Вопрос 3 Усилительные приборы и схемы их включения.

Вопрос 2 Основные параметры УРЧ.

Усилители радиочастоты характеризуются следующими основ­ными параметрами.

Коэффициентом усиления по напряжению называется отноше­ние напряжения сигнала на выходе усилителя U_вых к напряже­нию на входеU_BX:

К=U_вых/U_вх, Kдб= 201gK. (2.2.1)

Для многокаскадного усилителя общий коэффициент усиления

К_о6щ= К₁К₂ ... К_п, К_общ.дБ=K_1дБ + K_2дБ +…+ K_nдБ.

При постоянной настройке резонансного усилителя его коэффици­ент усиления зависит от частоты подаваемого на его вход сигна­ла. Эта зависимость выражается резонансной характеристикой. Коэффициент усиления на резонансной частоте Ко максимальный и называется .резонансным.

Коэффициентом усиления по мощности называется отношение мощности на нагрузке усилителя к мощности сигнала на входе:

K_p= P_вых/ P_вх ,K_pдБ = 10 lgK (2.2.2)

В многокаскадном усилителе общий коэффициент усиления по мощности K_Pобщ = K_P1K_P2 … K_Pn, K_Pобщ.дБK_P1дБ + K_P2дБ + …+ K_PnдБ

Избирательность УРЧ определяется типом и параметрами из­бирательной цепи нагрузки электронного прибора. Избиратель­ность оценивается коэффициентом избирательности σ=Ko/K∆f, показывающим, во сколько раз уменьшается коэффициент усиле­ния при расстройке ∆f по сравнению с резонансным Ко. Избира­тельность многокаскадного усилителя определяется произведением коэффициентов избирательности отдельных каскадов: σ_общ = σ₁σ₂ … σ_n; σ_общ.дБ= σ_1дБ + σ_1дБ + …+ σ_nдБ.

Полосой пропускания называют полосу частот, «а границах которой коэффициент усиления по сравнению с резонансным уменьшается до определенного значения. Обычно ширину полосы пропускания определяют на уровне 0,707 (3 дБ) резонансного ко­эффициента усиления.

Искажения сигнала в усилителе вызываются избирательными цепями и нелинейностью характеристики усилительного прибора.

Устойчивость работы усилителя — это способность его сохра­нять постоянство основных параметров при изменении условий эксплуатации.

В радиоприемниках используются в основ­ном полупроводниковые приборы — биполярные и полевые тран­зисторы, диоды и интегральные микросхемы.

Усилители радиочастоты работают в режиме усиления малых сигналов. Поэтому 'можно считать, что работа усилительного при­бора происходит в пределах линейного участка его вольт-амперной характеристики.

Исходя из этого, усилитель можно представить в виде линейного четырехполюсника с двумя входными и двумя вы­ходными выводами. Усилительный прибор имеет только три вы­вода, которыми он подсоединяется к усилителю, поэтому он вклю­чается так, что один из его выводов является общим для входной и выходной цепей. В зависимости от того, какой из выводов эле­ктродов усилительного прибора является общим, различают три схемы включения усилительного прибора:

с общим входным электродом — эмиттером, истоком;

с общим управляющим электродом — базой, затвором;

с общим выходным электродом — коллектором, стоком. Схема с общим входным электродом (рисунок 3.1,а) в радиопри­емных устройствах применяется наиболее часто. Усилительный каскад по этой схеме обеспечивает наибольшее усиление мощнос­ти и имеет сравнительно большое входное и выходное сопротив­ления по переменному току. Напряжение на выходе каскада сдви­нуто по отношению к входному на 180°, т. е. усилитель инверти­рует фазу сигнала.

Рисунок 3.1 – Схемы включения усилительных приборов:

а — с общим входным электродом; б — с общим управляющим электродом; в— каскодные

Схема с общим управляющим электродом (рисунок 2.3.1,б) в радио­приемных устройствах применяется реже, чем схема с общим входным электродом. Недостатком ее является низкое входное сопротивление каскада (25...30 Ом). Оно шунтирует цепи преды­дущего каскада и вызывает большие потери мощности источника сигнала. Выходное сопротивление каскада большое (десятки килоом). Схема с общим управляющим электродом используется для согласования каскадов с низким выходным и высоким входным сопротивлениями. По сравнению со схемой с общим входным электродом она обеспечивает высокую стабильность и меньшие нелинейные искажения. Усилитель, собранный по этой схеме, «не сдвигает фазу выходного напряжения по сравнению с входным.

Схема с общим выходным электродом в радиоприемных устройствах применяется редко. По переменному току усилитель, вы­полненный по этой схеме, обладает большим входным и малым выходным сопротивлениями, поэтому он используется для согла­сования каскадов с .высоким (выходным .и низким входным сопро­тивлениями. Выходное напряжение каскада имеет фазу входного и почти равно ему. Каскад с общим коллектором (стоком) на­зывают эмиттерным (истоковым) повторителем.

В усилителях радиочастоты часто применяют непосредствен­ное соединение двух и более одиночных усилительных приборов, чаще одного типа. При этом наибольшее распространение получи­ли следующие схемы соединения усилительных приборов: каскодная, в которой отдельные усилительные приборы включены по различным схемам включения, и каскадная, в которой отдельные приборы включены по одинаковым схемам (рисунок 2.3.1,в); смешан­ная, в которой общим является только один из выводов усили­тельного прибора.