupňoch je potrebný veľký zisk. Zvyčajne sa používajú 1 ... 3 kaskády so spoločným K.0 \u003d 100 ... 200, často nevyladiteľné, pretože hodnoty medzifrekvencie sú v tomto prípade zvolené dostatočne vysoké a je ľahko zabezpečené potlačenie bočných prijímacích kanálov v celom prijatom rozsahu. Na zníženie šumu je možné použiť tunelové diódové zosilňovače a parametrické zosilňovače.
2.4.2 Schémy zapojenia aktívnych prvkov
2.4.3 Stabilita a samobudenie RF zosilňovača
A) Faktory ovplyvňujúce udržateľnosť
Ako je známe, s PIC je zosilnenie zosilňovača opísané výrazom
, (3.1)
kde je prenosový koeficient spätnoväzbového obvodu. Produkt sa nazýva fáza zosilnenia slučky. Podľa Nyquistovho kritéria je kaskáda na prahu generovania (sebaexcitácie) za podmienky \u003d 1, alebo, čo je to isté,
(3.2)
Táto podmienka sa rozdelí na dve časti
1) , (3.3)
tie. celkový fázový vpád pozdĺž cesty od vstupu zosilňovača k výstupu a späť musí byť násobkom 2 (takzvaná fázová rovnováha);
2) =1, (3.4)
tie. časť signálu, ktorá sa vracia späť na vstup zosilňovača, sa musí rovnať pôvodnému signálu (vyváženie amplitúdy).
Obrázok 3.2 poskytujúci režim konštantného prúdu (U os na obrázku). Za určitých podmienok môže byť táto spätná väzba pozitívna.
Na vylúčenie spätnej väzby tohto typu sa napájací zdroj posúva striedavým prúdom s veľkým kondenzátorom a v napájacích obvodoch jednotlivých stupňov sa používajú filtre (obrázok 3.3).
Odpor filtraR f zvolená rovná 1 ... 3 kOhm. Filtračné kondenzátory - od stavu. Musia sa použiť keramické kondenzátory, pretože filmové a elektrolytické kondenzátory majú vysokú vnútornú indukčnosť vďaka skutočnosti, že sú konštrukčne vyrábané vo forme valcov obsahujúcich veľké množstvo vit.
Obrázok 3.3 cov. Kondenzátory sú inštalované v bezprostrednej blízkosti oscilujúcich obvodov záťaže, aby sa skrátila dráha vysokofrekvenčných prúdov.
2. Kapacitná väzba medzi výstupom a vstupom jedného stupňa alebo medzi stupňami. Je zrejmé, že akékoľvek dva vodiče, ktoré sú v určitej vzdialenosti od seba, možno považovať za kondenzátor. Napríklad svorky tranzistora s dĺžkou asi jeden centimeter môžu mať kapacitu v rozmedzí 1 ... 10 pF, v závislosti od ich relatívnej polohy. Pri vysokých frekvenciách je to veľmi nápadná hodnota.
3. Indukčné spojenie medzi vstupom a výstupom jedného stupňa alebo medzi stupňami.
Na jeho zníženie sa používajú magnetické štíty (pancierové jadrá z feritov, karbonylu, atď.), Ktoré minimalizujú dĺžku prívodov a spojovacích vodičov. Vstupné a výstupné cievky sú umiestnené v čo najväčšej možnej vzdialenosti od seba, pričom ich pozdĺžne osi sú orientované vo vzájomne kolmých rovinách, aby sa znížili vzájomné indukčnosti.
Výberom správnych prostriedkov možno čiastočne alebo úplne eliminovať všetky vyššie uvedené dôvody výskytu POS. Na prienik časti výstupného signálu na vstup však vždy existuje ešte jeden kanál - vnútorná vodivosť spätnej väzby aktívneho prvku.Y 12 ... V akomkoľvek skutočnom zosilňovacom zariadení nie je nulové a nemožno ho vylúčiť. Jeho účinok je možné kompenzovať iba do určitých limitov.
B) Podmienky pre absenciu samočinného budenia v selektívnom zosilňovači
Uvažujme pre jednoduchosť situáciu, keď zdroj signálu pre selektívny zosilňovač a jeho zaťaženie sú úplne rovnaké stupne (obrázok 3.4). V tomto prípade sú kaskádové parametre s rovnakým názvom rovnaké:
I. (3,5)
Po prepočítaní výstupnej vodivosti predchádzajúcej fázy, najskôr do obvodu, a potom priamo na vstup tranzistora, získame výslednú vodivosť pripojenú k vstupu (obrázok 3.5) :. (3,6)
Obrázok 3.4
Podobne bude vstupná vodivosť nasledujúceho stupňa, znížená na výstup tranzistora, zapísaná ako:
. (3.7)
Vezmite prosím na vedomie, žeU na obr. 3.4 a U 1 na obrázku 3.5 sú rôzne veličiny, ako ajU von a U 2.
Pre ďalšiu analýzu je potrebné získať výrazy popisujúce zisk zosilňovača pri absencii spätnej väzby () a zisk spätnoväzbovej slučky (). Za týmto účelom vymeňte tranzistor v predchádzajúcom
Obrázok 3.5 diagram pre jeho ekvivalent za predpokladu, že v ňom nie je vedenie spätnej väzby. Prevedený obvod je znázornený na obrázku 3.6.
Koeficient prenosu napätia takého obvodu je určený výrazom :. (3,9)
Upozorňujeme, že sa nerovná koeficientu
Obrázok 3.6 zisk pôvodného zosilňovača (obrázok 3.4), ktorý je určený výrazom:
. (3.10)
Z obvodu (obrázok 3.6) je zrejmé, že výstupné napätie je možné získať vydelením výstupného prúdu výslednou vodivosťou výstupu:
. (3.11)
Znamienko mínus vo výraze zohľadňuje opačný smer prúdenia prúdiaceho vedením a napätie vedené cez ne.
Dosadením pravej strany tohto výrazu do čitateľa vzorca (3.9) a znížením zlomku o dostaneme:
. (3.12)
Podobné uvažovanie umožňuje odvodiť výraz pre. Dôvodom pre vznik spätnoväzbového napätia () na vstupe zosilňovača je výstupné napätie tranzistora a vodivosť spätnej väzby. Vylúčením z úvahy prechod signálu zosilňovačom v smere dopredu, t.j. za predpokladu \u003d 0, jeho ekvivalentný obvod na vysielanie spätnoväzbového signálu možno znázorniť vo forme znázornenej na obrázku 3.7.
Pod vplyvom výstupného napätia bude cez vstupné vodivosti prúdiť prúd (pozri obrázok 3.7), ktorý na nich vytvorí pokles napätia:
. (3.13)
Obrázok 3.7
Koeficient prenosu obvodu spätnej väzby je určený vzorcom nahradením pravej strany výrazu (3.13) do jeho čitateľa:
. (3.14)
Vzorec pre zisk slučky sa získa vynásobením pravej strany výrazov (3.14) a (3.12):
. (3.15)
Namiesto vodivosti a nahradíme pravé strany vzorcov (3.6) a (3.7) v menovateli posledného výrazu:
. (3.16)
Výraz v menovateli v zátvorkách predstavuje ekvivalentnú vodivosť záťažového obvodu selektívneho zosilňovača s prepočítanými vodivosťami predchádzajúceho a nasledujúceho stupňa (pozri vzorec ()) a možno ho znázorniť ako. Ak to vezmeme do úvahy, vzorec (3.16) sa dá nakoniec prepísať ako:
. (3.17)
B) Fázová a amplitúdová rovnováha
Pri návrhu selektívnych zosilňovačov so správnou voľbou tranzistora je zvyčajne ľahké splniť podmienku, že medzná frekvencia zosilnenia tranzistora je najmenej trojnásobkom maximálnej prevádzkovej frekvencie zosilňovača. V tomto prípade možno komplexnú vodivosť priameho prenosu považovať za čisto aktívnu, t.j. ... Vodivosť spätnej väzby je naopak čisto imaginárna a je tvorená vnútornou (prietokovou) kapacitou (C12 ) spájajúce oblasti výstupu a vstupup - n prechody tranzistora (pre obvod OE je to napríklad kapacita križovatky kolektor-báza. Aktívna vodivosť reverzne predpojatého kolektora je v tomto prípade zanedbateľná). Inými slovami, môžete napísať: Tieto zmeny zohľadníme v (3.17) a vynásobíme čitateľa a menovateľa číslom.
. (3.18)
Komponenty vzorca v zložených zátvorkách predstavujú druhú mocninu rezonančného zisku zosilňovača (pozri vzorec ()). Po vykonaní príslušnej výmeny dostaneme:
. (3.19)
Vynásobíme čitateľa a menovateľa hodnotou komplexne spojenou s tou v menovateli a vo výslednom výraze vyberieme reálnu a imaginárnu časť vo explicitnom tvare:
(3.20)
Výsledný výraz umožňuje analyzovať podmienky pre výskyt samočinnej excitácie v zosilňovači. Fázová rovnováha v súlade s bodom (3.3) znamená, že koeficient v imaginárnej časti vzorca (3.20) je nula:
. (3.21)
Je známe, že zlomok je nula, keď je čitateľ nulový, t.j. \u003d 0. Prvé tri faktory tu nemôžu byť nulové, teda \u003d 0 alebo \u003d 1. Druhá možnosť je možná v dvoch prípadoch:
; (3.22)
. (3.23)
Zovšeobecnené ladenie sa rovná jednote, ako je známe, na hraniciach priepustného pásma zosilňovača.Iba v týchto bodoch sa uskutoční fázová rovnováha a je možné samočinné budenie zosilňovača!
Získaný stav je nevyhnutný, ale nedostatočný. Podmienka rovnováhy amplitúdy v súlade so vzorcami (3.4) a (3.20) znamená:
1. (3.24)
Pretože na pravej strane rovnosti je kladná hodnota, musí byť kladná aj ľavá strana. To je možné len vtedy, keď \u003d -1, pretože ostatné zložky vzorca nemôžu byť záporné. Toto obmedzenieznamená, že samočinné budenie je možné iba na ľavom okraji šírky pásma zosilňovača.
Uvažované podmienky samobudenia umožňujú dospieť k záveru, že na zabezpečenie stabilnej činnosti zosilňovača je potrebné, aby ľavá strana rovnice (3.24) bola menšia ako jednota. Čím silnejšia je táto nerovnosť, tým je zosilňovač stabilnejší. Pre kvantitatívne hodnotenie stability je zavedený pojem koeficient stability γ, ktorý ho definuje ako
. (3.25)
Je zrejmé, že pre γ \u003d 1 nie je v stupni žiadna spätná väzba (ľavá strana rovnice (3.4) sa rovná nule) a zosilňovač je absolútne stabilný a pre γ \u003d 0 sú podmienky autocitovania splnené a zosilňovač sa zmení na generátor.
V praxi sa zvyčajne nastavuje požadovaná hodnota γ. Ak to vezmeme do úvahy, podmienku stability kaskády získame zo vzorca (3.4):
. (3.26)
Dosadením do tohto výrazu hodnotu ľavej strany z (3.24) a vložením ξ \u003d -1 dostaneme:
. (3.27)
Pretože podmienky stability sú uvedené na pravej strane, hodnota K0 vľavo - je hodnota, pri ktorej je zosilňovač stabilný. Túto hodnotu označíme a vyjadríme z (3.27) v explicitnej podobe:
Alebo (3,28)
V praxi zvoľte γ \u003d 0,8 ... 0,9. Pre γ \u003d 0,9 má vzorec tvar:
. (3.29)
Napríklad pre obvod s OE má vzorec formu vhodnú pre praktické výpočty
. (3.30)
Zo vzorca vidno, že pre zvýšenie stabilného zisku je potrebné zvoliť tranzistor s veľkou hodnotou koeficientu prenosu prúduh 21 , nízka vstupná impedancia striedavého prúduh 11 a najnižšiu možnú hodnotu priepustnej kapacity C12 .
Je potrebné zdôrazniť, že v každom prípade, za prítomnosti PIC, aj keď chýba samočinné budenie, je frekvenčná odozva zosilňovača skreslená. Čím silnejšia je spätná väzba (tým viac), tým viac sa deformuje tvar rezonančnej charakteristiky (obrázok 3.8).
Obrázok 3.8
Na záver je potrebné poznamenať, že na zvýšenie „transparentnosti“ odôvodnenia sa použilo veľa zjednodušení. V skutočných zosilňovačoch je obraz oveľa komplikovanejší, hlavné príčiny a vzory samobudenia sú však rovnaké.
Ďalšie podobné diela, ktoré by vás mohli zaujímať |
|||
| 6657. | ZOSILOVAČE A GENERÁTORY TRANZISTOROV | 44,93 KB | |
| Zosilňovače elektrického signálu sú zariadenia na jeho zosilnenie z hľadiska napätia, prúdu alebo výkonu premenou energie zdroja energie na energiu výstupného signálu. Zosilňovače majú vstupný obvod, ku ktorému je pripojený zdroj zosilneného signálu; výstupný obvod, ku ktorému je pripojený spotrebič zosilnenia zosilneného signálu, ako aj výkonový obvod, ku ktorému je pripojený zdroj, v dôsledku energie, ktorá je zosilňovaná. Povaha zosilneného signálu je určená jeho zdrojom ... | |||
| 11950. | Bismutové vláknové lasery a dvojlomné vláknové zosilňovače s polarizovaným výstupným žiarením pre telekomunikačné systémy | 152,45 KB | |
| Stručný popis vývoja. Výhody vývoja a porovnanie so zahraničnými analógmi. Hlavná výhoda vývoja spočíva v získaní nových vlnových dĺžok laseru v aktívnych optických vláknach. Formulár implementácie rozvoja. | |||
Na zvýšenie citlivosti a skutočnej selektivity heterodynového prijímača by mal vstupný obvod poskytovať koeficient prenosu energie blízky jednote v rozsahu prevádzkových frekvencií a maximálny možný útlm signálov mimo pásma. To všetko sú vlastnosti ideálneho pásmového filtra, preto musí byť vstupný obvod uskutočňovaný vo forme filtra.
Často používaným vstupným obvodom s jednou slučkou je najhoršie vyhovujúci požiadavkám. Pre zvýšenie selektivity je potrebné zvýšiť zaťažený Q-faktor obvodu, oslabiť jeho spojenie s anténou a mixérom alebo RF zosilňovačom.
Ale potom sa v obvode spotrebuje takmer všetka sila prijatého signálu a len jeho malá časť poputuje do mixéra alebo RF zosilňovača. Pomer prenosu energie bude nízky. Ak je však slučka pevne spojená s anténou a zmiešavačom, zaťažený Q-faktor slučky poklesne a mierne to utlmí signály susedných staníc na frekvencii.
Ale vedľa amatérskych pásiem fungujú veľmi výkonné rozhlasové stanice.
Jeden vstupný obvod ako predvoľba sa môže použiť v nízkofrekvenčných pásmach KB, kde sú úrovne signálu dostatočne vysoké, v najjednoduchších heterodynových prijímačoch. Spojenie s anténou by malo byť nastaviteľné a samotný obvod by mal byť laditeľný, ako je to znázornené na obr. jeden.
V prípade rušenia výkonnými stanicami je možné oslabiť spojenie s anténou, čím sa zníži kapacita kondenzátora C1, čím sa zvýši selektivita obvodu a súčasne sa zvýšia straty v ňom, čo sa rovná zapnutiu útlmového člena. Celková kapacita kondenzátorov C2 a C3 je zvolená asi 300 ... 700 pF, tieto cievky závisia od rozsahu.
Obr. Jednookruhový vstupný obvod.
Podstatne lepšie výsledky sa dosahujú pri pásmových filtroch zhodných na vstupe a výstupe. V posledných rokoch sa objavila tendencia používať prepínateľné pásmové filtre aj na vstupoch širokopásmových profesionálnych komunikačných prijímačov. Používajú sa oktávové (zriedka), poloktávové a štvrťoktávové filtre.
Pomer hornej frekvencie ich priepustného pásma k dolnému je 2; 1,41 (root z 2) a 1,19 (štvrtý root z 2). Samozrejme, čím užšie sú vstupné filtre, tým vyššia je imunita širokopásmového prijímača proti šumu, ale počet prepínateľných filtrov sa výrazne zvyšuje.
V prípade prijímačov určených iba pre amatérske pásma sa počet vstupných filtrov rovná počtu pásiem a ich šírka pásma sa volí rovnaká ako šírka pásma, zvyčajne s okrajom 10 ... 30%.
V transceiveroch sa odporúča inštalovať pásmové filtre medzi anténu a prepínač príjmu / vysielania antény. Ak je výkonový zosilňovač transceiveru dostatočne široký, ako napríklad v prípade tranzistorového zosilňovača, môže jeho výstup obsahovať veľa harmonických a iných signálov mimo pásma. Potlačiť ich pomôže pásmový filter.
V tomto prípade je zvlášť dôležitá požiadavka takmer na jednotu koeficientu prenosu výkonu filtra. Filtračné prvky musia vydržať jalový výkon niekoľkonásobok menovitého výkonu vysielača-prijímača.
Je vhodné zvoliť charakteristickú impedanciu všetkých filtrov rozsahu tak, aby bola rovnaká a rovnaká ako charakteristická impedancia 50 alebo 75 ohmového napájača.
Obr. Pásmové filtre: a - v tvare L; b - v tvare písmena U.
Klasická schéma pásmového filtra v tvare písmena L je znázornená na obr. 2, a. Jeho výpočet je mimoriadne jednoduchý. Najskôr sa určí ekvivalentný faktor kvality Q \u003d fo / 2Df, kde fo je stredná frekvencia rozsahu, 2Df je šírka pásma filtra. Indukčnosti a kapacity filtra nájdeme podľa vzorcov:
kde R je charakteristická impedancia filtra.
Na vstupe a výstupe musí byť filter zaťažený odpormi rovnými charakteristike, môže to byť vstupná impedancia prijímača (alebo výstupného vysielača) a impedancia antény.
Nesúlad až 10 ... 20% má prakticky malý vplyv na charakteristiky filtra, ale rozdiel medzi odpormi záťaže od charakteristického niekoľkokrát dramaticky skresľuje krivku selektivity, hlavne v priepustnom pásme.
Ak je odpor záťaže menší ako charakteristický, je možné ho pripojiť autotransformátor k odbočke cievky L2. Odpor sa zníži k2-krát, kde k je spínací koeficient rovný pomeru počtu závitov od odbočky k spoločnému vodiču k celkovému počtu závitov cievky L2.
Selektivita jedného článku v tvare L nemusí byť dostatočná, potom sú tieto dva články spojené do série. Odkazy môžu byť spojené buď v paralelných vetvách navzájom, alebo v sérii. V prvom prípade sa získa filter v tvare T, v druhom - filter v tvare U.
Prvky L a C spojených vetiev sú spojené. Ako príklad, obrázok 2, b zobrazuje pásmový filter v tvare písmena U. Prvky L2C2 zostali rovnaké a prvky pozdĺžnych vetiev sa spojili do indukčnosti 2L a kapacity C1 / 2. Je ľahké vidieť, že ladiaca frekvencia výsledného sériového obvodu (ako aj ostatných filtračných obvodov) zostala rovnaká a rovnaká ako stredná frekvencia rozsahu.
Pri výpočte úzkopásmových filtrov sa často ukáže, že hodnota kapacity pozdĺžnej vetvy C1 / 2 je príliš malá a indukčnosť príliš veľká. V tomto prípade môže byť pozdĺžna vetva pripojená k odbočkám cievok L2, čím sa zvýši kapacita o 1 / k2 krát a zníži sa indukčnosť o rovnaké množstvo.
Obr. Dvojkruhový filter.
Je vhodné používať iba paralelné oscilačné obvody s jednostrannými filtrami so spoločným vodičom.
Obvod filtra s dvojitou slučkou s externou kapacitnou väzbou je znázornený na obr. Indukčnosť a kapacita paralelných obvodov sa počítajú podľa vzorcov (1) pre L2 a C2 a kapacita väzbového kondenzátora by mala byť C3 \u003d C2 / Q.
Spínacie faktory koncoviek filtra závisia od požadovaného vstupného odporu Rin a charakteristického odporu filtra R: k2 \u003d Rin / R. Koeficienty inklúzie na oboch stranách filtra môžu byť rôzne, čo zaisťuje zhodu s anténou a vstupom prijímača alebo výstupom vysielača.
Na zvýšenie selektivity je možné podľa schémy na obr. 3 zapnúť tri alebo viac rovnakých obvodov, čím sa zníži kapacita väzbových kondenzátorov SZ 1,4-násobne.
Obr. Selektivita trojokruhového filtra.
Teoretická krivka selektivity troj slučkového filtra je znázornená na obr. Horizontálna je relatívne rozladenie x \u003d 2DfQ / fo a vertikálna je útlm zavedený filtrom.
V priehľadnom pásme (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.
Skutočný filter zavádza do priepustného pásma určité zoslabenie, ktoré je spojené so stratami vo filtračných prvkoch, hlavne v cievkach. Strata filtra klesá so zvyšovaním konštruktívneho faktora Q cievok Q0. Napríklad pri Q0 \u003d 20Q strata ani v trojpásmovom filtri nepresahuje 1 dB.
Útlm mimo pásma priamo súvisí s počtom filtračných slučiek. Pre filter s dvojitou slučkou je útlm 2/3 uvedený na obrázku 4 a pre vstupný obvod s jednou slučkou - 1/3. Pre filter v tvare U na obrázku 3, b je krivka selektivity na obrázku 4 vhodná bez akejkoľvek korekcie.
Obr. Praktickým dizajnom je filter s tromi slučkami.
Praktická schéma filtra s tromi slučkami so šírkou pásma 7,0 ... 7,5 MHz a jeho experimentálne nameranými charakteristikami je znázornená na obrázkoch 5, respektíve 6.
Filter sa počíta podľa opísanej metódy pre odpor R \u003d 1,3 kΩ, bol však zaťažený vstupnou impedanciou mixéra heterodynného prijímača 2 kΩ. Selektivita sa mierne zvýšila, ale v šírke pásma sa objavili vrcholy a poklesy.
Cievky filtra sú navinuté na zapnutie rámov s priemerom 10 mm pomocou drôtu PEL 0,8 a obsahujú každý 10 závitov. Cievka L1 je odbočená tak, aby zodpovedala odporu anténneho napájacieho zdroja 75 Ohm z druhého otočenia.
Všetky tri cievky sú uzavreté v samostatných obrazovkách (hliníkové valcové „poháre“ z deväťpólových panelov žiarovky). Ladenie filtra je jednoduché a redukuje sa na vyladenie obrysov tak, aby rezonovalo s trimermi cievky.
Obr. Nameraná krivka selektivity filtra s tromi slučkami.
Osobitná pozornosť by sa mala venovať otázkam dosiahnutia maximálneho konštruktívneho Q-faktora filtračných cievok. Nemali by ste sa usilovať o špeciálnu miniaturizáciu, pretože faktor kvality sa zvyšuje so zväčšovaním geometrických rozmerov cievky.
Z rovnakého dôvodu je nežiaduce používať príliš tenký drôt. Postriebrenie drôtu má znateľný vplyv iba na vysokofrekvenčné Pásma KB a ďalej VHF s konštruktívnym faktorom kvality cievky nad 100. Je vhodné použiť lanko iba na navíjanie cievok v rozmedzí 160 a 80 m.
Menšie straty v postriebrenom drôte a v drôte litz sú spôsobené skutočnosťou, že vysokofrekvenčné prúdy neprenikajú do hrúbky kovu, ale prúdia iba v tenkej povrchovej vrstve drôtu (tzv. Efekt kože).
Dokonale vodivá clona neznižuje Q-faktor cievky a tiež eliminuje energetické straty v objektoch obklopujúcich cievku. Skutočné obrazovky spôsobujú určité straty, preto je vhodné zvoliť priemer obrazovky najmenej 2 - 3 priemery cievky.
Clona by mala byť vyrobená z vysoko vodivého materiálu (meď, trochu horší hliník). Maľovanie alebo pocínovanie vnútorných povrchov obrazovky je neprípustné.
Tieto opatrenia poskytujú extrémne vysoký Q-faktor cievok, ktorý sa realizuje napríklad v špirálových rezonátoroch.
V rozsahu 144 MHz môže dosiahnuť 700 ... 1 000. Obrázok 7 zobrazuje návrh 144 MHz dvojpásmového pásmového filtra určeného na zapojenie do napájacieho vedenia 75 ohmov.
Rezonátory sú namontované v obdĺžnikových obrazovkách s rozmermi 25X25X50 mm, spájkované z medeného plechu, mosadze alebo z obojstranných dosiek zo sklenených vlákien opláštených fóliou.
Vnútorná ozvučnica má otvor na viazanie 6X12,5 mm. Na jednej z koncových stien sú pripevnené kondenzátory na orezávanie vzduchu, ktorých rotory sú spojené s obrazovkou.
Cievky rezonátora sú bezrámové. Sú vyrobené z postriebreného drôtu s priemerom 1,5 ... 2 mm a majú 6 závitov s priemerom 15 mm, rovnomerne natiahnutých na dĺžku asi 35 mm. Jeden vývod cievky je spájkovaný so statorom trimera kondenzátora, druhý s obrazovkou.
Kohútiky na vstupe a výstupe filtra sú vyrobené z 0,5 otáčky každého ozubeného kolesa. Šírka pásma vyladeného filtra je o niečo viac ako 2 MHz, útlm vloženia sa počíta v desatinách decibelu. Šírku pásma filtra je možné upraviť zmenou veľkosti spojovacieho otvoru a výberom polohy odbočiek cievky.
Obr. Špirálový rezonátorový filter.
Pri vyšších frekvenciách VHF sa odporúča nahradiť cievku priamym kusom drôtu alebo trubice, potom sa špirálový rezonátor zmení na koaxiálny štvrťvlnný rezonátor zaťažený kapacitou.
Dĺžku rezonátora je možné zvoliť okolo 1/8 a dĺžku, ktorá chýba až do štvrtiny vlnovej dĺžky, kompenzuje ladiaca kapacita.
V obzvlášť zložitých podmienkach príjmu v pásmach KB je vstupný obvod alebo filter heterodynného prijímača upravený na úzkopásmový. Na získanie vysoko zaťaženého Q-faktora a úzkeho pásma je zvolená minimálna komunikácia s anténou a medzi obvodmi a na kompenzáciu zvýšených strát sa používa RF zosilňovač na tranzistore s efektom poľa.
Jeho hradlový obvod obvod trochu posúva a takmer neznižuje jeho Q-faktor. Inštalácia bipolárnych tranzistorov do RF zosilňovača je nepraktická kvôli ich nízkemu vstupnému odporu a oveľa väčšej nelinearite.
Obvod RF zosilňovača
Obvod vysokofrekvenčného zosilňovača (RF zosilňovača) je znázornený na obr. Laditeľný pásmový filter s dvojitou slučkou na svojom vstupe poskytuje všetku požadovanú selektivitu, takže do odtokového obvodu tranzistora je zahrnutý nevyladiteľný obvod L3C9 s nízkym Q, posunutý rezistorom R3.
Tento rezistor vyberá zosilnenie stupňa. Kvôli nízkemu zosilneniu neutralizácie sa priechodnosť tranzistora nevyžaduje.
8. Obr. Vysokofrekvenčný zosilňovač.
Slučku v odtokovom obvode možno použiť aj na získanie ďalšej selektivity vylúčením bočníkového odporu a pripojením odtoku tranzistora k odbočke cievky slučky na zníženie zosilnenia.
Schéma takého RF zosilňovača pre dosah 10 m je znázornená na obr. Poskytuje citlivosť prijímača lepšiu ako 0,25 μV. V zosilňovači môžete použiť dvojbranové tranzistory KP306, KP350 a KP326, ktoré majú nízku priepustnosť, čo prispieva k stabilite RF zosilňovača s rezonančnou záťažou.
Obr. URCH na dvojbranovom tranzistore.
Režim tranzistora sa nastaví výberom odporov R1 a R3 tak, aby prúd spotrebovaný zo zdroja energie bol 4 ... 7 mA. Zisk sa volí pohybom kohútika L3 cievky a po úplnom zapnutí cievky dosiahne 20 dB.
Cievkové slučky L2 a L3 sú navinuté na krúžkoch K10X6X4 vyrobených z feritu 30VCh a majú 16 závitov drôtu PELSHO 0,25. Komunikačné cievky s anténou a mixérom obsahujú 3 - 5 závitov toho istého drôtu. Je ľahké zadať signál AGC do zosilňovača jeho napájaním do druhého hradla tranzistora. Keď potenciál druhého hradla klesne na nulu, zisk sa zníži o 40 ... 50 dB.
Literatúra: V.T.Polyakov. Rádioamatérom o technike priamej premeny. M. 1990
Vysokofrekvenčné zosilňovače (UHF) sa používajú na zvýšenie citlivosti rádiových prijímačov - rozhlasových prijímačov, televízorov, rádiových vysielačov. Takéto UHF obvody umiestnené medzi prijímacou anténou a vstupom rozhlasového alebo televízneho prijímača zvyšujú signál prichádzajúci z antény (anténne zosilňovače).
Použitie takýchto zosilňovačov umožňuje zvýšiť polomer spoľahlivého rádiového príjmu; v prípade rádiových staníc (vysielač-prijímač-vysielač) buď zvýšiť prevádzkový dosah, alebo pri zachovaní rovnakého rozsahu znížiť výkon žiarenia rádiového vysielača.
Obrázok 1 zobrazuje príklady obvodov UHF často používaných na zvýšenie citlivosti rádiových zariadení. Hodnoty použitých prvkov závisia od konkrétnych podmienok: od frekvencií (dolných a horných) rádiového rozsahu, od antény, od parametrov následného stupňa, od napájacieho napätia atď.
Obrázok 1 (a) ukazuje širokopásmový UHF obvod podľa schémy so spoločným emitorom (OE). V závislosti od použitého tranzistora je možné tento obvod úspešne aplikovať až na frekvencie stoviek megahertzov.
Je potrebné pripomenúť, že referenčné údaje pre tranzistory poskytujú limitné frekvenčné parametre. Je známe, že pri hodnotení frekvenčných schopností tranzistora pre generátor sa stačí zamerať na limitnú hodnotu prevádzkovej frekvencie, ktorá by mala byť aspoň dvakrát až trikrát nižšia ako limitná frekvencia uvedená v pase. Pre vysokofrekvenčný zosilňovač pripojený podľa schémy OE však musí byť medzná frekvencia pasu už znížená minimálne o rádovo alebo viac.
Obr. Príklady obvodov jednoduchých vysokofrekvenčných zosilňovačov (UHF) na tranzistoroch.
Rádiové prvky pre obvod na obrázku 1 (a):
- R1 \u003d 51k (pre kremíkové tranzistory), 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;
Hodnoty kondenzátora sú pre frekvencie VHF. Kondenzátory ako KLS, KM, KD atď.
Tranzistorové stupne, ako viete, pripojené podľa schémy spoločného vysielača (OE), poskytujú pomerne vysoký zisk, ale ich frekvenčné vlastnosti sú pomerne nízke.
Tranzistorové stupne zapojené podľa spoločného obvodu (OB) majú menšie zosilnenie ako tranzistorové obvody s OE, ale ich frekvenčné vlastnosti sú lepšie. To umožňuje použitie rovnakých tranzistorov ako v obvodoch OE, ale pri vyšších frekvenciách.
Obrázok 1 (b) ukazuje obvod vysokofrekvenčného širokopásmového zosilňovača (UHF) na jednom tranzistore zapnutý podľa schémy so spoločnou základňou... LC okruh je zahrnutý v okruhu kolektora (záťaž). V závislosti od použitého tranzistora môže byť tento obvod úspešne aplikovaný až na frekvencie stoviek megahertzov.
Rádiové prvky pre obvod na obrázku 1 (b):
- R1 \u003d 1k, R2 \u003d 10k. R3 \u003d 15k, R4 \u003d 51 (pre napájacie napätie ZV-5V). R4 \u003d 500-3 k (pre napájacie napätie 6V-15V);
- C1 \u003d 10-20, C2 \u003d 10-20, C3 \u003d 1n, C4 \u003d 1n-3n;
- T1 - napríklad RF tranzistory kremíka alebo germánia. KT315. KT3102, KT368, KT325, GT311 atď.
Hodnoty kondenzátora a slučky sú pre frekvencie VHF. Kondenzátory ako KLS, KM, KD atď.
Cievka L1 obsahuje 6 - 8 závitov drôtu PEV 0,51, mosadzné jadrá dlhé 8 mm so závitom M3, odbočka z 1/3 závitov.
Obrázok 1 (c) zobrazuje ďalšiu schému širokopásmového pripojenia UHF na jednom tranzistorev cene podľa schémy so spoločnou základňou... V obvode kolektora je zahrnutá RF tlmivka. V závislosti od použitého tranzistora môže byť tento obvod úspešne aplikovaný až na frekvencie stoviek megahertzov.
Rádiové prvky:
- R1 \u003d 1k, R2 \u003d 33k, R3 \u003d 20k, R4 \u003d 2k (pre napájacie napätie 6V);
- C1 \u003d ln, C2 \u003d ln, C3 \u003d 10n, C4 \u003d 10n-33n;
- T1 - kremíkové alebo germániové vysokofrekvenčné tranzistory, napríklad KT315, KT3102, KT368, KT325, GT311 atď.
Hodnoty kondenzátorov a obvodu sú uvedené pre frekvencie rozsahu MF, HF. Pre vyššie frekvencie, napríklad pre rozsah VHF, by sa mali kapacitné hodnoty znížiť. V takom prípade je možné použiť tlmivky D01.
Kondenzátory ako KLS, KM, KD atď.
Cievky L1 sú tlmivky, pre rad CB to môžu byť cievky na krúžkoch 600NN-8-K7x4x2, 300 závitov drôtu PEL 0,1.
Väčšia hodnota zisku možno získať aplikáciou multi-tranzistorové obvody... Môžu to byť rôzne obvody, napríklad na základe kaskódového zosilňovača OK-OB na tranzistoroch rôznych štruktúr so sériovým napájaním. Jeden z variantov takejto UHF schémy je zobrazený na obr. 1 (d).
Tento obvod UHF má výrazné zosilnenie (desiatky až stovky ráz), ale zosilňovače cascode nemôžu poskytnúť výrazné zosilnenie pri vysokých frekvenciách. Takéto schémy sa spravidla používajú pri frekvenciách rozsahov LW a MW. Avšak s použitím ultravysokofrekvenčných tranzistorov a starostlivým vykonávaním je možné tieto obvody úspešne aplikovať až na frekvencie desiatok megahertzov.
Rádiové prvky:
- 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 10 n;
- T1 -GT311, KT315, KT3102, KT368, KT325 atď.
- T2-GT313, KT361, KT3107 atď.
Hodnoty kondenzátora a slučky sú pre frekvencie CB. Pre vyššie frekvencie, napríklad pre rozsah VF, sa musia primerane znížiť kapacity a indukčnosť slučky (počet závitov).
Kondenzátory ako KLS, KM, KD atď. Cievka L1 - pre rad CB, obsahuje 150 závitov drôtu PELSHO 0,1 na rámoch 7 mm, vyžínače M600NN-3-SS2,8x12.
Pri nastavovaní obvodu na obr. 1 (d) je potrebné zvoliť rezistory R1, R3 tak, aby sa napätie medzi žiaričmi a kolektormi tranzistorov stalo rovnaké a pri napájacom napätí obvodu 9 V predstavovalo 3V.
Použitie tranzistora UHF umožňuje zosilnenie rádiových signálov. prichádzajúce z antén, v televíznych pásmach - metrové a decimálne vlny... V tomto prípade sa najčastejšie používajú obvody anténnych zosilňovačov postavené na základe obvodu 1 (a).
Príklad obvodu anténneho zosilňovača pre frekvenčný rozsah 150 - 210 MHz je znázornený na obr. 2 (a).
Obrázok 2.2. Schéma anténneho zosilňovača rozsahu MV.
Rádiové prvky:
- 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 1 n, 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 alebo podobné.
Kondenzátory ako KM, KD atď. Frekvenčné pásmo tohto anténneho zosilňovača sa môže rozšíriť v nízkofrekvenčnej oblasti zodpovedajúcim zvýšením kapacít, ktoré tvoria obvod.
Rádiové prvky pre verziu anténneho zosilňovača pre rozsah 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;
- Ci \u003d 47, C2 \u003d ln, C3 \u003d 47, C4 \u003d 68, C5 \u003d 47, C6 \u003d 68, C7 \u003d 47, C8 \u003d 68;
- Т1, Т2, ТЗ - ГТ311А, ГТ341 alebo podobné.
Kondenzátory ako KM, KD atď. Pri opakovaní tohto zariadenia musia byť dodržané všetky požiadavky. VF konštrukcie pre inštaláciu: minimálne dĺžky spojovacích vodičov, tienenie atď.
Anténny zosilňovač určený na použitie v rozsahu televíznych signálov (a vyšších frekvencií) môže byť preťažený signálmi z výkonných rozhlasových staníc CB, HF, VHF. Široké frekvenčné pásmo preto nemusí byť optimálne, pretože to môže rušiť normálnu činnosť zosilňovača. To platí najmä v dolnej oblasti operačného rozsahu zosilňovača.
Pre obvod daného anténneho zosilňovača to môže byť významné, pretože sklon poklesu zisku na dolnom konci rozsahu je pomerne nízky.
Na zvýšenie sklonu frekvenčnej odozvy (AFC) tohto anténneho zosilňovača môžete použiť hornopriepustný filter 3. rádu... K tomu je možné použiť ďalší LC obvod na vstupe špecifikovaného zosilňovača.
Schéma zapojenia prídavného LC hornopriepustného filtra k anténnemu zosilňovaču je znázornená na obr. 2 písm. B).
Ďalšie parametre filtra (približné):
- C \u003d 5-10;
- L - 3-5 otáčok PEV-2 0,6. priemer vinutia 4 mm.
Je vhodné upraviť frekvenčné pásmo a tvar frekvenčnej odozvy pomocou vhodných meracích prístrojov (oscilátor atď.). Tvar frekvenčnej odozvy je možné upraviť zmenou hodnôt kondenzátorov C, C1, zmenou výšky tónu medzi závitmi L1 a počtom závitov.
Pomocou opísaných obvodových riešení a moderných vysokofrekvenčných tranzistorov (mikrovlnné tranzistory - mikrovlnné tranzistory) môžete vytvoriť anténny zosilňovač pre rozsah UHF. Tento zosilňovač je možné použiť napríklad s rádiovým prijímačom UHF, ktorý je napríklad súčasťou rozhlasovej stanice VHF, alebo spolu s televízorom.
Obrázok 3 zobrazuje obvod zosilňovača rozsahu antény UHF.
Obr. Schéma anténneho zosilňovača rozsahu UHF a schéma zapojenia.
Hlavné parametre rozsahu zosilňovačov UHF:
- Frekvenčné pásmo 470 - 790 MHz,
- Zisk - 30 dB,
- Hlučnosť -3 dB,
- Vstupný a výstupný odpor - 75 Ohm,
- Spotreba prúdu - 12 mA.
Jednou z vlastností tohto obvodu je napájacie napätie do obvodu anténneho zosilňovača cez výstupný kábel, cez ktorý sa výstupný signál z anténneho zosilňovača dodáva do prijímača rádiového signálu - rozhlasového prijímača VHF, napríklad rozhlasovej stanice VHF alebo televízneho prijímača.
Anténny zosilňovač sa skladá z dvoch tranzistorových stupňov zapojených do spoločného obvodu vysielača. Na vstupe anténneho zosilňovača je poskytnutý hornopriepustný filter 3. rádu, ktorý obmedzuje rozsah prevádzkovej frekvencie zdola. To zvyšuje odolnosť proti šumu anténneho zosilňovača.
Rádiové prvky:
- 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.
- Kondenzátory C1, C2 typu KD-1, zvyšok - KM-5 alebo K10-17v.
- L1 - PEV-2 0,8 mm, 2,5 otáčky, priemer vinutia 4 mm.
- L2 - RF tlmivka, 25 μH.
Obrázok 3 (b) zobrazuje schému pripojenia anténneho zosilňovača k anténnemu konektoru televízneho prijímača (k voliču rozsahu UHF) a k vzdialenému zdroju napájania 12V. a na prenos zosilneného rádiového signálu UHF z anténneho zosilňovača do prijímača - rozhlasového prijímača VHF alebo do televízora.
Rádiové prvky spojenia, obr. 3 (b):
- C5 \u003d 100;
- L3 - VF tlmivka, 100 μH.
Inštalácia sa vykonáva na obojstrannom sklenenom vlákne SF-2 sklopným spôsobom, dĺžka vodičov a plocha kontaktných podložiek sú minimálne, je potrebné zabezpečiť dôkladné tienenie zariadenia.
Nastavenie zosilňovača sa redukuje na nastavenie kolektorových prúdov tranzistorov a reguluje sa pomocou R1 a RЗ, T1 - 3,5 mA, T2 - 8 mA; tvar frekvenčnej odozvy možno upraviť výberom C2 v rozsahu 3 - 10 pF a zmenou výšky tónu medzi závitmi L1.
Literatúra: Rudomedov E.A., Rudometov V.E. - Electronics and špionážne vášne-3.
Panasyuk Anatoly Georgieich
Pozícia: učiteľ
Vzdelávacia inštitúcia: GBPOU KK "Krasnodarská vysoká škola elektronických prístrojov"
Lokalita: Krasnodar
Názov materiálu: Rádiové prijímače
Téma: RF zosilňovače
Dátum uverejnenia: 05.01.2018
Oddiel: stredné odborné
Zosilňovače rádiovej cesty
Kapitola 3
Zosilňovače rádiovej cesty
3.1 Vysokofrekvenčné zosilňovače (RF zosilňovač), funkcie, základné
kvalitatívne ukazovatele.
3.1.1 Obvody RF zosilňovača, stabilita RF zosilňovača.
Hlavné funkcie RF zosilňovača.
1. Zosilnenie prijatých signálov na nosnej frekvencii požadovanej pre
zlepšenie skutočnej citlivosti RPRU.
2. zabezpečenie selektivity (selektivity) RPRD voči silnému rušeniu,
a selektivita pre bočné kanály príjmu (zrkadlový kanál, priamy a
medzikanálom).
Kľúčové ukazovatele kvality.
1. Zisk napätia
Ku \u003d Uoutx / Uin; K \u003d 20 lgKu
Pre viacstupňový RF zosilňovač je celkový zisk
K1xK2… ..Kn
2. Selektivita - zobrazuje, o koľko sa koeficient zníži
zisk na frekvencii interferujúceho signálu
Se \u003d Ko / K; Se \u003d\u003d 20lg Co / C
3. Šírka pásma popisuje šírku pásma RF zosilňovača.
4. Pomer prekrytia rozsahu (šírka rozpätia)
5. Stabilita práce - charakterizuje schopnosť RF zosilňovača udržiavať
hlavné ukazovatele pri zmene vonkajších a vnútorných faktorov životného prostredia
(teplota, zmena napájacieho napätia).
Obrázok: 3.1 Zovšeobecnený obvod zosilňovača RF
3.1.2 Analýza zovšeobecneného obvodu rezonančného jednookruhového RF zosilňovača.
Vstup UE (zosilňovacie zariadenie) prijíma signál, ktorý je nevyhnutný
víkend
elektróda
oscilačný obvod (Lk, Ck). Výstupný signál je odstránený zo slučky a
sa privádza na vstup ďalšieho stupňa, ktorého vodivosť je Y
všeobecne je oscilačný obvod pripojený k výstupnej elektróde UP
a čiastočné zaťaženie, s inklúznymi faktormi ml a m2. koeficient
zahrnutie sa nazýva pomer časti napätia odstráneného z obvodu
(Uout) na celkové napätie v obvode (U
Všeobecne je rezonančný zisk
kde ml m2 je koeficient inklúzie
S je sklon charakteristík zosilňovača
Rezonančná impedancia slučky
3.1.3 Schematický diagram RF zosilňovača s prepínaním autotransformátora
zapojenie obvodu a autotransformátora s ďalšou kaskádou.
Obrázok: 3.2 Schematický diagram RF zosilňovača
Zosilňovače rádiovej cesty
vstupné
zdôrazňuje
frekvencia
zvučný
zberateľ
tranzistor
objaví sa striedavý prúd l
Prebiehajúce rezonančným obvodom (Lk, Ck, Cn)
striedavá zložka kolektorového prúdu na ňom vytvorí pokles
napätie Un. Časť tohto napätia sa odstráni z odbočky cievky slučky
Lk a je vedený cez spojovací kondenzátor Sat do ďalšieho stupňa (základňa
tranzistor UT2). K časti je pripojená základňa bipolárneho tranzistora VT2
výstupný rezonančný obvod Lk CK, aby sa zabránilo jeho silnému posunutiu
malý (1 500 - 2 500 Ohm) vstupný odpor tranzistora. Koeficient
inklúzia m2, charakterizujúca stupeň spojenia medzi základňou tranzistora VT2 s
rezonančný obvod Lc CK je vždy oveľa menší ako jednota. Zberateľ
tranzistor VT1 je pripojený k časti obvodu. Neúplné spojenie kolektora s
obvod Lk, Sk, Sp slúži na oslabenie obtokového obvodu
výstupného obvodu tranzistora a na zabezpečenie stabilnej činnosti kaskády.
3.1.4 Stabilita RP.
Za určitých podmienok sa môže reaktorové zariadenie samovybudiť a pracovať ako
oscilátor s frekvenciou blízkou svojej rezonančnej frekvencii. Je to spôsobené prítomnosťou
vnútorná spätná väzba cez tranzistor (intra-tranzistorový kapacitný
OS kvôli kapacite prechodu kolektor-základňa).
Pri vytváraní zosilňovača je dôležité, aby sa nielen samočinne budil,
ale tiež s potrebnou rezervou bola zabezpečená stabilita pri vystavení
rôzne
destabilizujúci
faktorov
klimatické mechanické vplyvy, zahrievanie UE) sa takáto rezerva dosahuje
keď je splnená podmienka:
kde: Ko je rezonančný zisk určený zo vzorca
vyššie; Bush je stabilným ziskom javiska.
kde: S - sklon tranzistora
Ck - interná tranzistorová kapacita OS, rovná kapacite križovatky kolektora
3.1.5 Opatrenia na zvýšenie stability RP.
1. Pre zosilňovač RF s pevným nastavením
stability sa uplatní neutralizácia kapacity Sk.
Obvod RF zosilňovača s neutralizáciou
Obrázok: 3.3 Obvod zosilňovača s neutrolizáciou
akcie
sa skladá
podané
dodatočné
elektrický obvod, vo svojich vlastnostiach je opačný
vodivosť OS. Malo by byť zavedenie sekvenčného reťazca Rn a Cn
tak, aby sa fáza neutralizačného napätia otáčala o
180 ° vzhľadom na spätnoväzbové napätie. Často sa používa na neutralizáciu
iba jedna nádoba.
2. URCH s tranzistorom pripojeným podľa schémy s OB.
V takom RF zosilňovači je základná plocha tranzistora pripojená k spoločnému bodu
obvod drasticky oslabuje kapacitné prepojenie medzi vstupom a výstupom zosilňovača,
čím zvyšuje jeho stabilitu.
Obrázok: 3,4 URCH obvod s OB
Zosilňovače rádiovej cesty
udržateľnosť
tranzistor
v širšom frekvenčnom pásme. Pripojenie tranzistora k
autotransformátor výstupného obvodu so vstupným obvodom prechádzajúcim
kapacitné
rozdeľovač,
vstup
zdroj
transformátor,
víkend
nasledujúce
kaskáda
autotransformátor. RF zosilňovač sa používa vo VHF prijímačoch.
4. Kaskádový RF zosilňovač. Takáto schéma sa nazýva schéma, v ktorej
používajú sa dve rôzne schémy na zapínanie zosilňovacích zariadení.
Najbežnejšia kombinácia spínacích obvodov OE - OB.
Obrázok: 3.5 RF zosilňovač Cascode
Obvody cascode kombinujú vysoké zosilňovacie vlastnosti obvodu
začlenenie
významné
víkend
odpor
stabilita obvodu s OB .. Kaskádové zosilňovače poskytujú viac
vyšší stabilný zisk ako dvojstupňový zosilňovač na rovnakom zosilňovači
tranzistory.
Tranzistor VT1 prvého stupňa kaskádového zosilňovača je pripojený podľa schémy
poskytuje
dosť
odpor
zosilňovač; zatiaľ čo selektivita (selektivita) obvodu zdroja signálu
mierne klesá. Kolektorový obvod VT1 je zaťažený malým
vrátane vstupnej impedancie druhého stupňa kaskádového zosilňovača
podľa schémy s OB. Z tohto dôvodu poskytuje prvý stupeň zosilňovača
zosilnenie signálu je prakticky iba pri sile a druhé pri napätí;
zosilňovač vo všeobecnosti poskytuje vysoký zisk v oboch smeroch
stres. Používa sa vo VHF rádiových vysielačoch.
3.2 Bandpass zosilňovače.
Zosilňovače pásma sú zosilňovače, ktorých frekvenčná odozva je blízka
obdĺžnikový.
Kvôli
pásik
zosilňovače
zabezpečiť
uniforma
zisk
prenos
oslabenie
nachádza
zvučný
rušivý
signály.
uplatniť
kvalita
zosilňovače
medziprodukt
frekvencia (UHF) РПрУ, poskytujúca oslabenie vplyvu blízko umiestnených
rušivý
signály
susedné
Prúžok
zosilňovače
vo väčšine prípadov neobnovujte, t.j. navrhnutý tak, aby fungoval
na jednej ladiacej frekvencii.
Obrázok: 3.6 Frekvenčná odozva Bandpass zosilňovača
Najlepšia forma frekvenčnej odozvy PU sa dosahuje použitím dvojitého obvodu
(viacokruhové)
zvučný
špeciálne
fSS filtre. Sú to volebné systémy s vysokou úrovňou
sklon, prenosový pomer presahujúci šírku pásma.
prax
uplatniť
rôzne
viacokruhové a viacčlánkové, elektromechanické, piezoelektrické,
piezomechanické, piezokeramické.
3.2.1 Schéma zosilňovača IF na dvojnásobne pripojených obvodoch.
Obrázok: 3.7 Obvod zosilňovača RF s DFT
Zosilňovače rádiovej cesty
Obrázok: 3,8 Achh URCH s DFT
Pri kritickom spojení medzi obvodmi, keď B \u003d l, má frekvenčná odozva jednu
maximum, sploštený vrch a dobrá rovnomernosť v páse pr
klesajúc na B\u003e 1, frekvenčná odozva sa získa s dvoma bočnými maximami. Kedy
pribúdajúce
zvyšuje
prenos
rozširuje sa a zároveň zvyšuje nerovnosti v páse
prenos. Na B< 1 АЧХ имеет один максимум но полоса пропускания
menej ako pri B \u003d 1. Teda najvýhodnejšie spojenie medzi
kontúry sú kritické B \u003d 1.
pásik
zosilňovač
porovnanie
jednookruhový RU sa vyznačuje obdĺžnikovejším tvarom, ktorý označuje
lepšia selektivita daného frekvenčného pásma.
3.2.2 IFA s filtrom koncentrovanej voľby.
Obrázok 3.9 Schéma RF zosilňovača s FSS na LC spojoch
diskrétne
prvkov
prvkov
oscilačné obvody, ktorých spojenie je hlavne kapacitné, ale
môžu byť indukčné a kombinované. Daná schéma UPCH s FSS
dvojokruhový
súhlasil
mávať
odpor
kapacitné
kontúry.
tranzistor
autotransformátor
nasledujúce
kaskáda
transformátor. Stupeň spojenia s FSS sa vyberá na základe dohody
výstupný odpor VT1 a vstupný odpor nasledujúceho
kaskáda. Na zoslabenie magnetických väzieb medzi cievkami sú to obvykle
umiestnené na obrazovke. Vonkajšie obrysy L 1 C 1 a L3 C3 sú polovičné články
FSS. Počet odkazov vo FSS je určený počtom kondenzátorov
3.2.3 IFA s piezokeramickým filtrom
rozmery,
výroba,
vlastniť
útlm v priepustnom pásme a faktor vysokej kvadratúry
prenos, ktorý vyžaduje zapnutie rezonančného obvodu pred filtrom
zabezpečenie zhody výstupného odporu tranzistora s
vstupný odpor filtra.
Obrázok: 3,10 UCH s PCF
Ako príklad uvedieme údaje piezokeramického filtra typu
F P1P - 23 na strednú frekvenciu 465 kHz. Šírka pásma na
úroveň 0,5 (vdb) - 9,5 kHz, selektivita vyladenia: ± 9 kHz - 40 dB;
vložná strata v priepustnom pásme najviac 9,5 dB Rin \u003d Kout \u003d 2 kOhm.
1. V prijímačoch UHF (UHF) sa najbežnejšie používajú single-loop
tranzistor
zosilňovače.
udržateľný
zisk
zabezpečiť
kaskádový RF zosilňovač.
2. V zosilňovači IF s distribuovaným výberom je väčšina kaskád rezonančných
Zosilňovače rádiovej cesty
výsledný
rozhodnutý
práca
samostatné kaskády. V UPCH s koncentrovaným výberom, výsledný
Frekvenčná odozva je určená hlavne frekvenčnou odozvou FSS, ktorou je zaťaženie jedného z
kaskády zosilňovača IF (mixéra), zvyšok kaskád môže byť neperiodický alebo
širokopásmové pripojenie.
3. Filtre na diskrétnom LC sa používajú ako FSS v UPCH
Odkazy, elektromechanické, kremenné a piezokeramické.
3.3 Obvody zosilňovača, konštrukcia a charakteristiky
rádiové signály
Pri stredne vysokých frekvenciách používajte RF zosilňovač na bipolárnych (BT) a
tranzistory s efektom poľa (FET) s vysokými medznými frekvenciami. Moderný
integrálne
technológie
umožňuje
vyrábať
polovodič
hybridné integrované obvody (IC) zosilňovačov rádiového signálu (URCH)
a IFA) s externými selektívnymi obvodmi (oscilačné obvody a
filtre). Je tiež možné použiť integrálne aktívny RС-
filtre, ale ich frekvenčné vlastnosti sú obmedzené. Preto niekedy aktívny
RC zariadenia sa používajú súčasne s filtračnými systémami s
koncentrované parametre (kontúry, piezokeramické a iné
filtre). V takom prípade fungujú ako zosilňovače a zariadenia
Obrázok: 3.11 Obvody RF zosilňovača využívajúce tranzistorový integrovaný obvod s efektom poľa
koordinácia.
daný
tranzistor
transformátor
počítajúc do toho
vibračný
Oscilačný obvod je prestavaný varikapom, na ktorý
riadiace predpätie napätie Uу. Požadovaná stabilita kaskády
dosiahnuté
koeficient
zisk,
menej
stabilný zisk.
Na obr. 3.11b a schematický diagram IC navrhnutý pre
RF zosilňovač pracujúci pri frekvenciách do 150 MHz, na obr. 3.11, b - jeho variant
žiadosť. Obvod obsahuje na tranzistoroch zosilňovač cascode (OE-OB)
VT2 a VT1 pre vysokú stabilitu. Pomocou tranzistora
VT3 reguluje zisk IC, pre ktorý je nevyhnutný
zmeňte riadiace napätie Uy na pin 9, ktorý vedie k
zmeniť
vysielač
veličiny
zdôrazňuje
teda zaujatosť vysielača VT2. S diódami VD1, VD2,
odpory R1-R3 (teplotne závislý delič predpätia základne) a
spätnoväzbových obvodov je dosiahnutá vysoká stabilita parametrov IC:
teplotný rozsah od -60 do + 70 ° C zmena v Y 21 | nepresahuje ± 25
%. Zisk IC na frekvencii 10 MHz nie je menší ako 200 (odpor záťaže
100 Ohm), napájacie napätie 6,3 V (± 10%), spotreba energie 20 mW.
IC sa vyznačuje relatívne nízkou úrovňou šumu: na frekvencii 180 MHz
hlučnosť najviac 7 dB.
daný
zvučný
pri frekvenciách do 60 MHz. Obsahuje základňu IMS 175UV4
čo je zosilňovač cascode s diferenciálnym stupňom.
Vstupný signál z obvodu vstupného obvodu sa privádza na základňu tranzistora VT4,
súčasťou obvodu s OE a je ďalej zosilnený tranzistorom VT3 (OB)
Toto zahrnutie umožňuje zvýšiť stabilitu zosilňovača a zvýšiť ho
Obrázok: 3.12 Schematický diagram RF zosilňovača na integrovanom obvode IC 175UV4
rozsah frekvencie
Zosilňovače rádiovej cesty
jeho výstupná impedancia, ktorá umožňuje úplné zapnutie záťaže
Úprava
zosilnenie
uskutočnené
riadiace napätie: Uy k základni diferenciálneho tranzistora VT2
kaskáda. Pretože emitorový prúd tranzistora VT3 zostáva konštantný, potom
vstupná impedancia RF zosilňovača sa počas nastavovania zosilnenia nemení,
ktorý stabilizuje frekvenčnú odozvu zosilňovača v širokom rozmedzí
zisk.
výkon
prestavať
varikopy zahrnuté v matici varikapov. Znížiť vplyv
nelineárne efekty v každom z obvodov používajú dva varianty,
zapojený do série na striedavý prúd, čo umožňuje znižovať
vplyv nelinearít párnych objednávok.
Na mikrovlnných frekvenciách sa RF zosilňovače používajú na mikrovlnných tranzistoroch (do centimetra
vlny vrátane), mikrovlnné vákuové trubice (meter a decimeter
rozsahy), TWT, zariadenia s "negatívnym" odporom a
parametrické a kvantové zosilňovače.
Tranzistorové zosilňovače sa nedávno rozšírili v
Mikrovlnná technológia. Spolu s BT sa používajú PT s uzáverom typu Schottkyho bariéry
(PTSh) na báze arzenidu gália. V druhom prípade môžete zvýšiť
prevádzková frekvencia RF zosilňovača je až 80 GHz (v porovnaní s 15 GHz pre BT), ktorá
sa vysvetľuje vysokou mobilitou dopravcov v PTSh. Pri frekvenciách 0,3-30 GHz
zisk tranzistorových jednostupňových zosilňovačov je
asi 5 - 6 dB pri 3 - 4% šírky pásma operátora, šumová hodnota asi 6 dB
Je charakteristické, že režimy zhody šumu a výkonu RF zosilňovača pre PTSh
líšia v menšej miere ako v prípade BT. Štrukturálne tranzistory
sú vyrobené na báze bezolovnatého krištáľu, krištáľu s olovami, v
Obrázok: 3.13 Obvody mikrovlnného zosilňovača
podmienene tesné (nie pre všetky vonkajšie vplyvy) a úplne
zapečatené konštrukcie.
Ako zodpovedajúce obvody na vstupe a výstupe kaskády používajte
transformačné filtre vyrobené na segmentoch dlhých čiar v
vrátane pásikov, vlnovodov alebo sústredených prvkov (v
dlhovlnná časť rozsahu). Ak sa dohoda vykonáva v
široký frekvenčný rozsah, potom pokles zosilnenia fázy s
zvyšujúca sa frekvencia. Preto môžete vykonávať párovanie v hornej časti
hranice rozsahu a pri nižších frekvenciách dôjde k nesúladu
uplatňovať
frekvenčne závislé
zariadenia
prvky
disipatívne straty, ktoré sa zvyšujú s rastúcou frekvenciou. IN
vo výsledku je možné vyrovnať frekvenčnú odozvu Kp a získať malú
VSWR v širokom frekvenčnom rozsahu. Najväčšie použitie na mikrovlnných frekvenciách je
spínací obvod s OE (OI), ktorý umožňuje získať najväčší zisk a
najlepšie charakteristiky hluku.
Na obr. 3.13 a je zobrazený elektrický obvod nízkošumového zosilňovača
rozsah
centimeter
Štrukturálne
vykonané
zafírový substrát, na ktorý sa nanášajú tenkovrstvové rezistory,
tlmivky, kondenzátory a spojovacie prvky. Vyhovuje
transformačné reťazce sú vo forme segmentov pásových línií (na obr. 4.50
zatienené). Parametre zosilňovača sú nasledujúce: Cr. \u003d 25 dB, rozsah
zosilnené frekvencie 3,5-4,2 GHz, Ksh \u003d 5 dB, VSWR< 2, потребляемый ток 30
mA pri zdrojovom napätí 12V.
Vyvážené zosilňovače sa používajú aj na mikrovlnných frekvenciách, bloková schéma
ktorý je znázornený na obr. 3.13, b Ako vidíte, vstupný signál prechádza
smerový delič ide do dvoch rovnakých zosilňovacích stupňov,
a potom spočítané do smerovej sčítačky. Rezistory Rbal. sú
absorbovanie, ktoré zlepšuje zhodu a poskytuje malý VSWR pri
Zosilňovače rádiovej cesty
OTÁZKY NA SAMOSTATNÚ KONTROLU A OPAKOVANIE
požiadavky
sú prezentované
zosilňovače
rádiové signály
závislosť od oblasti ich použitia?
2. Vymenujte a porovnajte rôzne typy parametrov, ktoré sa zvyknú používať
opisy zosilňovacích zariadení v zosilňovači rádiových signálov.
3. Čo je podstatou metódy výskumu imitancie
stabilita zosilňovača rádiového signálu?
4. Aký je rozdiel medzi faktorom stability zosilnenia a ziskom?
obmedzujúce zosilnenie zosilňovača rádiových signálov?
5. Uveďte metódy boja proti generovaniu v zosilňovači rádiových signálov. V čom
6. Ako zvýšiť zisk zosilňovača rádiových signálov?
7. Nakreslite diagram rezonančného RF zosilňovača, uveďte účel všetkých prvkov.
8. Ako sa mení rezonančný zisk vo frekvenčnom rozsahu?
URCH? Ako vylúčiť vplyv nerovností jeho charakteristík na prácu
9. Aké sú výhody RF zosilňovača cascode?
Nakreslite
pásik
zosilňovače
rádiové frekvencie,
vymenovanie všetkých prvkov.
11. Aké sú závislosti hlavných charakteristík pásmového zosilňovača
vysoká frekvencia z počtu stupňov?
12. Prečo je možné potlačiť rušenie príjmu v aktívnych filtroch bez neho
pomocou indukčných komponentov?
13. Aké sú vlastnosti RC filtrov pri vysokých frekvenciách?
14. Porovnajte rôzne typy vysoko pásmových priepustných zosilňovačov.
frekvencie s vysoko efektívnymi selektívnymi obvodmi.
technické údaje
spotrebiče
„negatívny“ odpor?
16. Porovnajte vlastnosti vysokofrekvenčného zosilňovača rôznych vlnových rozsahov.
zosilňovač.
kvalita
rozdeľovač
sčítačka
používať rôzne zariadenia, napríklad slučkové mostíky (obr. 3.14)
rovnováha
zosilňovač
príznačne
zisk,
rozdiel
harmonizácia
moc
dynamický rozsah, ale jeho použitie si vyžaduje prijatie opatrení na
zabezpečenie totožnosti ramien zosilňovača.
