7.4.4. Усилитель низкой частоты

Усилитель низкой частоты предназначен для усиления сигналов в полосе частот от 1,5 до 33 кГц и автоматического поддержания постоянного уровня выходного сигнала при изменении входного сигнала.

Основные технические данные:

Максимальный коэффициент усиления, дБ	90
Неравномерность частотной характеристики (при ее монотонном ходе), %, не более:
в полосе частот от 1,5 до 15 кГц	8
в полосе частот от 15 до 33 кГц	5
Максимальное напряжение на выходе УНЧ при уровне гармоник 20 дБ, В, не менее	3

В принципиальную электрическую схему усилителя низкой частоты (рис.36, стр. 71) входит схема усиления сигнала на транзисторах ПП1−ПП12 и схема автоматической регулировки усиления сигналов на транзисторах ПП15−ПП22.

На входе УНЧ применен каскад усиления, выполненный на одном транзисторе ПП1, включенном по схеме с общим эмиттером. Этот каскад выполняет функции согласования и предварительного усиления сигнала.

Конденсатор С1 применен как элемент связи с выходом УПЧ.

Резисторы Rl, R3, R5 задают режим работы транзистора ПП1 по постоянному току. Резисторы R4, R3 и конденсатор СЗ, шунтирующий часть сопротивления резистора в эмиттере, обеспечивает необходимый коэффициент усиления каскада. Резистор R2 и кон­денсатор С2 образуют фильтр в цепи питания.

В схеме УНЧ с целью получения необходимой глубины регулировки усиления применены два регулирующих каскада на транзисторах ПП2 и ПП5. Конденсаторы С4, С5, С8 и С9 используются для связи между каскадами. Через резисторы R6 и R7 подается запирающее напряжение на регулирующие элементы, обеспечивая необходимую задержку АРУ и устойчивость работы схемы. Резисторы R8 и R18 стабилизируют коэффициент передачи регулирующего каскада в условиях повышенной температуры окружающей среды.

В усилителе применены три двухкаскадных усилителя на транзисторах ПП3 и ПП4, ПП6 и ПП7, ПП8 и ПП9. Транзисторы ПП3 и ПП4 включены по схеме с общим эмиттером и непосредственной связью между ними. Смещение на базу транзистора ПП3 подается через резистор R12 с эмиттера транзистора ПП4. Резисторы R11 и R14 стабилизируют режим транзисторов по постоянному току. Для получения необходимого усиления каскада резистор R11 зашунтирован конденсатором С6. Резисторы R10, R13, R14, R15 обеспечивают необходимый режим работы транзисторов и коэффициент усиления. Для получения постоянной нагрузки для регулирующего каскада в условиях изменения температуры окружающей среды последовательно с низкоомным входом усилителя включен резистор R9. Цепочка включенных последовательно элементов С7, R16, R17 обеспечи­вает регулировку коэффициента усиления. Усилительный каскад на транзисторах ППб и ПП7 аналогичен каскаду на транзисторах ППЗ и ПП4. Конденсаторы С12 и С13 уменьшают подъем частотной характеристики на высоких частотах.

Усилитель на транзисторах ПП8 и ПП9 незначительно отличается от выше рас­смотренного каскада на транзисторах ППЗ и ПП4. В эмиттерную цепь транзистора ПП9 включены конденсаторы C18, C19 и С35, которые служат для получения необходимой характеристики в области низких частот. В этой области частот кроме отрицательной обратной связи с коллектора транзистора ПП9 на эмиттер транзистора ПП8 через резистор R32 подается отрицательная обратная связь с эмиттера транзистора ПП9 через резистор R31 на базу транзистора ПП8, так как сопротивление конденсаторов С18, С19 и С36 для токов низких частот увеличивается. Делитель на резисторах R27 и R28 и кон­денсаторы С15 и С16 позволяют получить необходимую крутизну подъема частотной ха­рактеристики в области низких частот.

Сигнал с коллектора транзистора ПП9 подается через резисторы R37, R38 и конденсатор С20 на вход выходного усилителя.

В схеме выходного усилителя можно выделить два каскада:

• усилитель напряжения на транзисторе ПП10;

• усилитель мощности, выполненный на транзисторах ППП и ПП12 по схеме с общим коллектором.

Режим транзистора ПП10 обеспечивают резисторы R40 и R41. Резисторы R43 и R44 ограничивают коллекторный ток транзистора ПП10 и задают необходимый режим работы транзисторов ПП11 и ПП12. Резистор R45 и конденсатор С24 образуют фильтр в цепи питания, а резистор R74 и конденсатор С34 – фильтр в цепи смещения. Конденсатор С23, шунтируя резистор R42, обеспечивает требуемый коэффициент усиления каскада.

Резисторы R46 и R47 стабилизируют режим работы транзисторов ПП11 и ПП12 и уменьшают влияние разброса их параметров на работу схемы.

Суммарное сопротивление резисторов R37 и R38 создает возможность введения об­ратной связи на базу транзистора ПП10 с выхода УНЧ через цепочку, состоящую из конденсаторов С21, С22 и резисторов R39 и R41. Эта связь позволяет получить необходимую крутизну спада частотной характеристики в области высоких частот.

Конденсатор С20 обеспечивает развязку между каскадами по постоянному току и уменьшает подъем частотной характеристики в области низких частот.

Выходной сигнал УНЧ через конденсатор связи С25 и согласующий резистор R48 подается на схему задержанной автоматической регулировки усиления, где детектируется с помощью диода Д1 и усиливается транзистором ПП16. Резистор R50 и диод Д1 стабилизирует режим транзистора ПП16 в условиях повышенной температуры. Питание каскада на транзисторе ПП16 осуществляется с помощью ограничивающего резистора R51 и стабилитрона Д2 во время прохождения положительного значения импульса тока коммутации. Во время отрицательного значения этого импульса транзистор ПП16 закрывается напряжением, возникающим на резисторе R49 и диоде Д1 от тока через резистор R51 и диод Д4.

Диод Д3 исключает шунтирование стабилитроном Д2 отрицательного значения им­пульса тока коммутации.

Диод Д5 закрывается во время прохождения отрицательного значения импульса тока коммутации и этим уменьшает влияние цепей питания на разряд конденсаторов С29–С31 фильтра АРУ.

Конденсатор С26 сглаживает пульсацию напряжения на выходе усилителя АРУ. Резистором R57 устанавливается уровень задержки АРУ. Резистор R58 и конденсаторы С29–С31 являются элементами фильтра АРУ.

Конденсатор С29 подключается с помощью ключа на транзисторе ПП20 в момент прохождения через канал усиления сигнала от II луча антенны. На время прохождения сигнал I, III и IV лучей антенны конденсатор С29 отключает от цепи АРУ.

Конденсатор С30 подключается к цепи АРУ транзистором ПП21 на время прохождения сигнала от III луча антенны.

Конденсатор С31 подключается к цепи АРУ на время прохождения сигнала через канал усиления от I и IV лучей. Сигнал с выхода УНЧ в цепь АРУ на время IV луча не проходит, так как транзистор ПП16 в это время закрывается, что позволяет сохранить коэффициент усиления сигнала IV канала, равным коэффициенту усиления сигнала I канала.

С целью уменьшения разряда конденсатора С31 за время прохождения сигнала IV канала между регулирующими элементами (транзисторы ПП2, ПП5) и конденсаторами фильтра АРУ С29–С31 включены транзисторы ПП17, ПП19 по схеме, обеспечивающей высокое входное сопротивление. Резистор R59 задает режим работы этой схемы.

Для получения тока, необходимого для регулировки транзисторов ПП2 и ПП5, включена цепочка R61, Д9. Резисторы R62, R63 и конденсаторы С27, С28 применены как элементы связи и развязки между каскадами УНЧ и каналами АРУ.

В момент переключения конденсатора фильтра и каналов антенны в канал усиления проходят импульсы помех, для предотвращения появления указанных импульсов на выходе УНЧ сигнал в начале импульса коммутации шунтируется на корпус стробирующим каскадом, включенным между резисторами R37, R38 и корпусом. Стробирующий каскад собран на транзисторе ПП23 и управляется подачей специального строб−импульса,

Конденсаторы С32 и С33 применены как элементы связи. Резистор R72 стабилизирует режим транзистора ПП23 в условиях повышенной температуры.

Через диод Д14 и резистор R70 подается напряжение (+27В б/с) для отключении цепи АРУ.

Эмиттерный повторитель на транзисторе ПП15 применен для согласования и выдачи напряжения АРУ в узел УПЧ. Диод Д8 создает задержку АРУ для узла УПЧ. Резисторы R54, R55 задают режим транзистора ПП15.

Для уменьшения пульсации напряжения питания в цепях –10В или +10В включены фильтры на транзисторах ПП13 и ПП14 и стабилитронах Д6 и Д7.

Резисторы R52 и R53 ограничивают ток через эти стабилитроны.