27. Усилители с трансформаторной связью контура и транзистора

В транзисторных приемниках широко используется УРЧ с трансформаторным включением контура в коллекторную цепь транзис­тора. Принципиальная (а) и эквивалентная (б) схемы УРЧ с транс­форматорной связью контура с активным элементом показаны на рис. 6.6. На эквивалентной схеме каскада (см. рис. 6.6, а)

видно, что активный элемент представлен генератором тока

С выходной проводимостью G₂₂ и емкостью С_22. Резонансная круговая частота коллекторного контура связи :

Где емкость схемы С_сх включает в себя емкость монтажа С_м , собственную емкость С_Lсв катушки связи L_{св АЭ} и при необходимости емкость дополнительного конденсатора С_доп. Поскольку обычно G_{22 ,} то проводимостью можно пренебречь.

В сигнальном контуре наводиться электродвижущая сила

При резонансе напряжение на контуре:

Резонансный коэффициент усиления

Формулу 6.12 можно привести к выражению (6.3), если принять

В зависимости от соотношения возможны различные режимы работы усилителя. При зависимость резонансного коэф-та усиления линейно возрастает с увеличением частоты. При резонансный коэффициент усиления уменьшается с ростом частоты.

Повысить равномерность усиления в поддиапазоне можно ,применяя трансформаторно-емкостную связь контура с выходом активного элемента.

28. Шумовые параметры преселектора.

Преселектор представляет собой предварительный усилитель ВЧ с умножителем добротности. Применение малошумящих транзисторов позволяет улучшить шумовые характеристики радиоприемника, на входе которого установлен данный преселектор и его избирательность за счет значительного сужения полосы пропускания умножителем добротности. Каждый, кто наблюдал работу приемника с данным преселектором, тут же решает сделать себе такое устройство. Особенно рекомендую преселектор владельцам ламповых приемников типа Р-250, UW3DI и других.

Предлагается принципиальная электрическая схема простого преселектора с умножителем добротности Q - дополнительного устройства к любому радиоприемнику для повышения реальной чувствительности за счет применения малошумящих транзисторов и реальной избирательности за счет регулируемого увеличения добротности колебательного контура. Применение преселектора дает исключительный эффект для ламповых приемников Р-250, UW3DI и других, а также для всех иных радиоприемников с широкой полосой по входу!!! Любой, кто послушает работу приемника с преселектором, мечтает его изготовить.

Собственно умножитель добротности работает на полевом малошумящем транзисторе VT1. Сигнал от антенны поступает на колебательный контур L1C2 либо через аттенюатор R1R2 при разомкнутом переключателе S1, либо через конденсатор малой емкости C1 при замкнутом переключателе S1. Величину емкости этого конденсатора можно изменять в зависимости от вкусов ользователя. Регулировка величины положительной обратной связи, вызывающей эффект увеличения добротности, осуществляется резистором R4. При увеличении величины сопротивления резистора R4 положительная обратная связь уменьшается. При значительном уменьшении величины сопротивления R4 умножитель Q превращается в генератор. Наибольшей величины добротности контура можно достигнуть вблизи порога (начала) генерации.

На малошумящем мощном транзисторе VT2 собран простой усилитель высокочастотных колебаний. Основное требование к этому каскаду - подобрать режим работы с наименьшими шумами. При отсутствии указанного на схеме транзистора VT2 преселектор можно использовать или вообще без каскада усиления, либо выполнить по любой другой схеме каскад усиления на транзисторе, скажем, ГТ313Б, ГТ346 и других.

При отсутствии указанного на схеме транзистора VT1 вместо него можно использовать любые из серии КП303 или КП302. Строго должно быть выполнено условие о безиндукционном характере переменного резистора R4, т.е. нельзя использовать в качестве R4 проволочный резистор.

Катушки различных диапазонов могут подключаться переключателем диапазонов и должны иметь возможность подстройки величины индуктивности.

Шумовые свойства УПЧ полевых транисторов

Эквивалентные шумовые схемы каскада УРЧ на полевом тран­зисторе показаны на рис Эквивалентная шумовая схема полевого транзистора с О.И включает в себя два некор­релированных генератора тока. Генератор шумового тока на входе (затворе) полевого транзистора характеризует дробовые шумы затвора, определяемые током затвора I_З0 в рабочей точке. Генератор шумового тока Iшс па выходе (стоке) полевого транзистора учитывает тепловые шумы проводящего канала. Шумы из-за гене­рации и рекомбинации носителей зарядов в обедненном слое, зависящие от частоты по закону 1/f, на частотах вещательных при­емников (свыше 10 кГц) можно не учитывать.

Эквивалентная шумовая схема каскада УРЧ источает в себя также генератор Iшк, характеризующий тепловой шум контура на входе полевого транзистора, а также генератор Iш.ист, определяющий шумы источника сигнала Количественная оценка шумовых параметров облегчается, если источник шума транзистора Iшс представить в виде генератора шумового напряжения U_Ш.ТР со средним квадра­том напряжения , введя понятие шумово­го сопротивления транзистора Rштр = G21/|Y21.0|²

Пересчитав параметры источника сигнала и контура к вход­ным зажимам транзистора: Iш.ист = mIш.ист/n, Iшк=Iшк/n, Gист= m²Gист/n², Вист=m²Bист/n², приходим к эквивалентной шумовой схеме (рис. 6.13, б). Посколь­ку контур настраивается на частоту сигнала, то реактивные состав­ляющие Вист, Вк, В11 в дальнейшем анализе не учитываются.

Под действием генератора шумовою напряжения Uштр в цепи те-

чет шумовой ток Iштр, средний квадрат Согласно определению коэффициента шума:

Из приведенного выражения видно, что коэффициент шума снижается с уменьшением G_К. Следовательно, целесооб­разно выбирать n= 1.

Настроенную антенну обычно согласуют с фидером, а фидер — с входом приемника, что обеспечивает режим бегущей волны. Условие согласования определяется соотношением m²Gист = G_K + G11 где G11 представляет собой входную проводимость транзистора следующего каскада. Отсюда имеем

Из чего следует, что

Сравнение этих выражений показывает что m_СОГЛ < m_ОПТ.Ш. Это различие имеет место при малых собственных шумах ПТ, когда шумы обусловлены в основном источником сигнала и ВЦ. Следует подчеркнуть, что коэффициент шума УРЧ на ПТ в режиме оптимального рассогласования может быть в 2…3 раза меньше, чем в режиме согласования.