3.2. Методические указания по выполнении задач раздела "Селективные усилители"

К основным параметрам, характеризующим селективные усилители (СУ), относятся коэффициент усиления, избирательность, коэффициент шума, входная и выходная проводимость, рабочий диапазон частот.

Селективные усилители могут быть реализованы на различных активных элементах: транзисторах, микросхемах, туннельных и параметрических диодах.

3.2.1. Селективные усилители на транзисторах

В диапазоне до 300-500 мГц расчет СУ на транзисторах проводится на основе Y − параметров. Величина Y − параметров определяется типом транзистора, его режимом работы, рабочей частотой т. схемой включения. Связь Y − параметров транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером (ОЭ), со схемами включения с общей базой (ОБ) и с каскадной схемой ОЭ-ОБ, приведена в табл.16.

Таблица 16

Параметры	Схема включения транзисторов
	ОБ	ОЭ-ОБ
Y11	≈ Y21Э	≈ Y11Э
Y12	≈ (Y12Э+Y22Э)	≈ (Y12Э Y22Э)/Y21Э
Y21	≈ -Y21Э	≈ Y21Э
Y22	≈ Y22Э	≈ -Y12Э

Эквивалентная схема СУ на транзисторе приведена на рис. 5. Она состоит из транзистора, представленного в виде четырехполюсника ||Y||, входного и выходного колебательных контуров (K1), (К2), источника сигнала I_C с проводимостью g_C, нагрузки с проводимостью g_Н.

Существует ряд режимов работы СУ, которые отличаются различными величинами коэффициента усиления, коэффициента шума, частотной избирательности. Режимы работы СУ обеспечиваются соответствующим выбором коэффициентов включения m_IJ транзистора, источника сигнала и нагрузки в контуре.

Вне зависимости от того, в каком режиме работает СУ, необходимо выполнение условия:

,

где K₀ - резонансный коэффициент усиления СУ,

- устойчивый коэффициент усиления,

k_У – коэффициент устойчивости,

− модуль крутизны транзистора,

− модуль обратной проходной проводимости транзистора.

Выполнение этого условия гарантирует устойчивость усилителя и обеспечивает стабильность заданных частотных характеристик СУ. Рассмотрим некоторые из режимов работы СУ.

3.2.2. Режим максимального усиления при заданной полосе пропускания

Режим обе6спечивается выбором коэффициента включения транзистора и коэффициента включения нагрузки в колебательный контур на выходе СУ (выходной колебательный контур).

В этом режиме коэффициенты включения и выбираются в соответствии с выражениями

,

где g_к – проводимость контура,

g_н – проводимость нагрузки,

П_к – полоса пропускания нагруженного контура

,

П_кэ – полоса пропускания нагруженного контура (с учетом шунтирующего действия проводимости нагрузки и выходной проводимости транзистора),

g₂₂ – составляющая выходной проводимости транзистора.

При этом резонансный коэффициент усиления СУ K₀ вычисляется по формуле

.

3.2.3. Режим согласования источника сигнала при заданной полосе пропускания

Режим обеспечивается выбором коэффициента включения транзистора m₁₂ и m₁₁ в колебательный контур на входе СУ (входной колебательный контур). В этом режиме при заданной полосе пропускания от источника сигнала ко входу подводится максимальная мощность сигнала. Коэффициенты включения m₁₂ и m₁₁ следует выбирать по формулам

,

,

где g_к – проводимость контура,

g₁₁ − активная составляющая входной проводимости транзистора.

В этом режиме коэффициент шума Ш усилителя, если использован в нем полевой транзистор, включенный по схеме с общим истоком, может быть рассчитан по формуле

,

где − шумовое сопротивление транзистора,

t_с – относительная шумовая температура стока,

t_з – относительная шумовая температура затвора.