Схемы избирательных усилителей

Усилители промежуточной частоты

Усилители промежуточной частоты (УПЧ) усиливают сигнал промежуточной частоты до величины необходимой для нормальной работы детектора. УПЧ обеспечивают основное усиление приемника и избирательность по соседнему сигналу.

При ограниченной ширине спектра сигнала идеальным был бы усилитель с прямоугольной амплитудно-частотной характеристикой. Однако практическая реализация такого приемника невозможна.

Для оценки УПЧ используются те же характеристики, что и для УРС: коэффициент усиления; избирательность; коэффициент шума; искажения и устойчивость работы.

Принципиальные электрические схемы не перестраиваемых УРС и УПЧ аналогичны. Они могут быть построены на транзисторах различных видов, а также на микросхемах. Отличие УРС от УПЧ состоит в частоте настройки резонансной нагрузки. В УРС избирательная нагрузка настроена на частоту принимаемого сигнала, а в УПЧ – на промежуточную частоту. Для приема рассмотрим некоторые схемы УРС (УПЧ).

Резонансный усилитель с общим эмиттером

Рисунок 3.16 - Резонансный усилитель с общим эмиттером

На рисунке 3.16 задействована схема избирательного усилителя на биполярном транзисторе с автотрансформаторным подключением контура к коллектору транзистора и к входу следующего каскада.

Отличительной особенностью такого усилителя является возможность получения большого коэффициента усиления по мощности.

На рис. 3.17 представлена схема усилителя на полевом транзисторе с трансформаторной связью стока с контуром.

Рисунок 3.17 - Усилитель на полевом транзисторе с трансформаторной связью стока с контуром

Резонансный усилитель по схеме с общей базой представлен на рис. 3.18.

Рисунок 3.18 - Резонансный усилитель по схеме с общей базой

В данной схеме база транзистора заземлена с помощью конденсатора.

Особенностью схемы является:

- полярность входного и выходных сигналов одинаковы, т.е. схема с общей базой не инвертирует полярность входного сигнала, как это происходит в схеме с общим эмиттером;

- ток, протекающий по цепи коллектор-эмиттер, является общим как для выходного (нагрузочного) контура, так и для входного. Этот ток создает на входном контуре падение напряжения, по фазе противоположное входному напряжению. Таким образом, в схеме с общей базой имеет место сильная отрицательная обратная связь по току. Это приводит к увеличению входной проводимости схемы, т.е. входное сопротивление схемы уменьшается. Согласно [7] можно считать, что

.

- при одинаковых условиях усилитель с общей базой имеет одинаковый коэффициент усиления по напряжению со схемой с общим эмиттером;

- коэффициент усиления номинальной мощности усиления с общей базой меньше чем у усилителя с общим эмиттером;

- усилитель по схеме с общей базой обеспечивает большей коэффициент устойчивого усиления по сравнению со схемой с общим эмиттером. Другими словами, каскад с общей базой может работать на более высокой частоте по сравнению с каскадом с общим эмиттером, обеспечивая при этом одинаковый с ним коэффициент усиления по напряжению.

Каскодная схема усилителя представлена на рисунке 3.19.

С целью повышения коэффициента устойчивого усиления разработаны различные варианты каскодных схем усилителей радиосигналов (в том числе и УПЧ).

Наиболее распространенной и лучшей по своим показателям является схема «общий эмиттер – общая база» (ОЭ-ОБ), представленная на рисунке 3.19.

Рисунок 3.19 - Каскодная схема усилителя

В этой схеме транзистор VT1 включен по схеме с общим эмиттером, а VT2 по схеме с общей базой.

Первый каскад нагружен низким входным сопротивлением схемы с общей базой [3,5,7]. Коэффициент усиления по напряжению каскада с ОЭ равен

.

Как правило, в таких схемах используются однотипные транзисторы. Тогда, а.

Следовательно, паразитная положительная обратная связь в этом каскаде значительно ослаблена.

Коэффициент усиления по мощности каскада с ОЭ составляет

.

Поскольку, а, то следует ожидать что.

Тогда коэффициент шума схемы ОЭ-ОБ

за счет большого значения будет незначительным и стремится к.

Таким образом схема ОЭ-ОБ является малошумящей и имеет высокий частотный потолок.

Дата добавления: 2014-01-04