5.7 Резонансные усилители

5.7.1 Усилители на невзаимных элементах

В усилителях радиосигналов применяются две схемы включения транзисторов: с общим эмиттером (ОЭ) и общей базой (ОБ) на биполярных транзисторах (БТ), с общим истоком (ОИ) и общим затвором (ОЗ) на полевых транзисторах (ПТ). Усилители с ОЭ (ОИ) в диапазонах метровых и более длинных волн дают наибольшее усиление мощности. Усилители с ОБ (ОЗ) отличаются бóльшей устойчивостью в сантиметровом и дециметровом диапазонах волн.

Рис. 5.1 – Резонансный усилитель

Схема усилителя на ПТ с ОИ ­– на рис. 5.1. Колебательный контур C_кL_к настраивается на частоту сигнала конденсатором C_к. Питание последовательное – через развязывающий фильтр C₃R₃. Емкость конденсатора C₃ в 50 … 100 раз превышает максимальную емкость конденсатора C_к, поэтому резонансная частота контура практически определяется только параметрами C_к и L_к. В схеме используется частичное включения контура к стоку транзистора для повышения устойчивости усилителя.

В каскадах на БТ частичное включение контура используется для уменьшения шунтирования контура входными и выходными сопротивлениями транзисторов ­– рис.5.2.

m, n – коэффициенты включения контура C1

Рис.5.2 – Резонансный усилитель с автотрансформаторной связью

На рис.5.2: m – коэффициент включения контура в коллекторную цепь;

n – коэффициент включения контура в базовую цепь

Трансформаторная связь контура с коллекторной цепью ­– рис.5.3.

Рис. 5.3 – Резонансный усилитель с трансформаторной связью

5.7.2 Анализ резонансного усилителя

Для малых сигналов транзистор можно представить линейным 4-хполюсником, описываемым системой уравнений

İ₁ = Y₁₁ + Y₁₂ ; İ₂ = Y₂₁ + Y₂₂ .

=

Рис. 5.4. Эквивалентная схема резонансного усилителя

Коэффициент усиления по напряжению

K( j) = – m n Y₁₁ / Y_Э = – m n Y₁₁ R_Э /(1 + j),

где  = – обобщенная расстройка; d_Э =G_Э – затухание контура; G_Э = 1 / R_Э = G_к + m²G₂₂ + n²G_н; Y_Э = G_Э(1 + j).

5.8.3 Внутренняя обратная связь в резонансном усилителе

	G12 – проводимость; C12 – проходная емкость GЭ2 – эквивалентная проводимость контура
Рис. 5.5. Внутренняя обратная связь: G12 – проводимость; C12 – проходная емкость

5.7.4 Повышение устойчивости резонансных усилителей

Рис. 5.13 – Каскодное соединение транзисторов

Рис. 5.5 – Трансформаторная связь

5.7.5 Шумы резонансных усилителей

Рис. 5.16. Эквивалентная схема источников шума

5.8 Усилители промежуточной частоты

Рис. 5.27 – Усилитель промежуточной частоты

5.9.1 Фильтры для трактов промежуточной частоты

Рис. 5. 29 – Усилитель промежуточной частоты

Рис. 5.30 – Полосовой фильтр

На рис.5.30 – полосовой фильтр. При аппроксимации Баттерворта: если C1 = C2 = C, то R2 = ; R1 = ; R3 = R2(4Q2 – 2KФ0).

Максимально реализуемая добротность фильтра по схеме на рис.5.30

Q = 0,5 ,

где K – коэффициент усиления ОУ по напряжению без обратной связи.

При проектировании фильтров выбирают Q  Q_max – для получения достаточной стабильности добротности Q.

Рис. 5.3 – Полосовой фильтр с мостом Вина в цепи обратной связи

Рис. 5.31. Полосовой фильтр с мостом Вина в цепи положительной ОС . Если C1 = C2 = C; R1 = R3 = R2 = R, то при заданных fпр и П0,7 необходимо обеспечить K = 5 – /Q; R = /пр C; при этом KФ0 = 5 Q / ; обычно Q = 10 … 15

Полосовой фильтр с мостом Вина в цепи положительной обратной связи  – на рис. 5.31. Круговая частота настройки фильтра _пр = 2f_пр; f_пр – промежуточная частота.

197