7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Усилители радиосигналов различных диапазонов

Усилители радиосигналов

Избирательные усилители

Избирательные усилители (ИУ) предназначены для получения основного усиления в приемном тракте до детектора, а также требуемой избирательности.

Различают усилители радиочастоты (УРЧ) или усилители радиосигналов (УРС), усиливающие колебания на частоте принимаемого сигнала и входящие в состав преселектора приемника, и усилители промежуточной частоты, усиливающие сигнал промежуточной частоты после преобразователя частоты.

УРС приемника должен выполнять три основные функции: снижать коэффициент шума приемника для повышения его чувствительности; усиливать полезный принимаемый сигнал; обеспечивать частотную избирательность [4].

Основные требования к УРС:

— получение усиления, достаточного для пренебрежения влиянием шумов последующего тракта;

— малый коэффициент шума, так как УРС вносит основной вклад в коэффициент шума РПрУ;

— высокая избирательность по побочным каналам приема (зеркальному каналу и т.д.). УРС обеспечивает предварительную частотную избирательность по соседнему каналу;

— малые искажения (линейные и нелинейные);

— устойчивость работы, т.е. постоянство основных параметров УРС при действии дестабилизирующих факторов и отсутствие склонности к самовозбуждению;

Для обеспечения избирательности в УРС, как правило, используются частотно-избирательные системы: одиночные или связанные контуры, а также полосовые фильтры. Как правило, частотно-избирательные системы УРС настроены в резонанс на частоту принимаемого сигнала, поэтому такие усилители принято называть резонансными.

Рассмотрим основные электрические характеристики УРС.

Резонансным коэффициентом усиления принято называть отношение амплитуды напряжения несущей частоты сигнала на выходе УРС к амплитуде напряжения несущей частоты сигнала на входе усилителя

при настройке нагрузочных контуров в резонанс на несущую частоту сигнала. При использовании в нагрузке усилителя полосовых фильтров резонансный коэффициент усиления определяется на средней частоте полосы пропускания.

Точно так же на рабочей частоте определяется коэффициент усиления по мощности, под которым понимают отношение мощности сигнала в нагрузке усилителя к мощности сигнала на входе

В первых усилительных каскадах РПрУ обычно стремятся получить как можно большее значение с тем, чтобы в соответствии с выражением

где — коэффициент усиления по мощности первого каскада,

снизить общий коэффициент шума РПрУ.

Коэффициент шумаопределяет шумовые свойства УРС. Чем он меньше, тем более слабые сигналы можно усиливать. Для повышения чувствительности РПрУ согласно

УРС следует применять в тех случаях, когда он позволяет снизить коэффициент шума приемника.

Если , то УРС будет снижать коэффициент шума приемника.

Избирательность усилителя (как и входного устройства) определяют по резонансной кривой. Она обычно характеризуется шириной полосы пропускания избирательного усилителя и величиной ослабления мешающего сигнала при заданной расстройке , т.е. иногда избирательность оценивается с помощью коэффициента прямоугольности формы резонансной кривой, под которым понимают отношения полосы пропускания усилителя на некотором уровне к полосе пропускания на уровне 0,707

Избирательные свойства УРС оцениваются характеристикой избирательности, представляющей собой отношение коэффициентов усиления на резонансной и несущей частотах

где — коэффициент усиления на текущей частоте.

Амплитудно-частотные искажения полностью определяются формой резонансной кривой УРС. В УРС большинства супергетеродинных РПрУ полоса пропускания оказывается много больше, чем полоса пропускания всего приемника, и частотные искажения сигнала оказываются незначительными. Это объясняется тем, что промежуточная частота выбирается значительно меньшей частоты приемного сигнала.

Фазо-частотные искажения являются следствием нелинейности фазовой характеристики УРС. В пределах полосы пропускания фазовая характеристика УРС с любым числом каскадов близка к прямой линии. Поэтому для сигналов, спектр частот которых находится в пределах полосы пропускания таких усилителей, фазо-частотные искажения незначительны и ними практически пренебрегают.

Нелинейные искажения усилителя определяются нелинейностью рабочего участка его амплитудной характеристики. Они тем меньше, чем меньше амплитуда сигнала и прямолинейней амплитудная характеристика. Амплитуды полезных сигналов на входе УРС обычно не превышают 0,01 В. Поэтому существенные нелинейные искажения могут возникнуть лишь при наличие на входе УРС полезных и мешающих сигналов от других станций с э.д.с., большей указанной величины.

Устойчивость работы усилителя определяется отсутствием склонности к самовозбуждению, которое возможно как за счет внутрикаскадных, так и за счет межкаскадных паразитных обратных связей.

Дата добавления: 2014-01-04 ; Просмотров: 2177 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Усилители радиосигналов. Принципы работы и схемы УРС. Избирательные свойства УРС

Страницы работы

Содержание работы

4. Усилители радиосигналов

4.1 определение, назначение, основные параметры и классификация УРС.

УРС– устройство, обеспечивающее усиление сигнала на принимаемой частоте и частотную избирательность по побочным каналам приема.

1. обеспечение такого усиления, чтобы с шумами последующих преобразовательных каналов можно было не считаться (особенно важно для диапазона СВЧ).

2. Обеспечение частотной избирательности по побочным каналам приема (особенно по З.К. и П.П.).

3. иметь как можно меньше К шума, так как УРС вносит основной вклад в коэф. шума.

1.Резонансный коэфф. Передачи (усиления по U, по P) (1).

2.Собственный Коэфф. Шума N.

3.Избирательность по побочным каналам приема d=(1)

4.Перекрытие заданного диапазона частот Кпд= (2)., где Фс мин, Фс макс – частоты, при которых УРС обеспечивает заданные параметры.

5.Динамический диапазон Д=(2)

6. Уровень искажений сигнала ( лин. част, лин фаз. и нелин.).

7.Устойчивость работы – обеспечение постоянства параметров УРС при действии дестабилизирующих факторов и отсутствие склонностик самовозбуждению.

Классификация УРС:

1. По числу каскадов а).однокаскадные, б).многокаскадные.

2. По виду и характерам нагрузочных цепей отдельных каскадов а).одно–или многоконтурные,б). перестраиваемые в диапазоне частот или с фиксированной настройкой, в). с резонансной или нерезонансной нагрузкой

3. По типу используемых усилительных приборов а). На невзаимных трехполюсных усилит. приб. (бип. Тр–ры, полев. Тр–ры, эл. Лампы), б).на 2–х полюсных Эпр с параметрическим управлением – параметрические усилители (осуществляют преобразование энергии вспомогат. Источника переменного напряжения. Которое управляет параметрами 2–хполюсника, в энергию усиленного сигнала), в). на 2–х полюсных Эпр с отрицательным сопротивлением – на туннельных диодах (осуществляют преобразование ист. Постоянного тока в энергию усиленного сигнала), г). на лампах бегущей волны (ЛБВ, мазеры и т.д.).

4. По числу усилительных приборов в каскаде и по способу их включения а).однотранзисторные (ОЭ, ОБ, ОИ, ОЗ), б). Каскодные (ОЭ–ОБ, ОИ–ОЗ), в). дифференциальный каскад и т.д.

5. По виду связи усилит. Прибора с нагрузкой и источником сигнала а).с трансформ. Связью, б). с автотрансформат, в). с емкостным делителем, г). с непосредственной связью.

6. По способу питания усилит. Прибора а).с последоват пит., б). с параллельным пит.

4.2 Принципы работы и схемы УРС

Обобщенная структурная схема УРС показана на рис.4.2

На примере однокаскадного УРС с автотрансформаторной связью рассмотрим основные элементы схемы

Здесь Rф – выбирается из заданного гашения лишнего напряжения, Urф=1..2В. Сф>= Cр>= Cp>=, где минимальн.– минимальная раб частота усилителя. Ссх–паразитная емкость монтажа., Rвх.с.к. – сопрот. Входа следующ. Каскада. (1)

Схема УРС с трансформаторной связью на входе и последовательным питанием

Схема УРС с трансформаторной связью на выходе

Остальные схемы аналогичны ранее приведенным или как ВЦ.

Одним из важнейших требований является обеспечение широкого динамического диапазона, чтобы исключить искажения сигнала.

От типа Упр ДД может быть получен такой.

4.2.Обобщенная эквивалентная схема УРС и его коэфф. Передачи

Обобщенная эквивалентная схема УРС с усилительным элементом с ОЭ и индуктивной связью с катушкой показана на рис. 4.7

Здесь Y1=Y*1+Y22,а Y*1– учитывает дополнительную проводимость в коллекторной цепи, g–собственная проводимость контура, Y2– проводимость нагрузки.

Читать еще:  Схема задней подвески на ВАЗ 2109

Данная схема справедлива для любого каскада с резонансным усилением – обобщенная схема.

Тогда К= , коэфф. Вкл. р1= и р2 = (1).

Если пересчитать проводимости к выходу усилительного элемента и с учетом, что Y– комплексная проводимость контура, тогда комплексный коэффициент предачи К= (3), где Yэ – эквивалентная проводимость контура

4.4 Резонансный коэффициент усиления и полоса пропускания УРС (на примере с ОЭ)

При резонансе все реактивности компенсируются. Тогда Yэ–>Gэ, а Gэ=(4). Дэ–эквивалентное затухание контура (нагруженного контура), РО– характеристическое сопротивление=WoL/

Тогда Ко= (5) – результирующий резонансный коэфф. Передачи УРС в схеме с ОЭ.

Проанализируем данное выражение Дэ – практически постоянно. А при перестройки С Ко растет. Тогда для сохранения равномерного Ко при переходе на новый диапазон нужно уменьшить L, но при этом Ко скачком изменится.

Полоса пропускания определится аналогично ВЦ.

4.5 Избирательные свойства УРС

Аналогично ВЦ избирательность УРС с одиночным контуром Д= (7).

Например избирательные свойства по зеркальному каналу Дзк=(7), где = (7) – обобщенная расстройка по ЗК.

ФЧХ одиночного контура ФИ=(8).

Особо необходимо остановиться на УРС с трансформаторной связью усилительного прибора с избирательным контуром.

Свых и Lсв образуют контур, имеющий собственную резонансную частоту fвых=(9), где Свых – сумма: межвитковая емкость, емкость монтажа, емкость коллектора.

Тогда Ко=(10). Коэфф. Включения р1=(11).

Возможно 3 режима работы:

1. Wвых принадлежит рабочему диапазону. Этот режим не используется, т.к. велика неравномерность Ко.

2. Режим укорочения Wвых>Wo. Тогда Ко при перестройке по диапазону растет. Режим большого укорочения Wвых>>Wо. Тогда Ко=(1). Здесь видим, что Ко пропорционален частоте.

3. Режим удлиннения Wвых 1, то приходится учитывать влияние проводимостей УП и следующего каскада на Ко.

Прямая проводимость УП в значит. Степени определяется режимом его работы по пост.току. а значит обеспечение стабильности рабочего тока – это главное в обеспечении устойчивости УРС.

Для стабилизации режима по пост. Току применяют:

1. ООС по току за счет Rэ, т.е. схема включения выглядит на рис.4.10.

Простые усилители высокой частоты (УВЧ) для приемников

Усилители высоких частот (УВЧ) применяются для увеличения чувствительности радиоприемных средств — радиоприемников, телевизоров, радиопередатчиков. Помещенные между приемной антенной и входом радио или телеприемника, подобные схемы УВЧ увеличивают сигнал, поступающий от антенны (антенные усилители).

Использование таких усилителей позволяет увеличить радиус уверенного радиоприема, в случае радиостанций (приемо-передающих устройств -приемопередатчиков) либо увеличить дальность работы, либо при сохранении той же дальности уменьшить мощность излучения радиопередатчика.

На рис.1 приведены примеры схем УВЧ, часто используемых для увеличения чувствительности радиосредств. Значения используемых элементов зависят от конкретных условий: от частот (нижней и верхней) радиодиапазона, от антенны, от параметров последующего каскада, от напряжения питания и т.д.

На рис.1 (а) приведена схема широкополосного УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ). В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц.

Необходимо напомнить, что в справочных данных на транзисторы приводятся предельные частотные параметры. Известно, что при оценке частотных возможностей транзистора для генератора, достаточно ориентироваться на предельное значение рабочей частоты, которое должно быть, как минимум, в два-три раза ниже предельной частоты, указанной в паспорте. Однако для ВЧ-усилителя, включенного по схеме ОЭ, предельную паспортную частоту уже необходимо уменьшать, как минимум, на порядок и более.

Рис.1. Примеры схем простых усилителей высокой частоты (УВЧ) на транзисторах.

Радиоэлементы для схемы на рис.1 (а):

  • R1=51к(для кремниевых транзисторов), R2=470, R3=100, R4=30-100;
  • С1=10-20, С2= 10-50, С3= 10-20, С4=500-Зн;
  • Т1 — кремниевые или германиевые ВЧ-транзисторы, например, КТ315, КТ3102, КТ368, КТ325, ГТ311 и т.д.

Значения конденсаторов приведены для частот УКВ-диапазона. Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.

Транзисторные каскады, как известно, включенные по схеме с общим эмиттером (ОЭ), обеспечивают сравнительно высокое усиление, но их частотные свойства относительно невысоки.

Транзисторные каскады, включенные по схеме с общей базой (ОБ), обладают меньшим усилением, чем транзисторные схемы с ОЭ, но их частотные свойства лучше. Это позволяет использовать те же транзисторы, что и в схемах с ОЭ, но на более высоких частотах.

На рис.1 (б) приведена схема широкополосного усилителя высокой частоты (УВЧ) на одном транзисторе, включенном по схеме с общей базой. В коллекторной цепи (нагрузка) включен LС-контур. В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц.

Радиоэлементы для схемы на рис.1 (б):

  • R1=1к, R2=10к. R3=15к, R4=51 (для напряжения питания ЗВ-5В). R4=500-3 к (для напряжения питания 6В-15В);
  • С1=10-20, С2= 10-20, С3=1н, С4=1н-3н;
  • Т1 — кремниевые или германиевые ВЧ-транзисторы, например. КТ315. КТ3102, КТ368, КТ325, ГТ311 и т.д.

Значения конденсаторов и контура приведены для частот УКВ-диапазона . Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.

Катушка L1 содержит 6-8 витков провода ПЭВ 0.51, латунные сердечники длиной 8 мм с резьбой М3, отвод от 1/3 части витков.

На рис.1 (в) приведена еще одна схема широкополосного УВЧ на одном транзисторе, включенном по схеме с общей базой. В коллекторной цепи включен ВЧ-дроссель. В зависимости от используемого транзистора данная схема может успешно применяться до частот в сотни мегагерц.

  • R1=1к, R2=33к, R3=20к, R4=2к (для напряжения питания 6В);
  • С1=1н, С2=1н, С3=10н, С4=10н-33н;
  • Т1 — кремниевые или германиевые ВЧ-транзисторы, например, КТ315, КТ3102, КТ368, КТ325, ГТ311 и т.д.

Значения конденсаторов и контура приведены для частот СВ-, КВ-диапазона. Для более высоких частот, например, для УКВ-диапазона, значения емкостей должны быть уменьшены. В этом случае могут быть использованы дроссели Д01.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д.

Катушки L1 — дроссели, для СВ-диапазона это могут быть катушки на кольцах 600НН-8-К7х4х2, 300 витков провода ПЭЛ 0,1.

Большее значение коэффициента усиления может быть получено за счет применения многотранзисторных схем. Это могут быть различные схемы, например, выполненные на основе каскодного усилителя ОК-ОБ на транзисторах разной структуры с последовательным питанием. Один из вариантов такой схемы УВЧ приведен на рис.1 (г).

Данная схема УВЧ обладает значительным усилением (десятки и даже сотни раз), однако каскодные усилители не могут обеспечить значительное усиление на высоких частотах. Такие схемы, как правило, применяются на частотах ДВ- и СВ-диапазона. Однако при использовании транзисторов сверхвысокой частоты и тщательном исполнении такие схемы могут успешно применяться до частот в десятки мегагерц.

  • R1=33к, R2=33к, R3=39к, R4=1к, R5=91, R6=2,2к;
  • С1=10н, С2=100, С3=10н, С4=10н-33н. С5=10н;
  • Т1 -ГТ311, КТ315, КТ3102, КТ368, КТ325 и т.д.
  • Т2 -ГТ313, КТ361, КТ3107 и т.д.

Значения конденсаторов и контура приведены для частот СВ-диапазона. Для более высоких частот, например, для КВ-диапазона, значения емкостей и инду ктивность контура (число витков) должны быть соответствующим образом уменьшены.

Конденсаторы типа КЛС, КМ, КД и т.д. Катушка L1 — для СВ-диапазона содержит 150 витков провода ПЭЛШО 0.1 на каркасах 7 мм, подстроечники М600НН-3-СС2,8х12.

При настройке схемы на рис.1 (г) необходимо подобрать резисторы R1, R3 так, чтобы напряжения между эмиттерами и коллекторами транзисторов стали одинаковыми и составили 3В при напряжении питания схемы 9 В.

Использование транзисторных УВЧ позволяет усиливать радиосигналы. поступающие от антенн, в теледиапазонах — метровые и дециметровые волны. При этом наиболее часто применяются схемы антенных усилителей, построенные на основе схемы 1(а).

Читать еще:  Замена воздушного фильтра Шкода А7

Пример схемы антенного усилителя для диапазона частот 150-210 МГц приведена на рис.2 (а).

Рис.2.2. Схема антенного усилителя МВ-диапазона.

  • R1=47к, R2=470, R3= 110, R4=47к, R5=470, R6= 110. R7=47к, R8=470, R9=110, R10=75;
  • С1=15, С2= 1н, С3=15, С4=22, С5=15, С6=22, С7=15, С8=22;
  • Т1,Т2,ТЗ — 1Т311(Д,Л), ГТ311Д, ГТ341 или аналогичные.

Конденсаторы типа КМ, КД и т.д. Полосу частот данного антенного усилителя можно расширить в области низких частот соответствующим увеличением емкостей, входящих в состав схемы.

Радиоэлементы для варианта антенного усилителя для диапазона 50-210 МГц:

  • R1=47к, R2=470, R3= 110, R4=47к, R5=470, R6= 110. R7=47к, R8=470. R9=110, R10=75;
  • С 1=47, С2= 1н, С3=47, С4=68, С5=47, С6=68, С7=47, С8=68;
  • Т1,Т2,ТЗ — ГТ311А, ГТ341 или аналогичные.

Конденсаторы типа КМ, КД и т.д. При повторении данного устройства необходимо соблюдать все требования. предъявляемые к монтажу ВЧ-конструкций: минимальные длины соединяющих проводников, экранирование и т.д.

Антенный усилитель, предназначенный для использования в диапазонах телевизионных сигналов (и более высоких частот) может перегружаться сигналами мощных СВ-, КВ-, УКВ-радиостанций. Поэтому широкая полоса частот может быть неоптимальной, т.к. это может мешать нормальной работе усилителя. Особенно это сказывается в нижней области рабочего диапазона усилителя.

Для схемы приведенного антенного усилителя это может быть существенно, т.к. крутизна спада усиления в нижней части диапазона сравнительно низка.

Повысить крутизну амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) данного антенного усилителя можно применением фильтра верхних частот 3-го порядка. Для этого на входе указанного усилителя можно применить дополнительную LС-цепь.

Схема подключения дополнительного LС-фильтра верхних частот к антенному усилителю приведена на рис. 2 (б).

Параметры дополнительного фильтра (ориентировочные):

  • С=5-10;
  • L — 3-5 витков ПЭВ-2 0,6. диаметр намотки 4 мм.

Настройку полосы частот и формы АЧХ целесообразно проводить с помощью соответствующих измерительных приборов (генератор качающейся частоты и т.д ). Форму АЧХ можно регулировать изменением величин емкостей С, С1, изменением шага между витками L1 и числа витков.

Используя описанные схемотехнические решения и современные высокочастотные транзисторы (сверхвысокочастотные транзисторы — СВЧ-транзисторы) можно построить антенный усилитель ДМВ-диапазона Этот усилитель можно использовать как с У КВ-радиоприемником, например, входящим в состав УКВ-радиостанции, или совместно с телевизором.

На рис.3 приведена схема антенного усилителя ДМВ-диапазона.

Рис.3. Схема антенного усилителя ДМВ-диапазона и схема подключения.

Основные параметры усилителя ДМВ диапазона:

  • Полоса частот 470-790 МГц,
  • Усиление — 30 дБ,
  • Коэффициент шума -3 дБ,
  • Входное и выходное сопротивления — 75 Ом,
  • Ток потребления — 12 мА.

Одной из особенностей данной схемы является подача напряжения питания на схему антенного усилителя по выходному кабелю, по которому осуществляется подача выходного сигнала от антенного усилителя к приемнику радиосигнала — УКВ-радиоприемника, например, приемника УКВ-радиостанции или телевизора.

Антенный усилитель представляет собой два транзисторных каскада, включенных по схеме с общим эмиттером. На входе антенного усилителя предусмотрен фильтр верхних частот 3-го порядка, ограничивающий диапазон рабочих частот снизу. Это увеличивает помехозащищенность антенного усилителя.

  • R1 = 150к, R2=1 к, R3=75к, R4=680;
  • С1=3.3, С10=10, С3=100, С4=6800, С5=100;
  • Т1,Т2 — КТ3101А-2, КТ3115А-2, КТ3132А-2.
  • Конденсаторы С1,С2 типа КД-1, остальные — КМ-5 или К10-17в.
  • L1 — ПЭВ-2 0,8 мм, 2,5 витка, диаметр намотки 4 мм.
  • L2 — ВЧ-дроссель, 25 мкГн.

На рис.3 (б) приведена схема подключения антенного усилителя к антенному гнезду ТВ-приемника (к селектору ДМВ-диапазона) и к дистанционному источнику питания 12 В. При этом, как видно из схемы, питание на схему подается через коаксиальный кабель, используемый и для передачи усиленного ДМВ-радиосигнала от антенного усилителя к приемнику — УКВ-радиоприемнику или к телевизору.

Радиоэлементы подключения, рис.3 (б):

Монтаж выполнен на двустороннем стеклотекстолите СФ-2 навесным способом, длина проводников и площадь контактных площадок — минимальные, необходимо предусмотреть тщательное экранирование устройства.

Налаживание усилителя сводится к установке токов коллекторов транзисторов и регулируются при помощи R1 и RЗ, Т1 — 3.5 мА, Т2 — 8 мА; форму АЧХ можно регулировать подбором С2 в пределах 3-10 пФ и изменением шага между витками L1.

Литература: Рудомедов Е.А., Рудометов В.Е — Электроника и шпионские страсти-3.

Усилители радиосигналов различных диапазонов

Усиление сигналов в приемнике может происходить до преобразователя частоты, т.е. на принимаемой частоте, и после преобразователя — на промежуточной частоте. Усиление на частоте принимаемого сигнала осуществляется с помощью УРЧ. Кроме усиления должна обеспечиваться и частотная избирательность. Для этого усилители содержат резонансные нагрузки или частотно-избирательные элементы межкаскадной связи. Диапазонные УРЧ должны иметь контуры с переменной настройкой. Они чаще всего выполняются одноконтурными. В диапазонах умеренно высоких частот АЭ усилителя служат полевые или биполярные транзисторы в дискретном или интегральном исполнении. Первые каскады приемников рекомендуют выполнять на ПТ, так как при этом реализуются их преимущества: малый коэффициент шума, большое входное сопротивление, высокая линейность усиления. В УПЧ предпочтение отдается БТ вследствие обеспечения ими более высокого коэффициента усиления. На СВЧ помимо транзисторных могут применяться также ППУ и туннельные усилители.

К основным параметрам резонансных усилителей относятся коэффициент усиления, избирательность, коэффициент шума, искажения сигнала и устойчивость, т.е. способность усилителя сохранять в процессе эксплуатации основные свойства и характеристики.

Усилитель радиосигнала (УРС) в современном приемнике служит для:

) уменьшения коэффициента шума приемника с целью достижения требуемой чувствительности;

) обеспечения вместе с ВЦ заданной избирательности в радиотракте;

) усиления радиосигнала до уровня, обеспечивающего хорошую работу детектора в приемнике прямого усиления. Если от приемника не требуются высокая чувствительность и хорошая избирательность в радиотракте, то УРС можно не применять, так как он достаточно сложен в изготовлении, имеет высокую стоимость и большие размеры.

В приемниках с переменной настройкой УРС, как правило, состоит из каскадов по одному колебательному контуру, настраиваемому на несущую частоту принимаемого сигнала. Применение более сложных избирательных систем (связанных колебательных контуров) в УРС с переменной настройкой обычно бывает нецелесообразным, так как они значительно увеличивают габариты и стоимость приемника. Однако в приемниках с фиксированной настройкой сложные избирательные системы находят применение. Усилители радиосигналов можно классифицировать по следующим признакам. В зависимости от типа усилительного прибора они могут быть: транзисторными, ламповыми, с параметрическими или туннельными диодами и т. п. По диапазонным свойствам УРС разделяются на усилители с переменной и постоянной настройкой. Кроме того, они могут быть однокаскадными и многокаскадными. В современных радиовещательных и радиолюбительских приемниках чаще всего в качестве УРС применяют однокаскадные резонансные усилители.

Еще статьи по теме

Разработка автоматизированного рабочего места оператора обработки информации радиотехнических систем
Автоматизированное рабочее место — индивидуальный комплекс технических и программных средств, предназначенный для обработки и отображения информации. Автоматизированное рабочее место обеспечивает оператора всеми средствами, н .

Разработка печатного узла электронной схемы усилителя
Проектирование современной радиоэлектронной аппаратуры невозможно без применения средств автоматизированного проектирования. Для проектирования узлов печатных плат (ПП) широкое распространение получила система Р-CAD, д .

Усилители радиосигналов различных диапазонов

С помощью этих устройств за счет энергии источников литания усиливается напряжение, ток или мощность электрических колебаний. Наибольшее распространение в технике связи получили усилители высоких и низких частот, собранные на электронных лампах и полупроводниковых приборах (транзисторах).

Типы усилителей. По характеру нагрузки в цепи анода различают усилители, собранные на резисторах и конденсаторах, с трансформаторной связью, резонансные и полосовые.

Читать еще:  Задний фонарь в авто

Рис. 12. Ламповый (а) и транзисторный (б) усилители па резисторах

Простейшим усилителем напряжения является усилитель, собранный на резисторах и конденсаторах (рис. 12, а). В цепь управляющей сетки пентода включен конденсатор связи (он же разделительный) Ср, который служит для связи предыдущего устройства с каскадом усиления по высокой частоте и предотвращает попадание постоянной составляющей анодного напряжения на управляющую сетку. Конденсатор связи совместно с межэлектронной емкостью лампы Сск (сетка-катод) определяет частотную характеристику усилителя. Резистор Rg носит название резистора утечки, через него с управляющей сетки на «землю» отводятся электроны, которые за счет электронного потока создают потенциал, мешающий работе лампы. На этом резисторе, благодаря сеточному току, возникает автоматическое напряжение смещения. Кроме того, на нем же создается разность потенциалов за счет тока полезного сигнала, которая управляет электронным потоком лампы. Для сглаживания пульсаций напряжения смещения параллельно резистору Rg включается блокировочный конденсатор.

Рис. 13. График (а) и схемы фиксации рабочей точки транзистора: б — током базы; в — с помощью делителя напряжения

В цепь катода включен резистор Rк, на котором возникает падение напряжения. Параллельно резистору Rк включен конденсатор Ск, выполняющий роль развязывающего элемента по переменной составляющей анодного тока. Для переменного тока конденсатор Ск представляет незначительное сопротивление, поэтому на изменение напряжения смещения эти колебания существенного влияния оказывать не будут. Напряжение смещения выбирается из условия прохождения по резистору Rк постоянной составляющей катодного тока при заданном режиме работы усилителя и при отсутствии на управляющей сетке напряжения сигнала.

Автоматическое напряжение смещения на управляющей сетке может быть создано за счет падения напряжения на резисторе, включенном в цепь катода прямого накала. В цепи накалов ламп усилителей высокой частоты во многих случаях включают индуктивности, являющиеся одновременно и элементами фильтра и резисторами для создания напряжения смещения.

В цепь экранной сетки включен гасящий резистор Rэ и блокировочный (он же разделительный и развязывающий) конденсатор Сэ. Через гасящий резистор подается напряжение на экранную сетку от общего источника анодного напряжения.

Через конденсатор Сэ отводится переменная составляющая тока экранной сетки на «землю».

Напряжение на экранную сетку обычно подается через делитель напряжения от общего источника анодного напряжения. Несмотря на то что подача напряжения на экранную сетку через делитель более качественна, чем через гасящий резистор, она приводит к большей потере энергии источника и в переносных радиостанциях почти не применяется.

В цепь анода усилителя включается резистор нагрузки, на котором происходит падение напряжения в зависимости от действия управляющего напряжения на входе усилителя.

Для получения больших амплитуд переменной составляющей анодного тока желательно было бы выбирать Rа
больших номиналов, но это приводит к уменьшению анодного тока лампы, поэтому практически величина Rа выбирается в пределах 5—20 кОм.

Благодаря простоте наибольшее распространение получили усилители напряжения типа RС, собранные на пентодах. Схемы RC на транзисторах аналогичны схемам ламповых усилителей. Отличие лишь в том, что в транзисторных схемах требуется фиксация и температурная стабилизация точки покоя, а управление работой усилителя производится током, а не напряжением.

Точка покоя определяется величиной тока базы при входном напряжении UBx = 0. Величина этого тока зависит от разности потенциалов между базой и эмиттером. Точка «А» на линии нагрузки (рис. 13, а), определяющая величину тока в выходной цепи (коллектора) и соответствующая току покоя базы при заданных напряжениях Uбэ и Uкэ, называется рабочей точкой.

Заданное напряжение рабочей точки на линии нагрузки устанавливается подбором величины сопротивления резистора базы или делителем напряжения, включенным в цепь базы.

Температурная нестабильность параметров транзисторов приводит к изменению тока покоя базы, к изменению положения рабочей точки на линии нагрузки, а следовательно, и к неустойчивости работы схемы усилителя. Для повышения этой устойчивости применяются термостабилизация я термокомпенсация режимов транзисторных схем.

Термостабилизация (рис. 14) предусматривает наличие отрицательной обратной связи по Постоянному току или напряжению, которая вызывает обратные изменения выходного параметра по сравнению с изменениями, вызванными температурными колебаниями. При термокомпенсации во входную цепь транзисторного усилителя включается термоэлемент, имеющий равный по величине и противоположный по знаку с входным устройством усилителя температурный коэффициент сопротивления.

Эти способы позволяют ослабить или скомпенсировать в определенных пределах температурную нестабильность транзисторных схем.

Широкое применение находит одна из схем транзисторного усилителя RC (см. рис. 12,6). Усилитель собран на двух транзисторах Т1 и Т2. Связь между каскадами осуществляется через конденсатор Ссв. Фиксация точки покоя производится в первом каскаде усиления резистором R1, во втором — делителем R4R5. Температурная стабилизация осуществляется применением обратной связи по постоянному току в цепях R3C2 и R7C4.

Ламповые и транзисторные усилители типа RC находят применение в модулирующих каскадах радиопередатчиков и схемах предварительного усиления трактов низкой частоты радиоприемников. Эти усилители работают в режиме класса А.

Если в усилителе RC вместо Rа, являющегося нагрузкой в цепи анода, включить резонансный контур, трансформатор или полосовый контур, то усилитель получит название резонансного, трансформаторного или полосового.

Рис. 14. Схема температурной стабилизации с помощью отрицательной обратной связи по постоянной составляющей тока эмиттера

Выходные усилители напряжения и мощности. Для
усиления колебаний возбудителя до величин, способных выделить на нагрузке выходного каскада достаточную мощность, обеспечивающую заданную дальность радиосвязи, применяются усилители напряжения и мощности. В большинстве случаев усиление высокочастотного сигнала производится в нескольких ступенях предварительных и оконечных усилителей. В радиостанциях малой мощности, как правило, имеется по одному каскаду предварительного и оконечного усиления мощности. По характеру нагрузки в анодной цепи усилители мощности являются резонансными усилителями.

В выходном усилителе мощности (рис. 15, а) производится также и амплитудная модуляция высокочастотного сигнала с использованием пентодной сетки, на которую подается модулирующее напряжение. Лампа усилителя используется и для манипуляции незатухающих колебаний в сеточной цепи. Для этой цели при работе радиостанции в режиме телеграфия» на управляющую сетку лампы подается значительное отрицательное напряженно ( — 275 В). К сетке подключен телеграфный ключ К. Когда ключ разомкнут, напряжение —275 В запирает лампу, и излучения не будет. Как только произойдет нажатие ключа, отрицательное напряжение замыкается на «землю», лампа отпирается и ее электронный поток управляется напряжением высокочастотных колебаний. Происходит излучение электромагнитных колебаний. Нагрузкой в цепи усилителей являются резонансные контуры.

Антенна — полезный потребитель мощности выходного каскада передатчика. По способу передачи энергии от усилителя в антенну различают простые и сложные схемы усилителей мощности. Если антенна включается непосредственно в анодную цепь, то схема называется простой; при использовании промежуточных контуров — сложной.

Для работы передатчиков на симметричные антенны применяются двухтактные выходные каскады (рис. 15, г). Можно считать, что такой каскад состоит из двух отдельных усилителей, собранных на лампах Л1 и Л2, имеющих общую нагрузку. В результате на нагрузке выделяемся удвоенная мощность. Двухтактные усилители могут работать в режимах усиления А, В, AB1, В1 При работе в режимах А и AB1 можно применять автоматическое смещение на управляющих сетках ламп. В режимах B и B1 для подачи смещения на управляющую сетку требуется отдельный источник питания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector