4-Й СЕМЕСТР
ЛЕКЦИЯ № 2 от 16. 02. и 21. 02. 2017 г.
Широкополосные усилители (ШПУ) с трансформаторами типа «длинной линии» (ТДЛ)
1. Шпу и их основные параметры и характеристики
2. Недостатки обычных широкополосных усилителей и переход на шпу с тдл.
3. Методика определения основных параметров шпу
1.
ШПУ и их основные параметры и характеристики
Определение
Широкополосный усилитель – это линейный усилитель радио-сигналов, функционирующий в широком диапазоне радиочастот, определяемом амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ).
Основные параметры и характеристики
Основными параметрами всех электронных усилителей (ЭУ), как ранее упомянуто в лекциях, являются: усилительные, частот-ные, предельные, шумовые, параметры нелинейных искажений, а также входные и выходные сопротивления, от которых сущест-венно зависят вышеназванные параметры и которые определя-ют оптимальное согласование с источниками входных сигналов и нагрузками.
Усилительными параметрами являются коэффициенты усиле-ния по напряжению, току или мощности, определяемые соответс-твенно:
Из частотных параметров одним из главных является диапазон усиливаемых частот, определяемый полосой пропускания усилите-ля, в пределах которой усиление падает от среднего значения на допустимую величину (обычно в 1,7 раза).
Этот параметр определяется упомянутой АЧХ – зависимостью коэффициента усиления (или выходного напряжения) от частоты усиливаемого сигнала. Напомним примеры видов АЧХ различных ЭУ ( от УПТ до УПУ) - рис. 1.
Видно, что в области средних частот усиление не зависит от частоты. Форма АЧХ ЭУ зависит от вида нагрузки, используемого транзистора и схемы усилителя.
Рис. 1. Примеры ЭУ с различными АЧХ
Предельные параметры: допустимые амплитуды входного сигнала (при заданном коэффициенте усиления) и напряжении источника питания. Эти параметры зависят от типа используемого транзистора и схемы его включения.
Шумовые параметры: коэффициент шума или уровень собственных шумов, создаваемых на выходе усилителя и мешающих усилению слабых сигналов. Они определяются физикой усилительных приборов.
Параметры нелинейных искажений: в различных усилителях они также разные.
В УНЧ опасны гармонические - кратные составляющие усиливаемого сигнала, воспринимаемые непосредственно ухом как искажение звука в принятом сигнале.
В УВЧ недопустимо нарушается достоверность полезной информации. В них обычно используют коэффициенты (параметры) отдельных комби-национных (вредных) составляющих (например, второго, третьего и т. д. порядков), которые оказываются в полосе рабочих частот и, примешива-ясь к полезному сигналу, нарушают его достоверность.
В современных ШПУ стараются достигнуть максимальное усиление в широкой полосе частот при минимальных шумах и нелинейных искаже-ниях, а также минимальном потреблении энергии от источника питания.
Следует особо подчеркнуть важность согласования входа и выхода усилителя с источниками сигнала и нагрузкой усилителя, так как только оптимальное их согласование гарантирует выполнение всех других вышеназванных параметров. В ЭУ должно быть RГ ≈ RВХ и RВЫХ ≈ RН !
2