Лекция
Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про схемы резонансных усилителей, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое схемы резонансных усилителей , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов.
РЕЗОНАНСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ - усилитель электрических колебаний, содержащий резонансный колебательный контур и имеющий вследствие этого большое усиление в сравнительно узкой полосе частот вблизи резонансной частоты , что позволяет с помощью резонансный усилитель не только усиливать, но и выделять колебания с требуемыми частотами. резонансный усилитель широко используются в радиотехнике, главным образом в качестве малошумящих избират. усилителей на входе радиоприемных устройств и мощных усилителей на выходе радиопередающих устройств. По принципу работы разделяются на резонансный усилитель, построенные на невзаимных усилит, элементах без внеш. положит. обратной связи, и резонансный усилитель регенеративные.
Резонансный усилитель – это усилитель, в качестве нагрузки которого используется колебательный контур. В схеме резонансного усилителя с общим эмиттером в качестве коллекторной нагрузки используется параллельный колебательный контур.
В отличие от резистивного усилителя – усилителя, у которого в качестве нагрузки используются резисторы. Так как в этом усилителе из-за отсутствия катушек индуктивности (индуктивностью выводов элементов пренебрегаем) не возникает колебательных процессов, то резистивный усилитель часто называют апериодическим усилителем. Резисторы в резистивном усилителе используются в качестве внутренней и внешней нагрузки.
Общие сведения.
В усилителях радиосигналов применяются в основном два варианта включения усилительного прибора в каскадах на:
а) биполярных транзисторах:
б) полевых транзисторах:
в) лампах:
Усилители с общим эмиттером (истоком, катодом) в диапазоне метровых и более длинных волн позволяют получить наибольшее усиление по мощности.
Усилители с общей базой (затвором, сеткой) отличаются большей устойчивостью против самовозбуждения, поэтому часто используются в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Принципы построения и анализа резонансных усилителей идентичны для различных типов усилительных приборов и вариантов их включения. Поэтому при дальнейшем анализе в основном будем рассматривать схемы с ОЭ (ОИ, ОК). По способу связи контура с активными элементами различают схемы с непосредственной, автотрансформаторной и трансформаторной связью.
Резонансным усилителем радиочастотных колебаний будем называть усилитель, в котором в качестве сопротивления нагрузки транзистора, электронной лампы или операционного усилителя используется параллельный колебательный контур, настроенный в резонанс с частотой усиливаемых колебаний.
Резонансный усилитель имеет ряд преимуществ по сравнению с ЯС-усилителем:
В качестве примера на рис. 5.1 приведена схема одноконтурного транзисторного резонансного усилителя с автотрансформаторной связью контура с транзисторами первого и второго каскадов. Используется частичное включение транзисторов в контур для уменьшения шунтирующего влияния выходного сопротивления транзистора КГ, и сопротивления нагрузки на эквивалентное сопротивление контура, а также для согласования входного и выходного сопротивлений транзистора и нагрузки. Коэффициенты включений т, и т2 определены согласно формулам m, = W{/W0, тг— ИУ*К0, гДе К — общее количество витков в катушке контура; Wx — количество витков до отвода к коллектору транзистора КГ,; W2 — количество витков до отвода к нагрузке.
Требования наилучшего согласования, т.е. наибольшего коэффициента усиления приводят к сильному шунтированию контура и значительному снижению избирательности, поэтому для сохранения требуемой избирательности коэффициенты включения делают меньшими, при этом коэффициент усиления и КПД также снижаются. Если выходное сопротивление активного элемента велико (для ламп, полевых транзисторов и некоторых типов биполярных тран-
Рис. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 5.1. Электрическая принципиальная схема резонансного усилителя
зисторов), то можно использовать полное включение колебательного контура в выходную цепь активного элемента. Аналогичные соображения справедливы и для сопротивления нагрузки контура.
Отличием данного усилителя от резисторного является то, что в цепь стока включен параллельный колебательный контур.
Pисунок 9.1.
- источник питания стока;
- резонансная нагрузка усилителя;
- развязывающий фильтр цепи питания, 
выбирается из условия 
- при этом резонансная частота контура практически будет определяться параметрами .
- резистор, обеспечивающий заданное напряжение смещения на затворе;
- резистор, служащий для передачи напряжения смещения на затвор;
- устраняет отрицательную ОС по переменному току;
- разделительный.
В схеме применено последовательное питание стока через развязывающий фильтр и индуктивность 
.
Часто используется автотрансформаторное подключение стока к контуру, позволяющее повысить устойчивость усилителя.
В схемах на биполярных транзисторах используется частичное подключение к контуру усилительного прибора и нагрузки. Это позволяет уменьшить шунтирование контура сравнительно малыми входными и выходными сопротивлениями транзисторов. Кроме того, как уже отмечалось выше, неполное подключение контура позволяет повысить устойчивость работы усилителя.
Рассмотрим автотрансформаторную и трансформаторную схемы связи.
Схема с двойной автотрансформаторной связью контура.
Pисунок 9.2.
- делитель, обеспечивающий рабочую точку транзистора;
- резистор, обеспечивающий температурную стабилизацию рабочей точки за счет ООС по постоянному тока;
- исключает ОС по переменному току;
- развязывающий фильтр цепи питания;
- резонансная нагрузка усилителя;
- разделительный конденсатор, предотвращающий попадание питающего напряжения коллектора в цепь базы второго транзистора.
В данной схеме транзистор усилителя автотрансформаторно подключен к контуру с коэффициентом
.
Вход следующего каскада автотрансформаторно подключен к контуру с коэффициентом включения
.
Во второй схеме контур имеет трансформаторную связь с коллектором транзистора данного каскада и автотрансформаторную со входом следующего. Трансформаторная связь конструктивно более удобна (более гибка). Возможны и другие варианты схемы.
Pисунок 9.3.
Общим для всех схем является двойное частичное включение контура. Полное включение можно рассматривать как частный случай, когда коэффициенты включения равны 1. Поэтому для анализа можно использовать одну обобщенную эквивалентную схему замещения усилителя.
Для анализа работы усилителя по переменному току используем эквивалентную схему одноконтурного резонансного усилителя, приведенную на рис. 5.2.
Рис. 5.2. Эквивалентная схема резонансного усилителя
При анализе работы усилителя надо решить следующие задачи:
Эквивалентная схема рис. 5.2 построена на основании электрической принципиальной схемы рис 5.1. На схеме рис. 5.2 приняты следующие обозначения:
Емкости конденсаторов Сш, Сэ, С, и С2 выбираются настолько
большими, что их сопротивлением по переменному току на рабочих частотах можно пренебречь.
Для нахождения UBblx пересчитаем все элементы схемы ко всему колебательному контуру и найдем напряжение на колебательном контуре UK и номиналы пересчитанных элементов, стоящих до и после контура. Пересчет основан на равенстве мощности на реальных и пересчитанных сопротивлениях и емкостях.
Эквивалентная схема, приведенная ко всему контуру, представлена на рис. 5.3.
Рис. 5.3. Приведенная эквивалентная схема резонансного усилителя
Поскольку транзистор включен к части колебательного контура, необходимо провести пересчет сопротивлений значений сопротивлений и емкостей. Проведем пересчет сопротивлений.
Мощность, рассеивающаяся на сопротивлении /?вых:
равна мощности, рассеивающейся на пересчитанном сопротивлении %ьк:
отсюда
так как 
, то величина пересчитанного сопротивления определяется формулой
Аналогично пересчитывается сопротивление нагрузки 
. При автотрансформаторном включении т1 < 1 и т2 < 1, поэтому 
, следовательно, при неполном включении контур будет шунтироваться меньше, чем при полном включении.
Пересчет емкостей проводим на основе закона сохранения энергии на реальной и пересчитанной емкостях:
отсюда
Аналогично пересчитывается емкость нагрузки: 
. Поскольку тх и т2 меньше 1, то вносимые в контур емкости при частичном включении уменьшаются.
Введем эквивалентную емкость контура с учетом внесенных в контур емкостей
и эквивалентное сопротивление Яэ
где — коэффициент шунтирования, который определяется формулой
Проведем также пересчет тока источника ко всему контуру 
где IR = SUBX, отсюда
Эквивалентная схема с учетом новых обозначений преобразуется к виду, представленному на рис. 5.4.
Рис. 5.4. Упрощенная эквивалентная схема
Статью про схемы резонансных усилителей я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое схемы резонансных усилителей и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов
Комментарии
Оставить комментарий
Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов
Термины: Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов