4. Усилители радиочастоты – урч (резонансные усилители)

4.1 Требования к урч

а) Усилитель радиочастоты предназначается для усиления сигнала, поступающего с выхода входной цепи приёмника до уровня, обеспечивающего требуемое отношение U_c/U_ш на входе преобразователя частоты;

б) УРЧ обычно проектируется резонансным и он совместно со входной цепью образует преселектор, обеспечивает требуемую избирательность (селективность) по побочным каналам приёмника (зеркальный канал и канал промежуточной частоты);

в) УРЧ должен обладать возможно меньшим коэффициентом шума, как это следует из общей формулы коэффициента шума приёмника.

г) УРЧ должен обладать высокой линейностью, то есть большим динамическим диапазоном, иначе при больших уровнях сигнала на входе УРЧ может возникнуть целый ряд нелинейных эффектов;

д) Схема УРЧ должна быть максимально простой.

4.2 Рассмотрим некоторые употребляемые схемы урч. Урч с автотрансформаторной связью.

Настроечные элементы С_н и С_п отделены от контурной катушки L_к разделительным конденсатором С_р.

Особенностью резонансного усилителя по сравнению с обычным усилительным каскадом является то, что нагрузкой в коллекторной цепи является параллельный колебательный контур LC.

Подобно тому, как было при изучении входных цепей, контур являлся селективной системой, и она во входной цепи шунтировалась цепью антенны; здесь тоже колебательный контур шунтируется коллекторной цепью слева, а справа входной цепью следующего каскада и подключение к контуру необходимо производить частично.

Анализ схемы проведём с целью получения выражения для коэффициента усиления, для этого от принципиальной электрической схемы перейдём к эквивалентной схеме. Транзистор представим источником тока SU₁.

g_к - проводимость колебательного контура.

; ;

;

.

Данную эквивалентную схему преобразуем в эквивалентную схему, где бы транзистор был подключен не к части катушки L_к через p₁, а полно к контуру:

Здесь .

Полная проводимость контура равна:

,

, где - обобщённая расстройка.

; относительная расстройка.

,

где R_экв- сопротивление колебательного контура при резонансе.

Используя эти обозначения, запишем выражение для коэффициента усиления:

Выделим из полученного выражения модуль и запишем уравнение для АЧХ: .

Коэффициент усиления на резонансной частоте:

Выражения для селективности и полосы пропускания будут аналогичными выражениям из теории входных цепей:

,

где К₀ - коэффициент усиления на частоте сигнала;

К_п - коэффициент усиления на частоте помехи.

,

-неравномерность, а К_гр - коэффициент усиления на границе полосы пропускания.

Урч с трансформаторной связью.

Эквивалентная схема:

А нализ эквивалентной схемы позволяет получить следующее выражение для коэффициента усиления:

,

где -коэффициент связи.

Заметим, что при резонансе y=0 и тогда К превращается в К₀. Таким образом, получаем, что

,

где -резонансная частота контура связи.

Е

Режим удлинения соответствует .

Чаще всего используется режим удлинения, ибо если предположить, что в составе преселектора входная цепь выполнена по схеме с внешнеёмкостной связью с антенной и работает в режиме удлинения, то результатом будет компенсация неравно-мерности коэффициента переда-чи по диапазону.

сли - то это режим укорочения.