Материал: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие]

сель высокой частоты. Тогда усилитель имеет более узкую полосу пропускания.

Сетка лампы Л2 имеет положительный потенциал относительно земли, но она отрицательна по отношению к катоду. По перемен­ ному напряжению сетка заземлена при помощи конденсатора Cg. Таким образом, первый триод имеет заземленный катод, а вто­ рой— заземленную сетку. Очень.наглядно это видно на эквивалент­ ной схеме усилителя (рис. 2.138).

Рис. 2.138. Эквивалентная схема каскодного уси­ лителя с непосредственным соединением триодов

Рассматриваемую схему избегают называть двухкаскадным уси­ лителем, хотя в принципе это возможно. Для этого следует пола­ гать, что анодной нагрузкой первой лампы служит входное сопро­ тивление второй лампы.

Если усилительная лампа работает в линейном динамическом

Применительно к лампе Л\ это уравнение записывается так:

ПОСКОЛЬКУ трИОДЫ ВКЛЮЧеНЫ Последовательно, ТО 7?nal = Ana2 = /ma.

Приравнивая уравнения (2.236) и (2.237), имеем:

371

Поэтому

и .

т вых

Рис. 2.139. Эквивалентная схема каскодного усилителя с непосредственным соединением триодов

Но из уравнения (2.236) имеем:

На основании этого уравнения получается эквивалентная схема каскодного усилителя (рис. 2.139).

Из эквивалентной схемы легко получается уравнение для коэф­ фициента усиления каскодного усилителя с непосредственным со­

372

Любой каскодный усилитель обладает значительным усилением, большим входным и выходным сопротивлениями, имеет малые шумы и работает устойчиво.

Усилитель, изображенный на рис. 2.137, можно рассматривать как однокаскадный усилитель, выполненный на лампе с парамет­

лое входное и выходное сопротивления. Поэтому в резонансных УВЧ на таких транзисторах приходится применять неполное вклю­ чение контура в цепь коллектора и в цепь базы. Связь контура с транзистором может быть трансформаторной, автотрансформатор­ ной или емкостной.

По способу включения транзисторов УВЧ бывают: с общим эмиттером, с общей базой и каскодные. Для повышения стабиль­ ности параметров УВЧ в их схемах часто применяют элементы температурной стабилизации режима, а иногда и элементы нейтра­ лизации внутренней обратной связи *.

На рис. 2.140 приведены некоторые варианты схем УВЧ. Из них видно, что транзисторные усилители принципиально не отличаются от ламповых. Резисторы, показанные на схемах, обеспечивают не­ обходимый режим транзистора. Его стабилизация осуществляется за счет отрицательной обратной связи по постоянному току эмит­ тера (см. § 6). Входное напряжение управляет потоком инжекти­ руемых носителей. Поэтому ток коллектора пульсирует. Перемен­ ная составляющая коллекторного тока создает на контуре пере­ менное напряжение. Часть контурного напряжения является вы­ ходным. Данные напряжения максимальны на резонансной ча­ стоте.

В схеме, изображенной на рис. 2.140, а, применено двойное автотрансформаторное включение контура. Схема питания после­ довательная. Выходное напряжение снимается с индуктивности Ь2.

Коэффициент включения контура в цепь коллектора (коэффи­ циент трансформации)

373

Коэффициент включения контура в цепь базы следующего тран­ зистора

Рис. 2.140. Варианты схем транзисторных УВЧ

На рис. 2.140,6 показан вариант схемы с автотрансформатор­ ным включением контура в цепь коллектора и трансформаторным выходом. Коэффициенты включения в этой схеме таковы:

цМ

В схеме, изображенной на рис. 2.140,9, используется трансфор­ маторное включение контура в цепь коллектора и автотрансфор-

374

маторное включение в цепь базы следующего транзистора. В этой схеме

Если в усилителе используются транзисторы, у которых гранич­ ная частота значительно выше частоты полезного сигнала, то с до­ статочной степенью точности коэффициент усиления по напряже­ нию определяется по формуле

печивает температурную стабилизацию исходного режима за счет отрицательной обратной связи по постоянному току эмиттера тран­ зистора Т\. Нагрузкой транзисторов служит контур LK CK . Он вклю­ чен полностью ввиду значительного сопротивления выходной цепи транзисторов. Коллекторный резистор RK шунтирует контур. Вы­ ход усилителя автотрансформаторный.

10. Высокочастотные усилители на ЛБ В

В связи с развитием радиолокационной и особенно телеметри­ ческой импульсной радиосвязи возникла необходимость примене­ ния в радиоприемных устройствах усилителей высокой частоты с очень широкой полосой пропускания, малыми шумами и боль­ шим усилением,

375

Требовалось получить полосу пропускания высокочастотных усилителей порядка десятков процентов от несущей частоты при­ нимаемых колебаний. В процессе решения данной проблемы были созданы новые электронные приборы, получившие название ламп берущей волны (ЛБВ). Они получили наибольшее применение в диапазоне сантиметровых волн.

В усилителях на ЛБВ обычно нет колебательной системы. Уси­ ление колебаний происходит за счет длительного взаимодействия узкого электронного луча с электромагнитным полем бегущей вол­ ны усиливаемого сигнала.

Конструкция и принцип действия усилителя на ЛБВ рассмотре­ ны в предыдущей главе. Остается только добавить, что усилители на ЛБВ обладают коэффициентом шума примерно 4—8 дб при коэффициенте усиления по мощности до 50 дб.

Широкополосность усилителей бегущей волны позволяет исполь­ зовать их в радиоприемных устройствах для усиления наносекундных радиоимпульсов, т. е. импульсов, длительность которых изме­ ряется тысячными долями микросекунды.

11. Параметрические и молекулярные усилители

Лучшие радиолокационные приемники с ламповыми усилите­ лями высокой частоты имеют коэффициент шума порядка 4—5 дб. В таких усилителях внутренние шумы складываются из тепловых флюктуации электронов в различных проводниках (сопротивле­ ниях) и флюктуации электронного потока ламп.

Тепловые шумы уоилителя можно значительно уменьшить ох­ лаждением его до очень низкой температуры. Однако при этом ламповые шумы не уменьшаются. Поэтому возникла задача созда­ ния высокочастотных усилителей без электронного потока. Она была успешно решена. Новые безламповые усилители получили название параметрических и молекулярных.

В радиолокационных приемниках большее применение получили

параметрические усилители (ПУ).

Принцип действия ПУ основан на периодическом изменении внешней силой реактивного параметра колебательной системы, в которую вводится энергия усиливаемого сигнала.

быть с сосредоточенными или с распределенными параметрами в зависимости от диапазона усиливаемых колебаний. В сантиметро­ вом диапазоне применяют объемные резонаторы и отрезки волно­ водов. В дециметровом диапазоне широко используются коаксиаль­ ные резонаторы. В современных резонаторных ПУ в качестве пере­ менного (управляемого) параметра колебательной системы чаще используется емкость.

376