Читальный зал -->  Конструкции многокаскадных усилителей 

1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

сивные элементы в меньшей степени влияют на граничную частоту, которая в основном определяется свойствами транзистора (граничными частотами, входными и выходными емкостями, индуктив-ностями выводов). Из сказанного следует, что гибридно-пленочные микросхемы являются более высокочастотными, чем полупроводниковые. Возможности реальных микросхем оцениваются на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований, которые показывают, что при использовании транзисторов с /т - = 34 ГГц верхняя граничная частота усилителя достигает 300- 400 МГц [24].

Дальнейшее расширение полосы пропускания ограничивается влиянием реактивных элементов, в частности нз-за того, что межэлектродные емкости транзистора не могут быть меньше определенной величины, а его крутизна имеет конечное значение. Это приводит к тому, что коэффициент усиления отдельного каскада оказывается близким к единице. В связи со сказанным каскадный принцип построения широкополосных усилителей, когда коэффициент усиления всего тракта определяется произведением коэффициентов усиления входяш,их в него каскадов, становится неэффективным. Более целесообразным является построение сверхширокополосных трактов на основе использования усилителей с распределенным усилением (УРУ) [25].

Подобные усилители относятся к классу устройств, работающих по принципу направленного усиления и сложения высокочастотных сигналов на искусственных длинных линиях, называемых передающими линиями. Один каскад УРУ содержит несколько активных элементов, включаемых в простейшем случае входными электродами в подводящую сигнал искусственную длинную линию, а выходными электродами в выходную искусственную длинную линию, с выхода которой снимается усиленный сигнал. При таком принципе построения реактивные элементы каскада являются компонентами искусственных длинных линий и оказывают влияние лишь на параметры отдельных звеньев, а коэффициент усиления определяется суммой коэффициентов усиления активных элементов каскада.

На рис. 5 приведена схема УРУ с параллельным включением активных элементов. Такой усилитель отличается наибольшей простотой н применяется в случаях, когда активный или усилительный элемент (УЭ) обладает достаточно большими входными и выходными сопротивлениями. Сигнал, приложенный ко входу, распространяется вдоль исходной искусственной линии, образованной реактивными элементами: индуктивностями L1 и емкостями С1. Так как к каждой секции линии присоединены входные электроды УЭ, то емкости С1 частично или полностью образованы входными емкостями УЭ, а также емкостями монтажа. Сигнал снимается с выходной искусственной линии, образованной индуктивностями L2 и емкостями С2, которые образованы выходными емкостями УЭ и емкостями монтажа. В выходной линии имеет место двухсторонний режим бегущей волны. Волна входного сиг-

нала, перемещаясь вдоль входной линии, возбуждает в выходной линии по две волны от выходного электрода каждого УЭ, одна из которых распространяется влево и поглощается согласующим сопротивлением, а вторая достигает нагрузки. Волны напряжения, образуемые каждым УЭ, должны складываться на нагрузке синфазно.

Рис. 5. Структурная схема усилителя с распределенным усилением.

В силу сказанного усилитель с распределенным усилением позволяет получить усиление в широкой полосе частот от долей мегагерц до нескольких сотен мегагерц. Обеспечение широкого динамического диапазона в сверхширокополосных трактах на основе УРУ достигается путем использования описанных выше методов. Разумеется, специфика построения УРУ обусловливает определенные особенности как формы характеристик, так и закономерностей их изменения в интервале уровней входных сигналов. Так, стабильность амплитудно-частотной характеристики при изменении уровня входного сигнала определяется тем влиянием, которое оказывает усилительный элемент при переходе из режима усиления слабых сигналов к режиму усиления сильных сигналов на параметры соответствующих звеньев искусственных длинных линий. Это означает, что, как и в предыдущих случаях, определенный стабилизирующий эффект может быть достигнут за счет использования усилителей-ограничителей с отсечкой коллекторного тока. Необходимо отметить, что осуществляемое в УРУ суммирование сигналов, снимаемых с выходов отдельных каскадов, дает возможность получить амплитудную характеристику усилителя, близкую к логарифмической.

4. Фазоамплитудные характеристики

При построении радиоусилителей ШДД, особенно тех, которые входят в состав приемных трактов фазовых систем, наряду с амплитудно-частотной [7вых=/(и) при L/mBx = const И фазочэстотной

Ф = ф((в) характеристиками должна быть обязательпи учтена зависимость фазового сдвига выходного сигнала от интенсивности усиливаемого колебания или фазоамплитудная характеристика. Под фазоамнлитудной характеристикой в современной литературе понимается зависимость изменений фазового сдвига, вносимого усилителем и определяемого или на центральной (резонансной) частоте Афо, или на какой-либо произвольной частоте в пределах полосы пропускания (Дф), от уровня входного сигнала. В некоторых случаях о закономерностях изменения фазовых свойств усилителя в диапазоне уровней сигнала можно судить на основе зависимости относительного приращения времени группового запаздывания сигнала, определяемого на центральной (резонансной) частоте Atq/tq или в пределах полосы пропускания Дт/т, от уровня входного сигнала. Как известно, фазовая характеристика и время группового запаздывания усилителя связаны между собой следующим соотношением:

Ф I (10)

d К)

Присущая ряду явлений зависимость вносимого передаточной цепью (усилителем в частности) фазового сдвига от изменения интенсивности усиливаемого колебания терминологически определяется как амплитудио-фазовая конверсия (или АФК). Ее количественная оценка производится по фазоамплитуднон характеристике, т. е. путем определения приращения фазового сдвига в некотором интервале уровней входных сигналов. В некоторых случаях интенсивность АФК может быть оценена по зависимости времени дифференциального фазового запаздывания от уровня входного сигнала.

В многокаскадном усилителе результирующий фазовый сдвиг равен сумме фазовых сдвигов, обусловленных активными элементами и цепями межкаскадной связи [26]:

ФхФог + Фп. (11)

где л -число активных элементов, участвующих в усилении входного сигнала; k - количество пассивных (межкаскадных) цепей усилителя.

Такой характер формирования фазовой характеристики усилителя как суммы нескольких компонентов, обусловленных различными каскадами, определяет принципиально иную (по сравнению с амплитудно-частотной характеристикой) зависимость фазового сдвига от уровня входного сигнала. Как было отмечено выше, разделение задач частотной избирательности и формирования требуемой амплитудной характеристики между отдельными узлами усилительного тракта, который выполнен на базе нелинейного апериодического усилителя с широкой полосой пропускания, позволяет обеспечить амплитудно-частотную характеристику, форма которой не зависит от изменений уровня входного сигнала (или, по крайней мере, близка к таковой). В то же время задача стабилизации фазовой характеристики нелинейного широкополосного

1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.