(495)510-98-15
Меню
Главная »  Измерение лучистой энергии 

1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ

При проектировании и конструировании различных электронных устройств требуются избирательные усилители как низкой, так и высокой частоты.

В настоящей главе описаны схемы усилителей, избирательность которых достигается благодаря применению резонансных контуров, избирательных обратных связей и избирательных Т-образных фильтров типа RC.

Простейшие избирательные усилители

На рис. 23 показана схема избирательного усилителя низкой частоты [Л. 111. Усилитель собран на двух транзисторах 7\ и Т2. Коэффициент усиления - порядка 100. Входной сигнал от 1 до 30 мв усиливается без искаже-

I-Т-Т-1-°

-9в


Рис. 23. Избирательный УНЧ.

ний. Избирательность усилителя достигается тем, что в цепь обратной связи включен П-образный LC-фильтр, состоящий из катушки индуктивности Lx и конденсатора Cs и С4.

Входной сигнал низкой частоты через конденсатор Сг поступает на базу транзистора Тх. В целях максимального усиления оба каскада усилителя выполнены по схеме с общим эмиттером. Термостабилизация обеспечена тем, что в цепи баз включены делители, состоящие из сопротив-

лений Rlt Rz и R6, R7, а в цепи эмиттеров - ячейки отрицательной обратной связи Rt, Съ и Rs, С8.

Через П-образный фильтр отрицательная обратная связь поступает с коллектора транзистора 7\ на его эмиттер. Так как фильтр относится к резонансному типу, то усиливается только резонансная частота, все же остальные частоты ослабляются. Для регулировки полосы пропускания используют сопротивление R5. Катушкой индуктивности Lx могут служить тороидальные ферритовые


Рис. 24. УПЧ без нейтрализации.

сердечники. Для частоты 1 кгц индуктивность должна быть порядка 5 гн.

Избирательность усилителя невысока. При указанных параметрах на схеме изменение частоты на ±5% вызывает ослабление сигнала в 5 раз. Напряжение питания, составляющее 9 в, можно изменять на ±0,5 в без заметного влияния на работу схемы. Потребляемый схемой ток не превышает 4 ма.

На рис. 24 изображена схема усилителя промежуточной частоты без нейтрализации [Л. 18]. Коэффициент усиления схемы - порядка 400-500. Входной сигнал до 10 мв усиливается без искажений. Промежуточная частота зависит от параметров контуров Lx - С4 и L2 - С7 и равна 450-470 кгц при полосе пропускания 6 кгц. Схема устойчиво работает до температуры +40° С. Потребляемый ток не. превышает 2,5 ма.



Избирательность схемы обеспечена тем, что в эмит-терные цепи транзисторов введены последовательные резонансные контуры. В каждом каскаде появляется частотно-зависимая отрицательная обратная связь. В результате каскад усиливает только частоту резонанса контура, ослабляя все другие частоты. Настройка контуров на резонансную частоту, близкую к 465 кгц, осуществляется с помощью сердечников катушек.

В качестве сердечников использованы броневые гор-шкообразные сердечники типа СБ-Ф с подстроечником. Катушки L, и L2 намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,2 мм и имеют по 60 витков каждая. Для грубой настройки контуров в резонанс служат конденсаторы С4 и С7. При увеличении значения конденсаторов коэффициент усиления усилителя увеличивается, но полоса пропускания становится шире. Рабочая точка транзисторов определяется сопротивлениями Rx и R7.

Чтобы предотвратить самовозбуждение усилителя по цепи питания, в схему включены развязывающие цепочки R3 - С2 и RB - С5. Уменьшению влияния второго каскада на первый способствует сопротивление Re, включенное последовательно с конденсатором С3.

Принципиально усилитель можно настроить на любую другую частоту от десятков до сотен килогерц. Для этого необходимо подобрать соответствующее реактивное сопротивление контура. Настройка усилителя не встречает затруднений. Его можно использовать как избирательный усилитель для самых разнообразных целей.

На рис. 25 приведена принципиальная схема усилителя промежуточной частоты на кремниевых транзисторах [Л. 11 ]. Хотя усилитель выполнен без нейтрализации, но при отклонении температуры на ±20° С от нормальной он не проявляет склонности к возбуждению. Промежуточная частота .составляет 465 кгц, а полоса пропускания равна 5-6 кгц. Коэффициент усиления - порядка 600. Максимальное напряжение на входе не должно превышать 15 мв. Потребляемый ток не более 10 ма. . При изменении напряжения питания на ±2 в усилитель сохраняет работоспособность.

В трансформаторах Трх, Тр2 и Тр3 применены сердечники СБ-1а. Все три трансформатора могут иметь одинаковые намоточные данные: обмотка с отводом 170 витков выполнена проводом ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм, отвод

от 70-го витка - со стороны заземленного конца; вторая обмотка (без отвода) содержит 20 витков того же провода, но диаметром 0,2 мм.

Усилитель обладает трансформаторными связями между каскадами, что позволяет согласовывать входное и выходное сопротивления каскадов. Чтобы повысить стабильность режимов транзисторов, в цепи баз включены делители из сопротивлений Rx, R* и Ru, R6. В эмиттеры транзисторов включены сопротивления R3 и R7, в результате чего оба каскада охвачены отрицательной обратной


Рис. 25. УПЧ на кремниевых транзисторах.

связью по постоянному току. Параллельно сопротивлениям включены конденсаторы С3 и С7. Настройка всех трех контурных трансформаторов в резонанс осуществляется с помощью конденсаторов С2, С5 и С9. Для более точной подстройки пользуются сердечниками трансформаторов.

Чтобы получить коэффициент усиления, превышающий 1000, надо вместо сердечников СБ-1а применить сердечники СБ-Ф, что значительно уменьшит емкость подстроечных конденсаторов С2, Сь и Св. В случае возбуждения усилителя можно включить конденсатор на 20-30 пф между базой и коллектором первого транзистора; коэффициент усиления упадет на 10%, но устойчивость работы не снизится. Чадбы повысить ее, можно включить конденсатор на 200 пф между базой транзистора Т2 и эмиттером транзистора Тх. Это увеличит коэффициент усиления примерно на 20% и улучшит избирательность.



Для развязки по цепи питания в коллектор каждого из транзисторов включены ячейки /?С-фильтров: /?4 - С4 и R8 - С8. Уменьшая величины этих сопротивлений и увеличивая емкость конденсаторов, можно повысить коэффициент усиления еще примерно на 10%. Если усилитель работает при нормальной температуре, то с помощью перечисленных мер можно, пренебрегая требованиями стабильности работы, довести коэффициент усиления до 3000-4000.

Поиски высокой избирательности схем на транзисторах в звуковом диапазоне могут привести к определенным трудностям в изготовлении. Между тем усложнение схемы, а следовательно, и увеличение числа ее элементов, приводит к понижению надежности и ухудшению стабильности.

В качестве наиболее простой схемы с высокой избирательностью и стабильностью назовем схему умножения добротности, представленную на рис. 26 [Л. 19].

При номиналах, указанных на схеме, резонансная частота контура Lt-С3 равна 10 кгц. В случае подачи на вход 1 мв от генератора ЗГ-12 сигнал на выходе достигает 1 в; сопротивление нагрузки при этом должно быть не менее 5 ком.

С изменением частоты на 1 % выходное напряжение уменьшается до 200 мв, а с изменением на 2%-до 20-30 мв.

Схема проверена и на частотах 15 и 20 кгц. Изменение резонансной частоты достигается изменением емкости конденсатора С3:

Емкость С,. Частота,

пф кгц

600 15

300 20

Схема устойчиво работает при изменении питающего напряжения в пределах ± 1,5 е.

При настройке схемы конденсатор С3 заменяют магазином емкостей, а сопротивление JR4 - переменным сопротивлением 5 ком. Сопротивлением Rx регулируют избирательность каскада.

Величину сопротивления выбирают практическим путем, руководствуясь стремлением обеспечить максимально требуемую избирательность и вместе с тем исключить 50

возможность возникновения генерации. При закороченном входе и без каких-либо мер по экранировке шумы схемы составляют 10-20 мкв.

Катушка Lx намотана на кольце 10,5 х 6 х 5 мм из феррита М-2000. Обмотки, содержащие по 300 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,1 мм, соединены последовательно. При изменении входного сигнала от 0,1 до 3 мв выходной сигнал имеет чисто синусоидальную форму.

Температурные влияния на схему были проверены в диапазоне от 20 до 40° С; отмечено изменение выход-


ного напряжения на 4%, но избирательность схемы не ухудшилась. Соответствующее изменение параметров контура Lx-С3 не отражается на равномерности частотной характеристики схемы в интервале от 5 до 100 кгц.

Чтобы согласовать входное сопротивление схемы усилителя с входным сопротивлением избирательного каскада на транзисторе Т2, включен эмиттерный повторитель на транзисторе 7\. Третий каскад в виде усилителя напряжения на транзисторе Т3 выполнен по схеме с общим эмиттером. В цепи баз всех транзисторов включены делители из сопротивлений: Rx, R2; R&, Ra; R9, Rl0\ это сделано для стабилизации режимов. Третий каскад на транзисторе Тя охвачен отрицательной.обратной связью по переменному току; это достигнуто включением сопротивления R12 в цепь эмиттера.

Узкополосность схемы обеспечена подачей положительной обратной связи с сопротивления R8 через сопротивление /?4 на базу транзистора Тй. Трансформатор Тр,



1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.