31. Способы повышения устойчивости урч

Известны пассивные и активные способы повышения устой­чивой работы УРЧ.Пассивные способы сводятся к уменьшению фактического коэффициента усиления, при котором должно выполняться нера­венство К_о < К_0уст.

Наиболее рациональным является снижение К₀ за счет ослаб­ления связи m_урч контура с усилительным элементом. Уменьше­ние резонансного коэффициента К₀ изменением n_урч нецелесо­образно, так как одновременно уменьшается и величина К_оуст.Коэффициент включения n=n_урч определяется из условия полу­чения требуемого затухания:

А ктивные способы повышения устойчивой работы УРЧ позво­ляют увеличить К_оуст и тем самым реализовать потенциальные воз­можности УРЧ.

Поскольку опасность самовозбуждения УРЧ связана с наличи­ем в нем проходной проводимости Y₁₂ то ее в узком частотном диапазоне можно нейтрализовать с помощью внешних цепей. Фазоинвертирующие свойства транзисторов упрощают задачу состав­ления схемы нейтрализации.

На рис. 4.12, приведена схема нейтрализации внутрен­ней ОС транзистора в УРЧ, переменное напряжение между базой транзистора VT2 и землей сдвинуто по фазе на 180° по отношению к переменному напряжению на коллекторе транзистора VTI (обра­тите внимание на точки, которыми отмечены начало и концы об­моток трансформатора). Для нейтрализации внутренней ОС через паразитную емкость С_бк между коллектором и базой транзистора VTI включается конденсатор С_нейт, емкость которого С_нейт = (N₁/N₃)C_бk определяется числом витков трансформатора.

Наиболее эффективный способ повышения устойчивой рабо­ты УРЧ предполагает применение многотранзисторных АЭ. Про­ходная проводимость таких схем существенно меньше, а крутизна не меньше, чем у одного транзистора. Если взять два однотранзисторных резонансных каскада, то их общее устойчивое усиление будет всегда меньше устойчивого усиления каскадной схемы.

В широкополосных УРЧ предпочтительно использовать схемы с ОЭ-ОЭ или ОБ-ОЭ. Среди трехтранзисторных АЭ наибольшее усиление в ШУ позволяют обеспечить схемы с ОЭ-ОЭ-ОЭ и ОБ-ОЭ-ОЭ. Лучшую равномерность в диапазоне частот дает схема с ОЭ-ОБ-ОК. Широко распространенные ИМС со структурами ОК-ОБ и ОК-ОК-ОБ в ШУ обеспечивают меньший коэффициент уси­ления. В УУ большее усиление обеспечивают микросхемы со струк­турами ОЭ-ОБ, ОК-ОБ, ОЭ-ОЭ-ОБ, ОЭ-ОБ-ОК и ОК-ОЭ-ОБ. Первая из перечисленных конфигураций имеет к тому же боль­шой устойчивый коэффициент усиления.

Четырехтранзисторная схема ОЭ-ОЭ-ОБ-ОК имеет высокую крутизну и малую обратную проводимость, обеспечивая высокий устойчивый коэффициент усиления УРЧ. Она имеет большую проводимость прямого действия У₂₁ малую проходную проводимость у₁₂. Схема ОК-ОБ-ОК-ОБ представляет собой каскадное вклю­чение двух ДК.

32. Пч, основные параметры

Преобразование частоты — это процесс линейного переноса спектра сигнала из одной радиочастотной области в другую. Чаще такой перенос осуществляется в низкочастотную область. Вид модуляции и параметры сигнала в некотором динамическом диапазоне остаются неизменными, а коэффициент передачи ПЧ не зависит от уровня преобразуемого радиосигнала.

Преобразование частоты можно рассматривать как результат перемножения напряжений сигнала u_c(t) = U_mccos(ωt+Ф_с) и ге­теродина u_v(t) = U_mrcos(ωt+Ф_г). Выходное напряжение будет иметь частотную компоненту с разностной частотой ω_пр = |ω_с-ω_г|. Если на выход смесителя включить контур, то можно выделить эту компоненту u_np(t) = U_nmpcos((ω_npt+Ф_пр) с промежуточной ча­стотой f_пр=f_c-f_г.

В зависимости от типа НЭ различают: преобразователи на взаимных НЭ — это главным обра­зом диодные ПЧ; к ПЧ на невзаимных НЭ относят ламповые и транзисторные ПЧ, у которых реакция выходного преобразованного напряжения на входной сигнал полностью или частично исключена.

По характеру проводимости НЭ: ПЧ с активной и реактивной проводимостью. В первом случае ПЧ выполняется на транзисторах и смесительных диодах. В них напряжение гетеро­дина изменяется преимущественно в области прямого тока диода. В этом случае главную роль играет нелинейная проводимость дио­да, поэтому такой преобразователь называют резистивным диод­ным ПЧ.

Структурная схема ПЧ приведена на рис. 5.1. В состав ПЧ входит также ЧИС для выделения полезного продукта преобразования. В простейшем слу­чае ЧИС представляет собой параллельный контур.

В случае прямого преобразования, при котором частота гетеродина равна несущей частоте радиосигнала, вместо ПФ включается ФНЧ.

Транзисторные ПЧ применяются в основном в диапазоне уме­ренно высоких частот. Нелинейный элемент такого смесителя яв­ляется невзаимным, а реакция нагрузки на источник сигнала ис­ключена. Диодные ПЧ применяются преимущественно в диапазо­не СВЧ, что объясняется малым уровнем собственных шумов, малыми внутренними паразитными реактивностями, малогабаритностью и экономичностью работы.

Рис. 5.1. Структурная схема ПЧ

В диодных ПЧ наблю­дается эффект обратного преобразования частоты. Напряжение промежуточной частоты при этом вызывает напряжение с часто­той сигналаf_c=f_г-f_np. Эффект обратного преобразования, таким образом, является следствием полной взаимности НЭ. Кроме это­го явления в диодном ПЧ возникает эффект вторичного преобра­зования, проявляющийся в том, что на входе ПЧ возникает на­пряжение на частоте зеркального канала f_3K=f_г+f_np. Зеркальная частота получается также за счет взаимодействия частоты сигнала со второй гармоникой частоты гетеродина f_3K=2f_r-f_c. Взаимодей­ствие сигнальной и зеркальной частот является причиной фазо­вых искажений и неравномерности основных параметров ПЧ в диапазоне рабочих частот.

Нелинейный элемент в виде диода обладает полной взаимно­стью, т.е. коэффициент передачи в прямом и обратном направле­ниях одинаков. Поэтому при анализе диодного ПЧ необходимо учитывать характер нагрузки для отдельных спектральных состав­ляющих тока диода.

В диодных ПЧ могут быть использованы точечные, туннель­ные, обращенные диоды и диоды с барьером Шоттки. Преобразо­ватели на диодах с барьером Шоттки отличаются высокой надеж­ностью работы, низким значением относительной шумовой тем­пературы, хорошей повторяемостью параметров при массовом производстве, что обеспечивает их широкое применение в РПрУ.