Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986) (1095355), страница 15
Текст из файла (страница 15)
В 40-е гг. в ламповых усилителях было наиболее распространено соединение «общий катод — общая сетка> (ОК вЂ” ОС). Такой усилитель получил название каскодного. После перехода к применению транзисторов каскодными стали называть любые усилители, у которых отсутствуют частотно-зависимые связи между каскадно включенными транзисторами. Для анализа такое соединение удобно рассматривать как один каскад, у которого оба усилительных прибора замещаются некоторым эквивалентным четырехполюсником (рис. 3,!6) с эквивалентными параметрами Ужо=) и — ) и 1 ш/()гг+Уп); )гам 1 гг 1 г! 1 !г/(1 гг+1 и) 1 мо )' ю 1 м/(1 го+ 1 и); Ух = — )/!г 1"!г/Фаз+У!!).
(3.56) С учетом этих соотношений остаются справедливыми расчетные формулы (3.15), (3.16), (3.19) и (3.22). В усилителях на биполярных транзнсторрх наиболее распространены варианты соединения «общнй эмиттер — общий эмиттер» (ОЭ вЂ” ОЭ) и «общий эмнттер — общая база» (ОЭ вЂ” ОБ). Усилитель вида ОЭ вЂ” ОЭ используют на частотах /о(! ...
2 М('ц, например, в УПЧ радиовещательных приемников. Усилитель ОЭ вЂ” ОБ применяют на более высоких частотах, в частности в декаметровом и метровом диапазонах, а также в широкополосной аппаратуре. В усилителях на полевых транзисторах хорошими показателями обладает усилитель по схеме «общий исток — общий зат- вор» (ОИ вЂ” ОЗ); используется также соединение «общий исток— общая база» (ОИ вЂ” ОБ). ~каскадные усилители позволяют получить высокое устойчивое усиление без нейтрализации. Из (Здб) можно определить параметр Аг,=)уо«о(/)уыо( каскодных усилителей; в частности, у усилителя ОЭ вЂ” ОЭ с одинаковыми транзисторами А„,=(Р„Р/)Р«о!'! дия случая ОЭ вЂ” ОБ Аго=) Рз«('/!Р«о(Р«о+Роз)1, что с)шественпо большс, чем для усилителя с общим эмнттером. Устой гивый коэффициент усиления определяется выражением (3.47) с учетом нового значения Аго.
На рнс. 3.17 приведена схема каскодцого усилителя ОЭ вЂ” ОБ с послндонатеяьным питанием транзисторов. Широко применяют каскодные усилюели в интегральном исполнении. 3.7. РЕЗОНАНСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ч Рассмотрим зависимость резонансного коэффициента усиления от частоты в уснаителях, схемы которых показаны па,рнс. 3.! — З.З. В усилителях иа полевых транзисторак затуха«ше, вносимое в контур из-за шунтирования контура усилительными приборами, обычно ие превышает значения, допустимого по условию получения заданной сеаективностн.
Частичное подключение контура иеобходммо лшць для выполнения условия устойчивости (3.53). Коэффициент включения гп в уоиаителе с автотрансформаторной связью выбг!рают в соответствии с (3.55). Дли усилителя типа пересграииаемого переменным коодвпсатором (рис, 3.!) согласно (3.16) при и='1 зависимость коэффипиеята усяления от частоты имеет вид К = т ))«ого! /1~ = тбюо/тба. (3.57) Поскольку пракяи «вски выполнюотся условия ) Ро~ (=-Я=-сопз! и Яо=-сопя(, Ко возрастает с повышением частоты.
В случае биполярных транзисторов в усилителях часто пржиеияют двойную автотрапсформаторпую связь (рис. 3 2). Зависимость коэффициента усиления от частоты здесь сложнее, чнм (3.57). Из (Здб) с учетом (3.3) тпо)«о тпЯ юо Р.иб (3.58) «««-«««"«г Г ~«-~ паьр ' где (3.59) «го — 1Яо — г/к+ пг ыо !ибоя+ и юо /кби В эгон случае т и п от частоты не зависят: Рис.
3.17 Рис. 3.!б 72 т=(1.,+ Мг)/Еи, п=(5о+Мо)/5и, где М,— взанмонндуктнвность между й«и остальной частью катушки контура 5,; М,— зззимоиндуктижюсть между 5о и остальной частью катушки /ю От «эстеты зависят уо,,и Оо. Если юо«»ыоо, то крутизна практически постотиа. о«о ' Добротность контура с ростом частоты уменьшается из.за вносимых затуханий со сгоро««ы выхода каскада (т'рб„) и са сторояы нагрузки (п'рбо). При слабой сннзн контура с усилительными приборамн добротность уменьшается ие 73 ысв = 1/ зг//-свСвых. (3 66) На основании теоремы об эквивалентном генераторе схема на рис. 3.18а преобразуетсл к виду, показавноссу на рис.
3.18,б, где ЭДС Е, находится как напряжение холостого хода между точками 77 на рис. 3.18,а: )'„ис Уми, с = (З.г>1) 6ээ+ ) ыСаых ! сеСаых Здесь и далее будем пренебрегать проводимостью 6ээ, поскольку 6„«соС,„э. Ток в катушке !,„с учетом (3.61) и (3.60) /са Еэ — э! ! (3.62) ! ы !.св+ 1/! ы Свых 1 — (ы/ысэ)э В данном случае емкость контура С=С„+л'С„+С, В контуре наводится ЭДС Еэ=!РвМ/ээ, Напряжение на контуре Еэ, С при резоссасюе с учетом (3.69) (/э = ! Еэа) СЗэ = (/са! озэ М(сзэ = ! г эсэ ! 6сМссэ ! ! Впэ/ысв) ! Отсюда /сэ — 6аых пбэ и (~ эы)(М/(н) 6э и, (! („,/„„)э! Соотношение (3.63) совпадает с (3.16), если обозначить (3.63) М/й„ сл (соэ) ! ! — (ыэ/ыс )э! В зависимости от ы,/соэ, возможны разливные режимы усилителя.
При «Р„» »ыэ„как видно из (3.64), т=М/!э, Зависимость резонансного коэффициента л/ ьбьсх очень быстро и /(, возрастает, но медленнее, чем в (3.57). Полоса нролускания с ростом частоты распиряется: /)о т = /ас( = /э (с( + гл ыэ 5н6ээ + н' ыэ 8„6„) . Усилитель с трансформаторной связью контура (рис ЗЗ) также широко используетси в транзисторных приемниках. Энвмвалентссая схема его показана на рис. 3.18 а. Уссслителысый злечент представим генератором тока Уыбс с пьсходной проводимостью 6э, и емкостью С ч*, которая включает кроме С„емхость монтажа цепи выхода и емкость катунски связи сэ . Резонансная уг.совая частота контура 'онязи Рнс.
3,!9 усиления от частоты тахая же, как прп двойном автатрансформаторном включос гни: К вЂ” л(М/Е ) (!' ) /7, (3.65) т. е. К, возрастает с увеличшгием частоты, Пан ыээ э « ыээ г М ысв К. =. — )Уэ„! /7,— (3.66) э Е зсэ э г о Отсюда при ) уэ„(=5=сапа! и с2э=сопз! г лМЕоэ оса сопз! (3.67) Кэ ыэ юэ Гели учесть изменессие ) Уэ„) в зависимости от частоты, то (3.66) принимает вид пМЕС2аысэ (3.68) Кэ —— ы, %'!+(ы /ыл)' где СЗ, определяется формулой (3.59). В усилителях на биполярных транзисторах представляет интерес виутриемкостная связь косстура со входом следующего каскада, аналогичная используемой во входной цепи по схеме иа рис.
2.16, Ее.достоинством является сохранение высокой селектнвности контура иа верклем конце диапазона благодаря уменьшению л, а следовательно, и ослабленшо шуптирусощего влияния входной проводимости с увеличением частоты На рис, 3.19 приведен вариант схемы усилителя с комбинированной внутрисмкостной (Сээ) и трансформаторной (б„с) связью контура со входом следующего каскада. Такой вид связи поэзо. ляет обеспечить погтоииство или даже некоторое увеличение добротности с росток частоты. При ы„)соэ К, в диапазоне изменяется мало. с ~з 6 (Ъьск ьк бых г с() Рис.
ЗЛ8 3.8. КОЭФФИЦИЕНТ ШУМА РЕЗОНАНСНОГО УСИЛИТЕЛЯ С ВХОДНОИ" ЦЕПЬЮ Типичная схема части приесиного тракта в упрощенном виде дана на рис. 3.20. Источник сигнала с комплексной проводимостью У,=(/.+)В„и вход усилительного каскада подключены к резо 75 2 ш.в Рнс. 3.20 Рнс. 3.21 (3,71) Согласно определению коэффициент шума д 72 Ш= ' =1+ г г )ш.в 7ш.в (3.73) После подстановки в (3.73) формул (3.69) (3.71), (1.11) получим Ш=1+ '+(в,— "+ — "' (6„+6;+6,„) (3.74) Найдем оптимальное значение 6'и, которому соответствует минимум коэффициента шума, для чего решим уравнение ЫШ(с(б'и=0 относительно 6'н. В результате получим (6 1 6 ) 1/1 1 02+ гвх 0вх (3.? 5) )сш ( ос+ овх) 76 нансному контуру с коэффициентами включения т=У„(У и и= Ув(У. Определим коэффициент шума входной цепи совместно с первым каскадом приемника.
Для этого составим эквивалентную шумовую схему (рис. 3.21) в соответствии с рекомендациями, приведенными в 9 1.7: Поскольку контуры настраиваются на частоту сигнала, на рис. 3,2! показаны только активные проводимости. Тепловые шумы источника сигнала и контура представлены генераторами токов, пересчитанных ко входным полюсам усилительного прибора (точки ! !); ~.'.= Ъ Вохар., (3.69) !.',„= 'Р' 4йтП6,' (3.70) Здесь 6'в — — (т'(и') 6„, 6'о=ба!и' — проводимости источника сигпала и контура, пересчитанные к точкам ! — !.
Шумы усилительного прибора представлены генератором шумового тока (ш„(1.11) и шумового напряжения У (1.10). Напряжению шумов У соответствует ток 1 -р О = ратай (о„, о,.~.о.,) где ба= бв+ ба+ бвх = (т би+бо+и бвх)(п . (3.72) По))1ставляя (3.75) в (3.74), найдем минимальный коэффициент шу а ,„=!+2)7 (6'+бв„+6„',„,) (3.76) Из (3.75), учитывая 6'.,„,=т',„„6„(п', можно определить коэффициент включения, при котором коэффициент шума минимален: т „. ш = т, .в/1+ в("+ вх (3.7?) дш (02(п+ 0вх) где 0~+ швх 3 рр в+ (3.78)' — коэффициент включения, обеспечивающий согласование источника сигнала с первым каскадом приемника. Зависимость коэффициента шума (3.76) от т показана на рис.
3.22. Для наглядности здесь же построена зависимость резонансного коэффициента передачи входного контура Ко от т, Из рисунка видно, что т )тш Это различие имеет место при малых собственных шумах усилительного прибора, когда шумы обусловлены в основном источником сигнала и входной цепью. Оно объясняется быстрым ростом вносимого в колебательный контур сопротивления источника сигнала при увеличении т, в результате чего собственный тепловой шум колебательного контура уменьшается по сравнению с тепловым шумом источника. При больших шумах усилительного прибора минимум коэффициента шума ОбЕСПЕЧИВаЕтСЯ В РсжнМЕ СОГЛаСОВаПИЯ (Пгввтв, тв).
Рассогласование на входе приемника может оказаться нежелательным при работе с настроенными антеннами вследствие появления фидерпого эха. Обычно при работе с настроенными антеннами антенну согласу)от с филером, а фидер со входом приемника, что обеспечивает режим бегущей волны. Условие согласования определяется соотношением бв о+ бвх' (3.79) При этом т и и соответствуют (2.31) и (2.32). Коэффициент шума в .режиме согтасовапня найдем, подстановкой (3.79) в (3.74): Шс=2+," ((вх — 1)+4)?ш(бо+бвх). (3.80) шс + швх 7ср Дг )с а В усилителях на полевых транзисторах (г,хвв =1, и=1, 6„<(бо) из (3.80) Ш, = 2+ 4 )х'~ бо.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
