книги из ГПНТБ / Федорцов Б.Ф. Усилители радиосигналов

Со стороны входа следующего каскада

Л = х <1-

б) При связи с базой следующего каскада с помощь емкостного делителя. Схема каскада представлена на рис. 246.

— т~<1, со стороны входа следующего каскада р2= -уг-т-^—<1 •

L . ' t'2~T'C'BX2

Применять трансформаторную связь со входом следующего каскада, как отмечалось выше, нецелесообразно вследствие малой величины R BX<i и больших потерь полезного сигнала на индуктивном сопротивлении катушки связи.

3) Усилитель с двухконтурным полосовым фильтром нагрузке.

Схема каскада представлена на рис..25. Обычно для нее имеем:

0)oi «у,, d 3i — d 32 — d 3.

50

В приведенных схемах сопротивление базы R6 определяется

При выборе и расчете схемы цепей питания усилителя на транзисторе следует учитывать, что параметры транзисторов существенно зависят от положения рабочих точек и темпера­ туры. Вследствие этого возникает необходимость в специаль­ ных мерах, обеспечивающих стабильность режима транзистора. Эти меры совершенно аналогичны способам стабилизации, ко­ торые применяются в усилителях низкой частоты. Соответствую­ щее рассмотрение было проведено в курсе „Усилители низкой частоты".

2. В нутренние и внеш ние параметры усилителя

а) Внутренние параметры

Схема замещения транзистора при использовании его в уси­ лительном каскаде с общим эмиттером представлена на рис. 26. Сравнивая эту схему с обобщенной схемой замещения лампы

Рис. 26.

или транзистора рис. 2, можно видеть, что обе эти схемы аб­ солютно идентичны. Поэтому можно записать:

При расчетах усилителя на транзисторе следует иметь в виду, что каждый У-параметр на радиочастотах может быть представлен суммой активной и реактивной проводимостей, при­ чем реактивная проводимость представляется эквивалентной емкостью, которая может быть как положительной, так и от­ рицательной:

У21 ^21 + 7 U)C,21,

УЮ— О 22 ~\~Jw£,22-

52

Таким образом, для расчета каскада необходимо знать во­ семь параметров (Ои , Gn , 0 21, 0 22 и Сп , С12, С21, С22), харак­ теризующих транзистор на.данной частоте ш в избранной ра­ бочей точке. Особенность транзистора, в отличие от лампы, состоит в том, что все эти параметры являются функцией час­ тоты. Расчетные формулы для них, известные из курса элек­ тронных приборов, приводятся ниже: '

В эти выражения входят четыре низкочастотных параметра транзистора g n ; £и> ёп, £ 22^ которые определяются на постоян­ ном токе, при ш—О, т. е.

Указанные низкочастотные параметры при заданном токе коллектора либо непосредственно приводятся в справочной ли­ тературе, либо измеряются, либо рассчитываются через извест­ ные Л-параметры. Практически линейная зависимость парамет­ ров glu gsj, £ 2 2 от тока коллектора дает возможность при из-

53'

вестных параметрах, измеренных или рассчитанных при токе Аа> найтй эти параметры при произвольном токе 1к2 с помощью приближенных соотношений:

'4 ’- &»(/«!)•

Ук1

Ввыражения (6.3), кроме низкочастотных параметров, вхо­ дят три высокочастотных параметра: емкость коллектор—база

Указанные высокочастотные параметры обычно задаются или рассчитываются при определенном токе коллектора. Так как емкость СК(- практически обратно пропорциональна корню квад­ ратному из напряжения на коллекторе Uк, то при известной величине емкости при напряжении UкХ может быть найдена величина емкости при напряжении Uк%, т. е.

Величина <os изменяется обратно пропорционально величине тока коллектора 1К, тогда

Следует подчеркнуть, что в транзисторах все F -параметры зависят от частоты. Если на одной частоте все активные про­ водимости. и емкости можно учесть, то в диапазоне частот будет изменяться влияние этих параметров на настройку, изби­ рательность и шумовые свойства усилителя.

б) Внешние параметры

Внешние параметры усилителя с общим эмиттером, прини­ мая во внимание полную аналогию обобщенной схемы замеще­ ния лампы или транзистора со схемой замещения транзистора в каскаде с общим эмиттером, могут быть рассчитаны непо­ средственно по формулам общей теории усиления. Тогда внеш­ ние параметры каскада с общим эмиттером можно записать следующим образом:

Представим комплексный коэффициент усиления напряже­ ния в виде суммы активной и реактивной составляющих

кKR rjK x .

Тогда активная входная проводимость

а на резонансной частоте

Входная емкость

Cm= C n~ C u K R- - ^ K x,

а на резонансной частоте

б'вх” - б?п CiiK r.

2) Выходная проводимость

Представим комплексный коэффициент усиления по току в виде

K ^ K i R - j K i X .

Тогда активная выходная проводимость

ббзых= '6?22..6jViKiIl ГтС12К;Х,

а на резонансной частоте

^вых~~ ^2S ОцКщ,

55

Выходная емкость

а на резонансной частоте

^пых ^22 С12Кщ.

3) Коэффициент усиления по напряжению при резонансе

Из сказанного выше можно видеть, что за счет обратной связи увеличиваются выходная и входная активные проводи­ мости и выходная и входная емкости (так как проводимость G12 и емкость Сп отрицательны), а также уменьшаются коэф-' фициенты усиления по напряжению и мощности. Кроме того, наличие обратной связи может привести к неустойчивому уси­ лению, причем главное —не возможность самовозбуждения, а не­ устойчивость усиления и взаимозависимость настройки после­ довательности каскадов.

Цепь нейтрализоиии

Учитывая указанные отрицательные последствия влияния обратной связи, применяют схемы нейтрализации. Общая схема нейтрализации представлена на рис. 27.

56

Нейтрализация внутренней обратной связи будет полной на всех частотах, если выполняется условие

Пу

Таким образом, если известна частотная зависимость— F12 для рассматриваемой схемы включения транзистора, то может быть найдена соответствующая зависимость для параметра Y N нейтрализующей схемы. Далее задача состоит в выборе под­ ходящей схемы нейтрализации. Обычно эта задача не решается полностью, по ‘крайней мере простыми цепями.

Чтобы осуществить нейтрализацию, подаваемое из выходной цепи напряжение должно быть в обратной фазе по отношению к входному. Двухполюсник Yn должен содержать активную проводимость и емкость (или RN и С,у). Обычно это цепочка (параллельная или последовательная). В цепи коллектора она подключается к контуру—трансформаторно или автотранс-

форматорно, важно, чтобы фаза выходного напряжения меня­ лась на обратную.

57

1) Цепь нейтрализации при трансформаторной связи ее контуром. Схема нейтрализованного каскада представлена на рик. 28а.

Пусть отношение числа витков катушек контура wK и ней­ трализации wN будет

причем существует, как будет показано ниже, т ~-т0пт. Тогда величина элементов цепи нейтрализации определится из сле­ дующих соотношений:

Если используется вариант последовательной цепочки ней­ трализации, то величина элементов цепочки определится из выражений:

2)Цепь нейтрализации при автотрансформаторной связи её- c. контуром. Схема нейтрализованного каскада представлена на рис. 28б. Расчетные соотношении для нее те же, что и для схемы рис. 28а.

3)При трансформаторной связи данного каскада с базой

следующего каскада обратная связь цепи нейтрализации может быть получена путем непосредственного подключения к ка­ тушке связи Z.J.

4. Внутренние и внешние параметры нейтрализованного каскада усилителя

а) Внутренние параметры.

Рассматривая схему усилителя в виде четырехполюсника и параллельно ему подключенного нейтрализующего четырехпо­ люсника и используя матричный метод, можно установить для внутренних параметров нейтрализованного усилителя Ц:

Входящая во все формулы величина т должна быть известна.

В Г'у тки н, Л е б е д е в , С и ф о р о в. Радиоприемные устройства, ч. 1,

стр. 151—158.

58

б) Внешние параметры

Параметры определяются из учета того, что при нейтрали­ зации Ki2,v--0. Усилитель представляется эквивалентной схемой, изображенной на рис. 29. Для этой схемы с учетом того, что

Fi2Af=0 , получим:

1) Входная проводимость

3)Коэффициент усиления по напряжению, как былопка-

зано ранее, в общем виде определяется из выражения

59.