книги из ГПНТБ / Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие]

Откуда резонансный коэффициент усиления каскада

Если полное сопротивление контура оказывается больше допу­ стимого, то для получения устойчивого усиления каскада можно применять частичное включение контура в анодную цепь лампы.

Рис. 2.130. Схема УВЧ с автотрансформатор­ ным включением контура в анодную цепь лампы

Обычно такая необходимость возникает в диапазоне метровых волн. Поэтому на рис. 2.130 приведен вариант схемы с анодным ре­ зистором, который выполняет задачу расширения полосы пропу­ скания усилителя.

360

Легко показать, что резонансный коэффициент усиления приве­ денной схемы определяется по уравнению (2.233), в котором коэф­ фициент включения

5. УВЧ с автотрансформаторным выходом

Входное активное сопротивление любого усилителя уменьшает­ ся с повышением частоты сигнала. На метровых волнах оно оказы­ вается порядка сотен ом. Поэтому при полном включении контура

Рис. 2.131. Схема резонансного усилителя с авто­ трансформаторным выходом

в цепь сетки следующей лампы его резонансное сопротивление по­ лучается малым {RB = RBX), а добротность низкой. Такой усилитель будет иметь очень малый коэффициент усиления и чрезмерно ши­ рокую полосу пропускания. Частотная избирательность усилителя будет плохой. Ввиду этого в диапазоне метровых волн часто при­

361

где

С к = Ск. н "Т" С п ы х + С м + pg • Св х ;

Переменная составляющая анодного тока лампы имеет ампли­ туду

Поэтому

362

При выполнении данного условия

6. УВЧ с контуром I I I вида

При повышении частоты принимаемых сигналов задача их уси­ ления оказывается все более трудной. Для настройки контура на более высокую частоту необходимо уменьшать его емкость и индук-

6

Рис. 2.132. Схема резонансного усилителя с контуром III вида:

а — принципиальная схема; б — эквивалентная схема

тивность. Однако для уменьшения емкости контура существует предел, создаваемый емкостью монтажа и междуэлектродным.и емкостями ламп. Дальнейшее повышение частоты настройки конту­ ров возможно только за счет уменьшения его индуктивности. Но уменьшать индуктивность контура невыгодно, так как при этом происходит уменьшение его характеристического сопротивления, а следовательно, и резонансного сопротивления.

Увеличить характеристическое сопротивление контура можно в том случае, если емкости смежных ламп усилителя соединить по­ следовательно. Пример такого усилителя приведен на рис. 2.132, а. В данной схеме катушка контура Lh включена между анодом лам­ пы Л[ и сеткой лампы Л 2 следующего каскада. При таком включе­ нии индуктивности получается схема усилителя с неполным вклю­ чением контура как в цепь анода лампы Л], так и в цепь сетки

363

лампы Л2. Из эквивалентной схемы усилителя, изображенной на рис. 2.132,6, видно, что емкость контура складывается из двух по­ следовательно включенных емкостей С а и Cg:

В этом случае коэффициент усиления каскада определяется по формуле (2.234). Однако приведенное соотношение емкостей часто не может быть выполнено. Тогда коэффициент усиления имеет меньшую величину. Практически на волнах 1—2 м при использо­ ваний пентодов с большой крутизной удается получить коэффи­ циент усиления на каскад порядка 4—7. Контур усилителя на­ страивается изменением индуктивности Lu.

Рассмотренную схему часто называют усилителем с последова­ тельным включением индуктивности.

7. УВЧ на триоде с общей сеткой

Резонансные усилители, рассмотренные выше, выполнены на пентодах по схеме с общим катодом.

Применение пентодов в УВЧ ограничивается диапазоном мет­ ровых воли. Уже в средней части метрового диапазона пентод не имеет заметных преимуществ по сравнению с триодом, а на волнах более коротких пятмэлектродная лампа в резонансном усилителе работает хуже трехэлектродной. Она имеет слишком большой уро­ вень внутренних шумов и применять ее становится нецелесооб­ разно.

Но триодный усилитель, выполненный по схеме с общим като­ дом, не может иметь значительного коэффициента усиления из-за большой междуэлектродной емкости лампы Cag. Поэтому в усили­ теле на триоде нельзя включать большого сопротивления в каче­

В данной схеме сетка лампы соединяется с входом и выходом усилителя. Поэтому проходной емкостью лампы является емкость

364

Рис. 2.133. Схема резонансного усилителя на триоде с общей сеткой

Физические процессы в триодном усилителе с общей сеткой следующие. Под воздействием переменного напряжения, действую­ щего на контуре Ь\Си происходит изменение величины анодного тока лампы. Амплитуда его переменной составляющей

Переменная составляющая анодного тока протекает через оба контура. На контуре L2C2 создается выходное напряжение с ампли­ тудой

Полученное выражение совпадает с формулой (2.214), выведен­ ной для схемы усилителя с общим катодом. Однако, давая хоро­ шее усиление по напряжению, усилитель с общей сеткой почти не усиливает мощности сигнала, что является его существенным недо­ статком.

* Свойства усилителей с отрицательной обратной связью рассматриваются в § 6,

365

Причина незначительного усиления мощности сигналов заклю­ чается в малом входном активном сопротивлении усилителя, кото­ рое мало на всех частотных диапазонах. На частотах сравнительно низких («а которых не сказывается влияние индуктивностей выво­ дов электродов лампы и пролетного времени электронов) входное сопротивление усилителя может быть найдено по формуле

пролетного времени электронов и индуктивностей выводов электро­

Это сопротивление сильно шунтирует входной контур, и в нем расходуется значительная мощность принятого сигнала. Поэтому отношение выходной мощности (выделяемой на анодной нагрузке лампы) к мощности, потребляемой во входной цепи, получается небольшим.

В схеме, изображенной на рис. 2.133, сетка лампы заземлена. Поэтому выходное напряжение усилителя синфазно с входным на­ пряжением. Одно из достоинств усилителя с общей сеткой заклю­ чается в его малой входной емкости, которая практически равна

емкости CgK.

В приемниках дециметрового диапазона триодный каскад УВЧ обычно выполняют на лампе маячкового тина (например, 6С5Д). В качестве сеточной и анодной индуктивностей контуров исполь­ зуются короткие отрезки коаксиальных линий. Их длина меньше одной четверти или трех четвертей волны усиливаемых колебаний. Емкостью входного контура служит емкость лампы CgK, а емкостью выходного контура является емкость Cug.

Конструктивное выполнение каскада УВЧ на маячковом триоде бывает различным. На рис. 2.134, а показана конструкция усили­ теля, получившая широкое применение в радиолокационных при­ емниках. Из рисунка видно, что с дисковыми выводами катода и сетки маячковой лампы соединяются два металлических цилиндра. Вывод анода лампы проходит внутри центральной трубки, не со­ единяясь с ней. Между этой трубкой и анодом имеется значитель­ ная емкость Сат- Ее сопротивление для переменных составляющих анодного тока лампы очень мало.

366

приемника, а анодно-сеточная линия служит выходным контуром усилителя. Настройка обоих контуров (линий) производится пере­ мещением пружинящих короткозамыкателей.

Отбор высокочастотной энергии усиленного сигнала от анодной линии осуществляется при помощи петли связи. Таким образом, выход усилителя является трансформаторным. Петля связи пере-

6

Рис. 2.134. Конструкция и эквивалентная схема резонансного усилителя на маячковом триоде

мещается вместе с подвижным короткозамьисателем и поэтому всегда находится в пучности магнитного поля анодно-сеточной ли­

дросселем. Эта цепь показана на эквивалентной схеме усилителя (рис. 2.134, б), где резонансные линии изображены в виде контуров с сосредоточенными параметрами. Там же показано включение со­ противления автоматического смещения RK. т- Емкость Ск .т нахо­ дится внутри маячковой лампы и имеет величину около 30 пф.

367

Из эквивалентной схемы видно, что усилитель на маячковом триоде выполнен по схеме с общей сеткой. Но сетка не заземлена. Заземлен по высокой частоте катод лампы. Свойства схемы от это­ го не меняются.

8.Каскодные УВЧ

Вметровом диапазоне волн часто применяют УВЧ на двух триодах. Первый триод обычно включается с общим катодом, а вто­ рой с общей сеткой. Работа обоих триодов взаимозависима и по­ этому получается единый двухламповый усилитель. Его называют каскодным. Схемы каскодных усилителей разнообразны. Одна из них изображена на рис. 2 . 135 .

Рис. 2.135. Вариант схемы каскодного усилителя на триодах

В таком варианте усилитель является двухкаскадным. Оба его каскада выполнены с параллельным анодным питанием. Нагрузкой

368

Второй каскад усилителя обладает хорошей частотной избира­ тельностью, так как его контур Ьк2С}<2 шунтирован сравнительно слабо. Объясняется это относительно большой величиной сопротив­ ления Я в х 3 .

Более наглядно нагрузка ламп усилителя показана на его экви­ валентной схеме (рис. 2.136). На этой схеме кроме лампы показа­ ны только те элементы усилителя, которые входят в анодную на­

лвыя

Рис. 2.136. Эквивалентная схема каскодного усилителя на триодах

У первого каскада коэффициент усиления

Л01 ^ S<ll ' RBX 2 ^ ^1 ' ^взе 2-

Такая запись справедлива с большой точностью, так как RBx2 бывает порядка сотен ом. Но если учесть, что RBX2~-g~ ,то тогда

369