Усилитель радиочастот (УРЧ).

Схема УРЧ, где транзистор включен по схеме с ОЭ, приведена на рисунке 1.

Рис.1

Статическое состояние транзистора обеспечивается фиксацией напряжения база-эмиттер и используется эмиттерная стабилизация статического состояния.

Коллекторной нагрузкой транзистора является параллельный колебательный контур. Для приема сигналов от разных станций (обеспечение работы усилителя в диапазоне частот) в колебательный контур включен конденсатор переменный емкости С_настр, позволяющий изменять резонансную частоту колебательного контура.

В схеме используется неполное включение контура в коллекторную цепь: коллекторный ток транзистора протекает только через часть витков катушки индуктивности (полное включение обеспечивается соединением коллектора транзистора с точкой 1 колебательного контура, показанной на рис.1). Внешняя нагрузка усилителя (R_н) также неполностью включена в колебательный контур: емкостной делитель, образованный элементами С₁ и С₂ передает в нагрузку только часть всего напряжения, формирующегося на колебательном контуре.

Неполное включение колебательного контура в коллекторную цепь транзистора позволяет уменьшить шунтирование контура выходной проводимостью транзистора и сохранить его избирательные свойства, снизить влияние емкости коллектор-эмиттер на частоту настройки контура. Неполное включение уменьшает сопротивление переменному току в коллекторной цепи. Последнее бывает полезно, когда контур имеет очень высокую добротность и, следовательно, большое резонансное сопротивление, а коэффициент усиления напряжения в усилителе надо ограничить. Неполное включение нагрузки в контур снижает влияние ее параметров на колебательный контур. Количественно неполное включение характеризуется коэффициентами:

– коэффициент включения колебательного контура в коллекторную цепь,

– коэффициент включения нагрузки в контур,

Можно показать, что комплексный коэффициент усиления будет

Откуда видно, что АЧХ усилителя радиосигналов определяется частотными свойствами колебательного контура. График АЧХ УРЧ показан на рис.2.

Рис.2

Основными параметрами УРЧ считают:

- коэффициент усиления на резонансной частоте (частоте настройки),

- резонансное сопротивление колебательного контура;

– резонансная частота (частота настройки) усилителя;

- полоса пропускания усилителя;

- полоса мешания усилителя;

- коэффициент прямоугольности.

При работе в области высоких частот (единицы и более МГц) надо учитывать влияние на работу усилителя обратной проводимости транзистора (рис. 3).

Она приводит к паразитной коллекторно-базовой ОС, которая на высоких частотах из-за может стать положительной и привести к самовозбуждению усилителя. Из теории обратной связи известно, что самовозбуждение возможно, если при положительной ОС выполняется условие . Значит, для предотвращения самовозбуждения в УРЧ должно соблюдаться , т. е. коэффициент усиления напряжения УРЧ ограничен.

Рис. 3

Показано, что достаточный запас устойчивости обеспечивается при ограничении . Ограничение по величине коэффициента усиления напряжения является существенным недостатком УРЧ с общим эмиттером.

Устойчивую работу при большом усилении напряжения обеспечивает двухкаскадный усилитель, образованный каскадами ОЭ-ОБ, получивший название «каскод». Схема представлена на рис.4

Рис.4

Нагрузкой первого каскада, выполненного на транзисторе VT1, является очень маленькое входное сопротивление каскада с ОБ, выполненного на транзисторе VT2, поэтому первый каскад практически не усиливает напряжение. Для первого каскада , то есть, обратная связь за счет обратной проводимости транзистораY₁₂ в нем отсутствует. Во втором каскаде каскодного усилителя база транзистора по переменному току заземлена, поэтому в этом каскаде ОС тоже практически отсутствует.

Каскодный усилитель по своим параметрам эквивалентен одиночному каскаду с ОЭ при отсутствии ограничений на коэффициент усиления.

Дата добавления: 2015-07-15