Усилителя промежуточной

Параллельная обратная связь по току отличается от последовательной обратной связи по току только входной частью структурной схемы усилителя с параллельной обратной связью. Здесь напряжение Uoc образует ток обратной связи /ос, протекающий через дополнительный резистор R. Во входной цепи усилителя происходит алгебраическое сложение /ос и тока входного сигнала. Полная структурная схема усилителя с параллельной обратной связью по току просто формируется из ее частей, изображенных на. 3.24, где Uoc = IBbiXRot., а коэффициент обратной связи по току х; = /ос /7ВЫХ ж Roc /R. Глубина ООС по току F—l+v.^.

Для того чтобы убедиться в том, что общая обратная связь является отрицательной, полезно изобразить полярности полуволн напряжений во всех существенных точках принципиальной схемы. Так, например, на входе усилителя присутствует положительная полуволна UBli (см. 3.27). При этом на коллекторе транзистора VTV будет отрицательная полуволна, а на его эмиттере — положительная; на коллекторе транзистора VT2 и, следовательно, на эмиттере транзистора VT3 в этом случае будет присутствовать положительная полуволна сигнала. Эта положительная полуволна ?/вых поступает на эмиттер транзистора УТг, в то время как на его базе присутствует положительная полуволна [7ВХ, следовательно, на эмиттерном переходе транзистора F7\ будет создаваться разностное управляющее напряжение. Таким образом, во входной цепи усилителя происходит вычитание напряжений, что указывает на получение общей последовательной ООС..

В рассматриваемом здесь усилителе как входной сигнал, так и сигнал ООС приложены к одной точке схемы — к базе транзистора VT^. В результате во входной цепи усилителя происходит алгебраическое сложение токов, следовательно, данная обратная связь является параллельной. Поскольку сигнал обратной связи пропорционален выходному току и снимается со специального сопротивления выходного каскада Д,2, данная обратная связь является связью по току (что можно доказать и с помощью метода КЗ нагрузки).

усиливаемых сигналов; недостаток — входное сопротивление (ЯВ1, 39, a; RK, 39, б; R3, 39, в; Ra, 39, г) не может быть большим, ибо оно является также и сопротивлением отрицательной обратной связи и чем оно больше, тем обратная связь глубже, и тем меньше коэффициент усиления. Вторая особенность этого усилителя — выходной сигнал находится в фазе входном (так как во входной цепи усилителя происходит инверсия сигнала, обусловленная заземлением управляющего электрода).

Электронные генераторы бывают с внешним и внутренним возбуждением. Генераторы с внешним возбуждением управляются от постороннего источника сигналов, а генераторы с внутренним возбуждением — автогенераторы — возбуждаются самостоятельно. Для объяснения работы любого электронного генератора его структурную схему представляют в виде усилителя и цепи положительной обратной связи (см. гл. 10). В гл. 10 было показано, что коэффициент усиления такого усилителя, охваченного положительной обратной связью, /Сос = Л"/(1 — Kft) • При К$<[ введение положительной обратной связи увеличивает коэффициент усиления усилителя. Однако если произведение /(р приближается к единице, положение меняется — на выходе усилителя наблюдаются колебания даже при отсутствии сигнала на входе. Происходит самовозбуждение усилителя — превращение усилителя в генератор. Электронный автогенератор работает следующим образом. Сразу же после включения источника питания появляется некоторое напряжение на выходе усилителя (оно возникает либо из-за бросков тока, появляющегося при включении, либо из-за флуктуации токов и напряжений шума во всех элементах реальных электронных цепей). Это начальное напряжение усиливается усилителем и через цепь обратной связи в фазе подается на вход усилителя. Происходит самовозбуждение генератора, и напряжение на выходе усилителя

Генератор содержит усилитель, охваченный частотно-зависимой обратной связью -у (/) с фазовым сдвигом 180°; при отсутствии остальных узлов эта часть цепи представляет собой разновидность Z-C-генератора. Выходное напряжение генератора изменяется по фазе на 90° и используется для питания модулятора; выходное напряжение модулятора в свою очередь усиливается и поступает на вход усилителя параллельно с сигналом обратной связи от частотно-зависимой цепи. На входе усилителя происходит суммирование токов, находящихся в разных фазах. Один из токов пропорционален входному напряжению, в результате частота оказывается связанной почти линейной зависимостью с этим напряжением. Полная схема этого генератора приведена в работе [Л. 224].

В блоке усилителя происходит сравнение эталонного напряжения уставки с напряжением от датчика положения ленты. Знак разности этих напряжений соответствует направлению, в котором должна вращаться катушка, чтобы петля ленты в хранилище вернулась в среднее положение. Сигнал разности напряжений после усиления подается на приводной двигатель. В качестве устройства обратной связи служит тахогенератор.

В блоке усилителя происходит сравнение эталонного напряжения уставки с напряжением от датчика положения ленты. Знак разности этих напряжений соответствует направлению, в котором должна вращаться катушка, чтобы петля ленты в хранилище вернулась в среднее положение. Сигнал разности напряжений после усиления подается на приводной двигатель. В качестве устройства обратной связи служит тахогенератор.

На практике с целью уменьшения нелинейных искажений усиливаемого сигнала реализуется на режим В с углом отсечки 90°, а энергетически близкий к нему режим АВ с углом отсечки чуть больше 90° ( 5.7). Это связано с тем, что при малых сигналах работа усилителя происходит на нелинейных участках сквозных ДХ транзисторов и усиливаемый сигнал искажается. Искажение типа «ступенька» можно компенсировать за счет увеличения угла отсечки импульсов тока следующим образом.

Из 6.4, а, видно что во входной цепи усилителя происходит сложение входного напряжения t/щ и напряжения, снимаемого с четырехполюсника обратной связи, ?/0с=хи?/Вых. Следовательно,

Работа усилителя происходит следующим образом: в первом такте открывается транзистор Т", и его коллекторный ток протекает в направлении стрелки, изображенной сплошной линией; во (вторам такте работает транзистор Т', и ток i'c направлен в противоположную сторону. Отсюда видно, 'что через сопротивление нагрузки проходит ток, равный разности токов усилительных элементов /2=iid=
Процесс преобразования частоты в этой схеме сводится к следующему. В электрическую цепь, состоящую из нелинейного сопротивления (полупроводникового диода Д} и избирательной нагрузки LC (контура, настроенного на промежуточную частоту), подается два напряжения: напряжение принятого антенной сигнала U0 и напряжение местного вспомогательного генератора UF. В результате нелинейного преобразования этих напряжений в цепи протекают токи различных частот, в том числе ток разностной промежуточной частоты: /пр = /с— /г. Ток промежуточной частоты создает на избирательной нагрузке — колебательном контуре — падение напряжения (/ш промежуточной частоты. Напряжение с этого контура подается на вход первого каскада усилителя промежуточной частоты.

1.17. Конструкция усилителя промежуточной частоты с использованием кольцевых катушек индуктивности:

Пятисеточная лампа является семи-электродной. Частотопреобразовательные лампы имеют две управляющие сетки, на одну из которых подается сигнал с частотой /с, а на другую — напряжение от вспомогательного генератора, называемого гетеродином, с частотой /г. В анодную цепь частотопреобразователь-ной лампы включают колебательный контур, настроенный на частоту, равную разности /г — fc или fc — /Y, " называемую промежуточной частотой fnp. Сигнал, имеющий первоначально частоту /с и преобразованный в сигнал промежуточной частоты fnp, выделяется на колебательном контуре и усиливается каскадами усилителя промежуточной частоты. На промежуточной частоте в супергетеродинных приемниках (т. е. в приемниках с преобразованием частоты) происходит основное усиление сигналов.

Для экспресс-анализа применяются панорамные спектр-анализаторы, результат измерения (амплитудный спектр) в заданных частотном и амплитудном масштабах представляется на экране электронно-лучевой трубки. Это достигается тем, что частота настройки фильтра анализатора и развертка луча в электроннолучевой трубке ЭЛТ изменяется по одному и тому же закону одним и тем же пилообразным напряжением ( 157, а). При изме-кешш частоты гетеродина разностные частоты /р — /г — /г/,, (гетеродина и отдельных гармоник) последовательно становятся равными частоте настройки фильтра усилителя промежуточной частоты, выделяются им, детектируются (выпрямляются), усиливаются к подаются на пластаны вертикального отклонения, вызы-

Супергетеродинный радиоприемник AM сигналов ( 16.6) отличается от приемника прямого усиления наличием преобразователя и усилителя промежуточной частоты (УПЧ). С его помощью усиленный сигнал высокой частоты преобразуется в сигнал другой (промежуточной) частоты и на этой частоте усиливается до поступления на детектор. Промежуточная частоты — высокая частота на порядок выше модулирующей частоты. Форма огибающей амплитудно-модулированного высокочастотного сигнала после преобразования должен оставаться без изменения.

Разрешающая способность А/р определяется минимальным расстоянием по оси частот ( 6-3), при котором: можно выделить и измерить с заданной погрешностью две соседние составляющие спектра. Разрешающая способность прямо пропорциональна полосе пропускания фильтра 2А/Ф усилителя промежуточной частоты:

Девиометр представляет собой высококачественный калиброванный радиоприемник частотно-модулированных сигналов, и его структурная схема подобна схеме модуло-метра ( 6-14). Отличие заключается в том, что после усилителя промежуточной частоты имеется амплитудный ограничитель, а вместо амплитудного детектора используется частотный. Применяют частотные детекторы типа электронно-счетной схемы или на линии задержки. Вследствие общности большинства узлов модулометра и девио-метра они часто выпускаются в виде комбинированных приборов для измерения AM и ЧМ сигналов. Погрешность составляет 3 — 5 %.

Обобщенным параметром приемного устройства, в смесителе которого использован диод с определенными потерями преобразования и шумовым отношением, является нормированный коэффициент шума — значение коэффициента шума приемного устройства со смесительным диодом на входе при коэффициенте шума усилителя промежуточной частоты Fym, равном 1,5 дБ:

Частоту гетеродина выбираем так, чтобы контур усилителя промежуточной частоты выделял частоту ojnp = cu0—сог. Составляющая тока с частотой сощ„ найденная из (9.30), равна:

Необходимо также иметь в виду, что увеличение девиации частоты при модуляции заставляет соответственно увеличивать полосу пропускания усилителя промежуточной частоты в приемнике, а это ведет к росту уровня шумовых помех на входе ограничителя. Повышать еод8 можно лишь при условии обеспечения достаточно высокого уровня полезного сигнала на входе приемника, т. е. при достаточно большой мощности передатчика.

Пример 2. Разработать топологию каскада усилителя промежуточной частоты (УПЧ).