Резонансный усилитель напряжения (РУН)

В приемниках РУН выступает в роли усилителя высоких частот (УВЧ).

_Э, _Э – элементы эмиттерной стабилизации.

_Ф, _Ф – обеспечивают развязку каскадов по питанию.

В этой схеме коллекторная стабилизация отсутствует, а следовательно отсутствует ООС по переменному току, т.е. нет снижения _U.

В данной схеме электролитов нет, все конденсаторы керамические (емкости этих конденсаторов 10^ки нФ).

Принцип усиления:

Если частота входного сигнала совпадет с частотой свободных колебаний контура, наступит резонанс токов, входное сопротивление колебательного контура станет чисто активным и достаточно большим ( _ое десятки кОм), а, следовательно, и падение напряжения на нем также будет большим. Если же частота входного сигнала будет отличаться от частоты свободных колебаний контура, резонанса токов не будет, сопротивление контура будет реактивным и малым по величине, следовательно, и падение напряжения на этом сопротивлении будет мало. Таким образом, АЧХ резонансного усилителя будет выглядеть:

_U

₀ - резонансная частота контура

.

₀

Добротность такого контура: , где

– активное сопротивление потерь;

- волновое сопротивление: .

Недостаток схемы:

Малое выходное сопротивление транзистора (ОЭ) и малое входное сопротивление следующего каскада шунтируют контур, в результате чего в контур вносятся дополнительные потери, что снижает его добротность и расширяет ПП усилителя, т.е. ухудшает избирательность.

Добротность контура с учетом шунтирующего влияния УЭ и :

Потери, вносимые УЭ потери, вносимые сопротивлением нагрузки

Для устранения данного недостатка используют слабую связь контура с УЭ и (контур 2^го вида).

Автотрансформаторное включение контура

 

Добротность для данной схемы определяется следующим образом:

(*), где

- коэффициент подключения контура к УЭ ;

- коэффициент подключения контура к .

Т.к. , , то знаменатель выражения (*) уменьшается, следовательно, приведенная добротность увеличивается, т.е. избирательность повышается.

Многоконтурный РУН

Недостаток усилителя с одиночным контуром – невозможность получения требуемой избирательности при заданной ПП (получая заданную ПП, мы проигрываем в избирательности).

Выход: использование многоконтурных резонансных систем, у которых ПП зависит не только от добротности колебательных контуров, но и от степени связи между контурами.

Многоконтурные резонансные системы широко используются в усилителях промежуточной частоты (УПЧ).

УПЧ с полосовым фильтром

М

М- коэффициент взаимоиндукции

Полосовой фильтр (ПФ) – система из нескольких контуров, связанных между собой индуктивной или емкостной связью.

Контуры слегка расстроены относительно резонансной частоты .

Обычно применяют частичное включение контуров, что снижает коэффициент усиления, но повышает добротность и избирательность.

АЧХ такого усилителя:

К_U

К_UO

0,707К_UО

 

fПР

f

ПП

 

Число горбов равно числу контуров

Применение связанных колебательных контуров повышает избирательность (АЧХ стремится к «П»-образной форме), но уменьшает К_U (т.к. происходит потеря энергии при передаче ее из одного контура в другой).

Введем понятие «коэффициент прямоугольности». Коэффициентпрямоугольности – это отношение полосы пропускания на уровне 0,1 к полосе пропускания на уровне 0,7: > 1.

Чем ближе К_П к 1, тем ближе резонансная характеристика к идеальной, которая выглядит:

К_U

 

 

f_ПР f

Связь между контурами считается оптимальной, если провал характеристики достигает уровня 0,707 от максимального значения K_UO. В этом случае и К_П 1 и K_U имеет достаточно большое значение.