Visokofrekventni krug pojačala snage um 83.1. Jednostavna visokofrekventna (UHF) pojačala za prijemnike. Raspored elemenata na tiskanoj ploči

Potrošnja struje - 46 mA. Prednapon V bjas određuje razinu izlazne snage (pojačanje) pojačala

Slika 33.11. Unutarnja struktura i pinout TSH690, TSH691 mikro krugova

Riža. 33.12. Tipično uključivanje TSH690, TSH691 mikro krugova kao pojačalo u frekvencijskom pojasu 300-7000 MHz

i može se podesiti unutar 0-5,5 (6,0) V. Koeficijent prijenosa mikro kruga TSH690 (TSH691) pri prednaponu V prednaponu = 2,7 V i otporu opterećenja od 50 Ohma u frekvencijskom pojasu do 450 MHz je 23 ( 43) dB, do 900(950) MHz - 17(23) dB.

Praktično uključivanje TSH690, TSH691 mikro krugova prikazano je na sl. 33.12. Preporučene vrijednosti elementa: C1=C5=100-1000 pF; C2=C4=1000 pF; C3=0,01 µF; L1 150 nH; L2 56 nH za frekvencije koje ne prelaze 450 MHz i 10 nH za frekvencije do 900 MHz. Otpornik R1 može se koristiti za reguliranje razine izlazne snage (može se koristiti za sustav automatske kontrole izlazne snage).

Širokopojasni INA50311 (Sl. 33.13), proizvođača Hewlett Packard, namijenjen je za upotrebu u mobilnoj komunikacijskoj opremi, kao i u kućnoj elektroničkoj opremi, npr. antensko pojačalo ili radiofrekventno pojačalo. Radni opseg pojačala je 50-2500 MHz. Napon napajanja - 5 V s potrošnjom struje do 17 mA. Prosječni dobitak

Riža. 33.13. unutarnja struktura mikro krugovi ΙΝΑ50311

10 dB. Maksimalna snaga signala koja se dovodi na ulaz na frekvenciji od 900 MHz nije veća od 10 mW. Broj buke 3,4 dB.

Tipična veza mikro kruga ΙΝΑ50311 kada se napaja stabilizatorom napona 78LO05 prikazana je na sl. 33.14.

Riža. 33.14. širokopojasno pojačalo na čipu INA50311

Shustov M. A., Strujni krugovi. 500 uređaja na analognim čipovima. - St. Petersburg: Znanost i tehnologija, 2013. -352 str.

Jednostavno pojačalo sa samo jednim tranzistorom može se napraviti za pojačavanje slabog RF signala za radio, TV ili radio stanicu.

Članak u nastavku predstavlja dva kruga jednostavnih pojačala. H Kupujem ga u trgovini, jeftinije je sami sastaviti pojačalo, s karakteristikama koje ponekad nisu lošije od onih kupljenih u trgovini.

Za sastavljanje je potrebno samo nekoliko dijelova. Čak i početnik radio amater može se nositi sa sastavljanjem pojačala. U njemu nema induktora, pojačala su širokopojasna i pokrivaju cijeli raspon pojačanog signala, uključujući UHF. U svakom slučaju, rezultat je bio više nego što sam očekivao. Većina VHF lokalnih televizijskih i radijskih emisija počela se primati kvalitetnije, slika je postala jasnija.

Dijagram strujnog kruga pojačala

Glavni dio ovog kruga je visokofrekventni tranzistor reverzne vodljivosti (npn) Q1 (2SC2570), posebno dizajniran za VHF pojačanje signalni krug bez prigušnice.

Ako planirate stalno koristiti pojačalo, tada možete isključiti S2, koji je potreban za zaobilaženje pojačala.

Pojačalo je sastavljeno na tiskanoj ploči.

tiskana ploča

Raspored elemenata na tiskanoj ploči

Druga verzija sklopa s dodatnim pojačalom za HF područje

Shema dvopojasnog HF/VHF pojačala

U ovom krugu se dodaje VF pojačalo tranzistor s efektom polja(Q1 MFE201 N-kanalni dva vrata i Q2 (i 2SC2570 n-p-n RF silicijski tranzistor), koji daju dva neovisna pojačala, preklopna prekidačem S1. Rezultat je jednostavna aktivna antena dizajnirana za pojačavanje signala od 3 do 3000 MHz (tri raspona: 3-30 MHz visokofrekventni (HF) signali; 3-300 MHz vrlo visokofrekventni (VHF) signali; 300-3000 MHz ultravisokofrekventni (UHF) signali.

Većina ljubitelja zvuka prilično je kategorična i nije spremna na kompromise pri odabiru opreme, s pravom vjerujući da zvuk koji se percipira mora biti čist, snažan i impresivan. Kako to postići?

Pretraži podatke za svoj zahtjev:

RF pojačala snage

Sheme, referentne knjige, podatkovne tablice:

Cjenici, cijene:

Rasprave, članci, priručnici:

Pričekajte da završi pretraživanje u svim bazama podataka.
Po završetku pojavit će se poveznica za pristup pronađenim materijalima.

Možda će glavnu ulogu u rješavanju ovog problema igrati izbor pojačala.
Funkcija
Pojačalo je odgovorno za kvalitetu i snagu reprodukcije zvuka. Istovremeno, pri kupnji treba obratiti pažnju na sljedeće simbole koji označavaju implementaciju visoka tehnologija u proizvodnji audio opreme:

• Hi-fi. Pruža maksimalnu čistoću i točnost zvuka, oslobađajući ga od strane buke i izobličenja.
• Hi-end. Izbor perfekcionista koji je spreman skupo platiti za užitak razaznavanja najsitnijih nijansi svojih omiljenih glazbenih kompozicija. Ručno sastavljena oprema često je uključena u ovu kategoriju.

Specifikacije na koje treba obratiti pozornost:

• Ulazna i izlazna snaga. Nazivna izlazna snaga je od odlučujuće važnosti jer rubne vrijednosti često su nepouzdane.
• Raspon frekvencija. Varira od 20 do 20000 Hz.
• Faktor nelinearne distorzije. Ovdje je sve jednostavno - što manje to bolje. Idealna vrijednost, prema stručnjacima, je 0,1%.
• Omjer signala i šuma. Moderna tehnologija pretpostavlja vrijednost ovog pokazatelja preko 100 dB, što minimizira vanjsku buku prilikom slušanja.
• Faktor dampinga. Odražava izlaznu impedanciju pojačala u odnosu na nazivnu impedanciju opterećenja. Drugim riječima, dovoljan faktor prigušenja (više od 100) smanjuje pojavu nepotrebnih vibracija opreme i sl.

Treba imati na umu: proizvodnja visokokvalitetnih pojačala je radno intenzivan i visokotehnološki proces; prema tome, preniska cijena s pristojnim karakteristikama trebala bi vas upozoriti.

Klasifikacija

Za razumijevanje raznolikosti tržišne ponude potrebno je razlikovati proizvod prema različitim kriterijima. Pojačala se mogu klasificirati:

• Snagom. Preliminarni je neka vrsta srednje veze između izvora zvuka i konačnog pojačala snage. Pojačalo snage je pak odgovorno za snagu i glasnoću izlaznog signala. Zajedno čine kompletno pojačalo.

Važno: primarna konverzija i obrada signala odvija se u pretpojačalima.

• Na temelju elementne baze postoje cijevni, tranzistorski i integrirani umovi. Potonji je nastao s ciljem kombiniranja prednosti i minimiziranja nedostataka prva dva, na primjer, kvaliteta zvuka cijevnih pojačala i kompaktnost tranzistorskih pojačala.
• Na temelju načina rada pojačala se dijele na klase. Glavne klase su A, B, AB. Ako pojačala klase A troše puno energije, ali proizvode kvalitetan zvuk, pojačala klase B su upravo suprotno, klasa AB se čini kao optimalan izbor, predstavljajući kompromis između kvalitete signala i prilično visoke učinkovitosti. Tu su i klase C, D, H i G, koje su nastale korištenjem digitalnih tehnologija. Također postoje jednociklični i push-pull način rada izlaznog stupnja.
• Ovisno o broju kanala, pojačala mogu biti jednokanalna, dvokanalna i višekanalna. Potonji se aktivno koriste u kućnim kinima za stvaranje volumetrijskog i realističnog zvuka. Najčešće postoje dvokanalni za desni, odnosno lijevi audio sustav.

Pažnja: proučavanje tehničkih komponenti kupnje je, naravno, neophodno, ali često je odlučujući faktor jednostavno slušanje opreme po principu zvuči li ili ne.

Primjena

Izbor pojačala uvelike je opravdan svrhom za koju se kupuje. Navodimo glavna područja uporabe audio pojačala:

1. Kao dio kućnog audio sustava. Očito je da najbolji izbor je cijevni dvokanalni jednostrani razred A, također optimalan izbor može formirati trokanalnu klasu AB, gdje je jedan kanal namijenjen za subwoofer, s Hi-fi funkcijom.
2. Za auto audio sustav. Najpopularnija su četverokanalna pojačala klase AB ili D, ovisno o financijskim mogućnostima kupca. Automobili također zahtijevaju funkciju skretnice za glatku kontrolu frekvencije, omogućujući smanjenje frekvencija u visokom ili niskom rasponu prema potrebi.
3. U koncertnoj opremi. Kvaliteta i mogućnosti profesionalne opreme opravdano su podložne većim zahtjevima zbog velikog prostora širenja zvučnih signala, kao i velike potrebe za intenzitetom i trajanjem korištenja. Stoga se preporuča kupiti pojačalo najmanje klase D, sposobno raditi gotovo na granici svoje snage (70-80% deklarirane), po mogućnosti u kućištu od visokotehnoloških materijala koji štite od negativnih utjecaji. vremenski uvjeti i mehanički utjecaji.
4. U studijskoj opremi. Sve navedeno vrijedi i za studijsku opremu. Možemo dodati i najveći raspon frekvencije reprodukcije - od 10 Hz do 100 kHz u usporedbi s onim od 20 Hz do 20 kHz u kućnom pojačalu. Također je vrijedna pomena mogućnost zasebnog podešavanja glasnoće na različitim kanalima.

Na način na koji dugo vremena Kako biste uživali u čistom i kvalitetnom zvuku, preporučljivo je unaprijed proučiti raznovrsnu ponudu i odabrati opciju audio opreme koja najbolje odgovara vašim potrebama.

Visokofrekventna pojačala snage izgrađena su prema krugu koji sadrži stupnjeve za pojačanje, filtar i krugove automatizacije. Pojačala karakteriziraju nazivna izlazna i minimalna ulazna snaga, radni frekvencijski raspon, učinkovitost, osjetljivost na promjene opterećenja, razina neželjenih fluktuacija, stabilnost i pouzdanost rada, težina, dimenzije i cijena.

Trenutno dobivene maksimalne vrijednosti izlazne snage na frekvencijama do 100 MHz iznose nekoliko desetaka kilovata. Uz znatno manju snagu koju daju pojedinačni tranzistori (ne više od 200 W), te se vrijednosti postižu posebnim uređajima za kombiniranje signala, među kojima su najčešći djelitelji i zbrajači snage. Postoji mnogo varijanti ovih uređaja. Na temelju veličine faznog pomaka dijele se na sinfazne (s faznim pomakom zbrojenih signala φ = 0), protufazne (φ = π), kvadraturne (φ = n/2) itd.; prema vrsti izvršenja - s distribuiranim i koncentriranim elementima; prema načinu spajanja na opterećenje - serijski i paralelno itd.

Jedan od glavnih zahtjeva za uređaje za zbrajanje signala je da osiguraju najmanji međusobni utjecaj pojedinih modula čije se snage zbrajaju (tzv. decoupling modula). Pogledajmo kako je ovaj zahtjev ispunjen u jednostavnom zajedničkom zbrajaču koji koristi transformatore. Krug takvog zbrajala na transformatorima T4- T6 zajedno s razdjelnikom (na transformatorima T1- TK) i sumirajuće kaskade (na tranzistorima VT1 I VT2) bez pristranosti i strujni krugovi prikazani su na sl. 5.4. transformatori T4- T6 imaju omjere transformacije 1,1 odnosno 1/V2 (ovdje je r n otpor opterećenja, R B je balastni otpornik, čiji je otpor 2g n). U normalnim uvjetima rada, kada su naponi na kolektorima u fazi i njihove amplitude jednake, nema struje u balastnom otporniku. Transformator T6 vodi do dva serijski spojena namota transformatora T4 I T5 otpor je 2r n, pa je na kolektoru svakog tranzistora otpor opterećenja r n. Zamislimo sada da kolektor tranzistora VT2 pokazalo se da je u kratkom spoju sa svojim emiterom. U ovom slučaju, sekundarni namot transformatora T5 predstavlja izuzetno nizak otpor za RF signal, tako da je otpor 2r n, sveden na primarni namot transformatora T6, potpuno doveden do sekundarnog namota transformatora T4, a dakle na kolektor tranzistora VT1. Ali paralelno VT1 u ovom slučaju ispada da je spojen balastni otpornik istog otpora, tj. unatoč promjeni načina rada, u drugom stupnju radni uvjeti prvog stupnja nisu se promijenili - on i dalje radi na otporu opterećenja r n. No, budući da polovica njegove snage sada ide na balastni otpornik, samo polovica snage jednog stupnja ostaje u opterećenju, što je 4 puta manje od snage koju pojačalo isporučuje opterećenju prije promjene normalnih radnih uvjeta. Kako veći broj Ako se kaskade koriste za dobivanje izlazne snage, manji je učinak promjene radnih uvjeta u jednoj ili drugoj kaskadi na ukupnu snagu opterećenja. Na primjer, kod pojačala izlazne snage 4,5 kW, dobivene zbrajanjem snaga 32 tranzistorska stupnja, ako je jedan stupanj otkazao, izlazna snaga se smanjivala na samo 4,3 kW. Dakle, vrlo mali međusobni utjecaj kaskada u uređaju za zbrajanje snage omogućuje, maksimalnim korištenjem pojačalačkih svojstava svakog tranzistora, osiguranje visoke pouzdanosti njegovog rada, a time i nesmetan rad pojačala snage kao cijeli.

Riža. 5.4. Krug pojačala s dodatkom snage na transformatorima

Uređaj za zbrajanje odabire se na temelju prirode i uvjeta rada pojačala, budući da je pri rješavanju glavnog problema - dodavanja signala - moguće, koristeći određene značajke određene vrste zbrajala, poboljšati druge karakteristike pojačala, na primjer , kako bi se oslabile određene vrste neželjenih oscilacija ili smanjila osjetljivost na neusklađenost opterećenja.

Zadovoljavajuća izolacija modula, kao i niska razina neželjenih oscilacija trećeg reda, niska osjetljivost na promjene opterećenja i slab utjecaj zbrojenih stupnjeva na pretpojačalo postignuti su korištenjem kvadraturnih zbrajala snage. Protufazni zbrajači sa zadovoljavajućom izolacijom potiskuju neželjene oscilacije drugog reda. Izmjenični kvadraturni i protufazni uređaji za zbrajanje, na primjer, kada se dva modula zbrajaju u protufazi, a tako kombinirani parovi modula zbrajaju u kvadraturi, uvelike kombinira prednosti oba tipa zbrajalica. Iz tih razloga, kvadraturni i protufazni zbrajači i djelitelji snage, izrađeni, na primjer, na dugim koaksijalnim ili trakastim vodovima, transformatorima, naširoko se koriste u pojačalima s izlaznom snagom od 10 W i više.

Sljedeći parametar pojačala - minimalna ulazna snaga - određen je dopuštenom razinom buke i stabilnošću rada i, u tom smislu, ovisi o krugu, načinu rada i dizajnu pojačala. Učinak šuma na osjetljivost pojačala objašnjava se na sljedeći način. Poznato je da je snaga šuma dovedena na ulaz pojačala određena formulom P w = = 4kTF w Df, gdje je k - Boltzmannova konstanta; T- apsolutna temperatura; F m - faktor buke;

Af je frekvencijski pojas u kojem se utvrđuje

R sh. Ali za dani omjer signala i šuma DO w pri izlaznoj snazi ​​pojačala ulaznog signala R S ne smije biti manji od R Sh DO Sh . Slijedi da je minimalna dopuštena vrijednost ulaznog signala, koja karakterizira osjetljivost pojačala, definirana kao R C tsh = 4kTF y K w Df. Za dano DO w i Af sve veličine uključene u ovaj izraz su poznate, s izuzetkom F JI. Koristeći dobro poznate relacije, lako je pokazati da u nelinearnom pojačalu, koje je u općem slučaju pojačalo snage, s dovoljno velikim pojačanjem snage prvog stupnja

gdje je F sh1 brojka šuma prvog stupnja; na t+1 je omjer pojačanja snage šuma i pojačanja snage signala u (m+1) stupnju pojačala koji sadrži P kaskade. Ovisno o načinu rada kaskade, ovaj omjer se određuje formulom

Koeficijenti uključeni u ovu formulu nalaze se u tablicama. Na primjer, za četverostupanjsko pojačalo snage 50 W pri F m 1 = 6, Y 2 =1,6, Yz=1,7, Y 4 =1,9 imamo F w =31, što pri Kw = 120 dB, Df = 20 kHz i 4kT = 1,62*10-20 W/Hz daje P sh = 1*10 -14 W i P cmin = 10 MW, tj. pod navedenim uvjetima minimalno dopušteno vrijednost ulaznog signala karakterizira napon od oko 1 V pri otporu od 75 Ohma. Imajte na umu da navedena definicija osjetljivosti vrijedi ako postoji signal na ulazu pojačala u kojem je snaga šuma barem za red veličine niža od vlastite snage šuma pojačala Psh svedene na ulaz, jer u protivnom neće se dobiti prihvatljiv omjer signala i šuma Ksh. Ako se ta razlika u razinama buke na ulazu ne primijeti, tada da bi se osigurala potrebna vrijednost Ksh, mora se instalirati selektivni krug između izvora signala i pojačala, što dovodi do potrebnog potiskivanja buke pri danom odstupanju od radnog frekvencija.

Riža. 5.7. Shema pojačalo izlazne snage 15 W za frekvencijski raspon 2 - 30 MHz

Tablica 5.1

Riža. 5.8. Sklop pojačala izlazne snage 80 W za frekvencijski raspon 2 - 30 MHz

Tablica 5.2

Kraj stola. 5.2

Frekvencijski pojas pri visokim razinama snage uvelike je određen sklopovima za međustupanjsko usklađivanje, koji koriste posebno dizajnirane širokopojasne transformatore, kao i krugove za korekciju amplitudno-frekvencijskog odziva i krugove povratne sprege. Dakle, na Sl. Na slikama 5.7 i 5.8 prikazani su krugovi pojačala izlaznih snaga 15 i 80 W za radioodašiljače snage 10 i 50 W koji rade u području 2 - 30 MHz. Njihove glavne karakteristike date su u tablici. 5.1, a podaci o korištenim transformatorima i prigušnicama su u tablici. 5.2. Značajke ovih pojačala su relativno niska razina neželjenih vibracija i relativno mala neravnomjernost amplitudno-frekvencijskog odziva. Ovi parametri, na primjer, u pojačalu od 80 W postižu se korištenjem frekvencijski ovisne negativne povratne sprege u izlaznom stupnju (iz sekundarnog namota transformatora TK kroz otpornike R11 I R12 na baze tranzistora VT3 I VT4) i u predzavršnoj fazi (pomoću otpornika R4 - R7), i također s korekcijskim lancima C2 R2, C3 R3 I R1 L1 C1.

Također možete smanjiti neravnomjernost pojačanja u frekvencijskom pojasu korištenjem krugova za korekciju na ulazu završnog stupnja (kondenzator C7 i induktivitet vodiča AB I V G, koji su trake folije duljine 30 mm i širine 4 mm) i na izlazu pojačala (induktivitet transformatora T4 i kondenzator C 13). Širokopojasni transformatori koji se koriste u ovim pojačalima mogu pružiti zadovoljavajuće podudaranje ne samo u rasponu od 2 - 30 MHz, već i na višim frekvencijama. Međutim, na frekvencijama iznad 30 MHz bolje performanse se postižu trakastim transformatorima bez feritnih materijala. Takvi transformatori, na primjer, korišteni su u pojačalu s izlaznom snagom od 80 W u rasponu od 30 - 80 MHz (tablica 5.3), čiji je krug prikazan na sl. 5.9. Posebnost ovog pojačala je istovremeno korištenje bipolarnih i tranzistora s efektom polja. Ova kombinacija omogućila je poboljšanje karakteristika buke u odnosu na korištenje samo bipolarnih tranzistora, te, u usporedbi s korištenjem samo terenskih uređaja, poboljšala energetska svojstva pojačala.

Tablica 5.3

Riža. 5.9 Krug pojačala s izlaznom snagom od 80 W za frekvencijski raspon 30---80 MHz

Važan parametar RF pojačala je njegova učinkovitost. Ovaj parametar ovisi o namjeni pojačala, njegovim radnim uvjetima i, kao posljedica toga, o konstrukcijskom krugu i korištenim poluvodičkim uređajima. Ona iznosi 40 - 90% za pojačala signala s konstantnom ili sklopljenom amplitudom (na primjer, s frekvencijskom i faznom modulacijom, frekvencijskom i amplitudnom telegrafijom) i 30 - 60% za linearna pojačala signala s amplitudnom modulacijom. Niža od navedenih vrijednosti objašnjava se upotrebom energetski nepovoljnih, ali pružajući linearno pojačanje podnaglašenih modova u svim stupnjevima, kao i mod A u preliminarnom, a često iu pred-završnom stupnju pojačala. Više vrijednosti tipične su za ključni način pojačanja signala s konstantnom ili promijenjenom amplitudom (80 - 90%) ili za amplitudno modulirane signale (50 - 60%) kada se koristi metoda odvojenog pojačanja komponenti signala. Na primjer, učinkovitost od najmanje 80% postignuta je u širokopojasnom pojačalu od 4,5 kW s izlaznim stupnjem od 32 tranzistora, izgrađenom uzimajući u obzir opće preporuke za način prebacivanja i poduzimanje mjera za uklanjanje prolaznih struja. Međutim, unatoč očitim energetskim prednostima ključnog načina rada, on se još uvijek relativno rijetko koristi u RF pojačalima. To se objašnjava nizom značajki, koje, na primjer, uključuju kritičnost na promjene opterećenja, visoku razinu neželjenih oscilacija, veliku vjerojatnost prekoračenja maksimalno dopuštenih napona tranzistora i poteškoće prilagodbe u dobivanju potrebnih fazno-frekvencijskih karakteristika , čija stabilnost mora biti osigurana u uvjetima promjene opterećenja, napona napajanja i temperature okoline. Osim toga, za provedbu načina prebacivanja na visokim frekvencijama potrebni su tranzistori s iznimno kratkim trajanjem prijelaznih procesa kada su uključeni i isključeni.

Obećavajući smjer za povećanje energetskih karakteristika amplitudno moduliranih signalnih pojačala je kvantizacija signala po razini s odvojenim pojačanjem diskretnih komponenti i njihovim kasnijim zbrajanjem, uzimajući u obzir fazne pomake.

U povećanju učinkovitosti pojačala važnu ulogu igra kvaliteta usklađivanja s opterećenjem, uzimajući u obzir mogućnost njegove promjene. Trenutno se ovaj problem jednostavno, a ujedno i najučinkovitije rješava korištenjem feritnih ventila i cirkulacijskih pumpi. Međutim, to je slučaj na relativno visokim frekvencijama, barem iznad 80 MHz. Kako se frekvencija smanjuje, učinkovitost korištenja feritnih uređaja za odvajanje naglo pada. U tom smislu, od interesa je proučavanje i kasniji industrijski razvoj poluvodičkih nerecipročnih uređaja s cirkulatorskim svojstvima, koji u načelu omogućuju rad na niskim frekvencijama. Ako uporaba ventila ili cirkulacijskih pumpi nije moguća, zadovoljavajući rezultati se postižu kombinacijom konvencionalnih uređaja za usklađivanje s automatskom kontrolom načina rada pojačala. Dakle, povećanjem napona napajanja s povećanjem otpora opterećenja (uz konstantnu ili blago smanjenu pobudu) i njegovim smanjenjem s smanjenjem otpora opterećenja s povećanjem pobude, moguće je dobiti ne samo konstantnu izlaznu snagu, već i održavati, pod promjenjivim uvjetima opterećenja, visoka vrijednost učinkovitosti koja je primljena u nominalnom načinu rada. Mogućnosti ove metode stabilizacije izlazne snage, međutim, ograničene su najvećim dopuštenim strujama i naponima korištenog tranzistora, kao i tehničkim mogućnostima usklađivanja niskih otpora. Iz tih razloga, trenutno primijenjeni raspon otpora opterećenja, u kojem je još uvijek moguće postići relativno stabilnu izlaznu snagu na ovaj način, ograničen je, kao što su pokazala ispitivanja pojačala s izlaznom snagom od 4,5 kW, na VSWR vrijednost ne prelazi 3.

Učinak niske osjetljivosti na neusklađenost opterećenja također se može postići konstruiranjem pojačala pomoću kruga za dodavanje snage koji koristi kvadraturne zbrajalice i djelitelje snage. Uz odgovarajući pobudni napon ovakvo pojačalo može postići, unatoč promjeni načina rada svakog od zbrojenih stupnjeva, neznatnu promjenu ukupne potrošnje struje i ukupne izlazne snage. Prilikom testiranja takvih pojačala, primijećeno je da je promjena izlazne snage tijekom neusklađenosti opterećenja ista kao u linearnim krugovima, tj. opisana je izrazom bliskim P/P n = 4p/(1+p) 2, gdje je P n I R- snaga u nazivnom i neusklađenom opterećenju, ap - VSWR, karakterizira stupanj neusklađenosti. Takva promjena u prosjeku, kao što su usporedni testovi pokazali, otprilike je upola manja od pojačala izgrađenog, na primjer, korištenjem push-pull kruga.

Postoje i drugi načini za smanjenje osjetljivosti pojačala na neusklađenost opterećenja, ali svi su oni, u jednom ili drugom stupnju, inferiorni od onih koji se razmatraju.

Nedavno su glavni parametri pojačala uključili razinu neželjenih oscilacija koje nastaju tijekom procesa pojačanja korisnog signala. Takve oscilacije nastaju u pojačalu snage zbog nelinearnih procesa pod utjecajem korisnog signala f i smetnji koje dolaze iz putanje generiranja signala (f f), izvora napajanja (f p) i antene radio odašiljača (fa). Vanjske oscilacije (smetnje) s putanje generiranja signala dovode do neželjenih emisija iz radio odašiljačkog uređaja ne samo na frekvencijama tih oscilacija ff, već i na frekvencijama koje nastaju pod utjecajem kombinacije oscilacija mf± nf f . Razina takvog zračenja određena je relativnom razinom neželjenih oscilacija na izlazu staze za oblikovanje, njegovom promjenom (pretvorbom) u pojačalu snage, kao i svojstvima filtriranja i zračenja čvorova uređaja za radio odašiljanje koji slijede pojačalo. Promjena omjera smetnje / signala u pojačalu (K ​​y) određena je sklopnim krugom tranzistora, načinom rada kaskada, vrijednošću i frekvencijom korisnog signala i smetnjama.

Najveća promjena u omjeru šum/signal uočena je kod pojačala s OE, kao i pri malom izlaznom otporu izvora signala r G u pojačalu s OB i pri malom otporu opterećenja r n u pojačalu s OK. S povećanjem r g u pojačalu s OB i r n u pojačalu s OK K y -> 1. Kada pojačalo radi u načinima A i B s uključenim bilo kojim tranzistorom, relativna razina šuma se ne mijenja; pomak u načinu rada prema načinu C dovodi do povećanja, a prema način AB, naprotiv, za smanjenje relativne razine smetnje; u ovom slučaju, povećanje je vidljivije nego smanjenje. Povećanje intenziteta načina smanjuje relativnu razinu smetnje. Što je veća vrijednost korisnog signala , to se više mijenja omjer smetnja/signal pod istim načinom rada. S povećanjem frekvencije signala i smetnje, promjena omjera smetnja/signal se smanjuje.

Ramanove oscilacije koje nastaju pod utjecajem smetnji posebno su opasne kada pojačalo radi u modu C, gdje je njihova razina na izlazu pojačala razmjerna razini smetnje. S promjenom načina rada iz C u A, razina kombiniranih oscilacija drugog reda (f±ff) monotono opada, a treći (2f±ff) prolazi kroz 0 u načinu B i nakon postizanja minimuma u području negativnih vrijednosti, što ukazuje na promjenu faze oscilacija u suprotnu, kada modus A teži 0.

Uz sve ostale uvjete, pojačalo s OK karakterizira najveće potiskivanje oscilacija kombinacije, a slijede ga pojačala s OB i OE. U višestupanjskom pojačalu, za razliku od jednostupanjskog pojačala, smetnje za svaki sljedeći stupanj, počevši od drugog, nisu samo pojačane neželjene oscilacije formacijske staze, već i kombinacijske i harmonijske oscilacije prethodnih stupnjeva. Posebno je velik utjecaj drugog harmonika; povećava razine ramanovih oscilacija drugog i trećeg reda i smanjuje omjere šum/signal. To se uglavnom očituje u načinu C, a zapravo ga nema u A. Pod njegovim utjecajem, linearni način rada (K y = 1) se pomiče iz načina B u C. Ove promjene su izravno suprotne ako je faza drugog harmonika nekako umjetno promijenjeno u l.

Niska razina kombiniranih oscilacija, lagano pogoršanje omjera šum/signal i istovremeno prihvatljiva energetska svojstva karakteristični su za pojačalo čiji predstupnjevi rade u modovima A - B, a izlazni stupanj u B - C. tranzistori se uključuju prema OK krugu, načini B - C mogu se koristiti iu preliminarnim fazama, ali u izlaznom stupnju uključivanje prema OK krugu je neprihvatljivo zbog velike osjetljivosti pojačala na signale iz vanjskih radio odašiljači. Najbolja opcija za izlazni stupanj je uključivanje uređaja prema OB ili OE krugu. U tom slučaju pogoršanje omjera smetnja/signal u pojačalu pri niskoj razini oscilacija kombinacije može iznositi najviše 3 dB. Ali ako je pojačalo loše projektirano, ta se vrijednost može povećati na 20 dB, a najviša razina neželjenih oscilacija bit će ne samo na frekvenciji smetnji, već i na frekvencijama uzrokovanim ovom interferencijom kombiniranih oscilacija.

Kada je frekvencija deštimirana između korisnog signala i smetnje, smetnje se najučinkovitije potiskuju u pojačalima s filtrima. Potiskivanje se ostvaruje i elektronički komutiranim filtrima i konstruiranjem pojačala temeljenog na snažnom autooscilatoru kontroliranom pomoću sustava fazno zaključane petlje. U potonjem slučaju, moguće je postići prigušenje neželjenih komponenti - do 70 - 80 dB, počevši od 5% odstupanja njihove frekvencije od frekvencije korisnog signala.

Trenutačno postojeći tranzistori u podnaponskom režimu rada kaskade omogućuju dobivanje razine intermodulacijskih oscilacija trećeg reda - (15 - 30) dB u odnosu na smetnje koje su ih izazvale pri uključenju prema OE krugu, približno 15 dB manje kada je uključen prema OB krugu i, obrnuto, 15 dB više kada je uključen prema OK shemi. Dodatno potiskivanje od oko 15 - 20 dB može se postići korištenjem kvadraturnog zbrajanja signala modula u izlaznom stupnju i još najmanje 15 dB korištenjem feritnog ventila ili cirkulatora na izlazu pojačala.

Najveća razina neželjenih oscilacija uočena je na harmonicima korisnog signala. U jednostupanjskom pojačalu, bez poduzimanja ikakvih mjera za njihovo potiskivanje, ova razina za drugi i treći harmonik je obično - (15 - 20) dB. Uključivanjem kaskada prema strujnom krugu dodavanja snage pomoću kvadraturnih i protufaznih zbrajala i razdjelnika, može se smanjiti na - (30 - 40) dB. Ako je grupa filtara instalirana iza pojačala, tada se ta razina dodatno smanjuje za količinu prigušenja odgovarajućeg filtra u zaustavnom pojasu.

Pomoću filtara možete postići visoku razinu potiskivanja harmonijskih komponenti. Međutim, treba naglasiti da prigušeni harmonici; na razinu ispod - 120 dB moguće je samo uz vrlo pažljivu zaštitu RF stupnjeva i eliminaciju raznih kontaktnih spojeva na putu nakon pojačala snage, uključujući RF konektore, u kojima se mogu stvoriti harmonijske oscilacije s istom razinom.

Kao što se može vidjeti, postojeća tehnička rješenja osiguravaju visoku razinu potiskivanja neželjenih vibracija. Međutim, u nizu slučajeva to se još uvijek pokazuje nedostatnim za normalan rad opreme. Stoga, kada se primopredajnici smješteni na mobilnim vozilima približe jedan drugome ili kada rade kao dio radijskih kompleksa, gdje je koncentrirana široka lepeza opreme i mora funkcionirati u izuzetno ograničenom prostoru, radio prijamnici često ne mogu raditi sa svojim dopisnicima čim se u blizini uključen radio odašiljač druge komunikacijske linije. Do ove situacije dolazi jer su prijemnici izloženi nekim neželjenim emisijama radio odašiljača. To prvenstveno uključuje buku. Unatoč niskoj razini, oni su ti koji lete

najveću opasnost u tim uvjetima, budući da imaju kontinuirani spektar i neznatno promjenjivu spektralnu gustoću s odgonom, mogu, ako se ne poduzmu potrebne mjere, gotovo potpuno paralizirati rad obližnjih prijamnika.

Najveću opasnost u razmatranoj situaciji predstavljaju smetnje iz putanje generiranja signala odašiljača i kombinacija oscilacija koje one generiraju u pojačalu snage, a koje, kao i šum, zauzimaju široko frekvencijsko područje i ne mogu se značajno minimizirati pri konstrukciji pojačala. prema prethodno razmatranom principu izravnog kaskadnog pojačanja snage.

Visokofrekventna pojačala (UHF) koriste se za povećanje osjetljivosti radio prijemne opreme - radija, televizora, radio odašiljača. Postavljeni između prijemne antene i ulaza radijskog ili televizijskog prijamnika, takvi UHF sklopovi pojačavaju signal koji dolazi s antene (antenska pojačala).

Korištenje takvih pojačala omogućuje vam povećanje radijusa pouzdanog radijskog prijema; u slučaju radijskih postaja (uređaji za prijem i prijenos - primopredajnici), ili povećajte radni domet ili, uz zadržavanje istog dometa, smanjite snagu zračenja radio odašiljač.

Slika 1 prikazuje primjere UHF sklopova koji se često koriste za povećanje radijske osjetljivosti. Vrijednosti korištenih elemenata ovise o specifičnim uvjetima: o frekvencijama (donji i gornji) radijskog raspona, o anteni, o parametrima sljedećeg stupnja, o naponu napajanja itd.

Slika 1 (a) prikazuje širokopojasni UHF krug prema krugu zajedničkog emitera(OE). Ovisno o korištenom tranzistoru, ovaj se sklop može uspješno primijeniti do frekvencija od nekoliko stotina megaherca.

Potrebno je podsjetiti da referentni podaci za tranzistore daju maksimalne frekvencijske parametre. Poznato je da je pri procjeni frekvencijskih mogućnosti tranzistora za generator dovoljno usredotočiti se na graničnu vrijednost radne frekvencije, koja bi trebala biti najmanje dva do tri puta niža od granične frekvencije navedene u putovnici. Međutim, za RF pojačalo spojeno prema OE krugu, maksimalna frekvencija s natpisne pločice mora se smanjiti za najmanje jedan red veličine ili više.

Sl. 1. Primjeri sklopova jednostavnih visokofrekventnih (UHF) pojačala s tranzistorima.

Radio elementi za krug na slici 1 (a):

• R1=51k (za silicijske tranzistore), R2=470, R3=100, R4=30-100;
• C1=10-20, C2= 10-50, C3= 10-20, C4=500-Zn;

Vrijednosti kondenzatora dane su za VHF frekvencije. Kondenzatori kao što su KLS, KM, KD itd.

Tranzistorski stupnjevi, kao što je poznato, spojeni u krug zajedničkog emitera (CE) daju relativno veliko pojačanje, ali su im frekvencijska svojstva relativno niska.

Tranzistorski stupnjevi spojeni prema krugu zajedničke baze (CB) imaju manje pojačanje od tranzistorskih krugova s ​​OE, ali su njihova frekvencijska svojstva bolja. To omogućuje korištenje istih tranzistori kao u OE sklopovima, ali na višim frekvencijama.

Slika 1 (b) prikazuje širokopojasni visokofrekventni krug pojačala (UHF) na jednom uključenom tranzistoru prema zajedničkoj osnovnoj shemi. LC krug je uključen u krug kolektora (opterećenje). Ovisno o korištenom tranzistoru, ovaj se sklop može uspješno primijeniti do frekvencija od nekoliko stotina megaherca.

Radio elementi za krug na slici 1 (b):

• R1=1k, R2=10k. R3=15k, R4=51 (za napon napajanja ZV-5V). R4=500-3 k (za napon napajanja 6V-15V);
• C1=10-20, C2=10-20, C3=1n, C4=1n-3n;
• T1 - silicijski ili germanijski RF tranzistori, na primjer. KT315. KT3102, KT368, KT325, GT311 itd.

Vrijednosti kondenzatora i kruga dane su za VHF frekvencije. Kondenzatori kao što su KLS, KM, KD itd.

Zavojnica L1 sadrži 6-8 zavoja žice PEV 0,51, mjedene jezgre duljine 8 mm s navojem M3, 1/3 zavoja je odvedena.

Slika 1 (c) prikazuje drugi širokopojasni krug UHF na jednom tranzistoru, uključeno prema zajedničkoj osnovnoj shemi. RF prigušnica uključena je u krug kolektora. Ovisno o korištenom tranzistoru, ovaj se sklop može uspješno primijeniti do frekvencija od nekoliko stotina megaherca.

Radioelementi:

• R1=1k, R2=33k, R3=20k, R4=2k (za napon napajanja 6V);
• C1=1n, C2=1n, C3=10n, C4=10n-33n;
• T1 - RF tranzistori od silicija ili germanija, na primjer, KT315, KT3102, KT368, KT325, GT311 itd.

Vrijednosti kondenzatora i kruga date su za frekvencije MF i HF područja. Za više frekvencije, na primjer, za VHF raspon, vrijednosti kapacitivnosti treba smanjiti. U ovom slučaju mogu se koristiti prigušnice D01.

Kondenzatori kao što su KLS, KM, KD itd.

Zavojnice L1 su prigušnice, za CB opseg to mogu biti zavojnice na prstenovima 600NN-8-K7x4x2, 300 zavoja žice PEL 0,1.

Veća vrijednost dobitka može se dobiti korištenjem sklopovi s više tranzistora. To mogu biti različiti sklopovi, na primjer, izrađeni na temelju OK-OB kaskodnog pojačala koristeći tranzistore različitih struktura sa serijskim napajanjem. Jedna od varijanti takve UHF sheme prikazana je na slici 1 (d).

Ovaj UHF sklop ima značajno pojačanje (desetke ili čak stotine puta), ali kaskodna pojačala ne mogu dati značajno pojačanje na visokim frekvencijama. Takve se sheme obično koriste na frekvencijama u LW i SV rasponima. Međutim, upotrebom ultravisokofrekventnih tranzistora i pažljivim projektiranjem, takvi se sklopovi mogu uspješno primijeniti do frekvencija od desetaka megaherca.

Radioelementi:

• R1=33k, R2=33k, R3=39k, R4=1k, R5=91, R6=2,2k;
• C1=10n, C2=100, C3=10n, C4=10n-33n. C5=10n;
• T1 -GT311, KT315, KT3102, KT368, KT325 itd.
• T2 -GT313, KT361, KT3107 itd.

Vrijednosti kondenzatora i kruga dane su za frekvencije u CB rasponu. Za više frekvencije, kao što je HF pojas, vrijednosti kapacitivnosti i induktiviteta petlje (broj zavoja) moraju se smanjiti na odgovarajući način.

Kondenzatori kao što su KLS, KM, KD itd. Zavojnica L1 - za CB asortiman sadrži 150 zavoja žice PELSHO 0,1 na okvirima od 7 mm, trimeri M600NN-3-SS2,8x12.

Pri postavljanju sklopa na slici 1 (d) potrebno je odabrati otpornike R1, R3 tako da naponi između emitera i kolektora tranzistora postanu isti i iznose 3V pri naponu napajanja kruga od 9 V.

Korištenje tranzistora UHF omogućuje pojačanje radio signala. dolazi od antena, u televizijskim pojasima - metarskih i decimetarskih valova. U ovom slučaju najčešće se koriste sklopovi antenskog pojačala izgrađeni na temelju sklopa 1(a).

Primjer sklopa antenskog pojačala za frekvencijski raspon 150-210 MHz prikazan je na slici 2 (a).

sl.2.2. Strujni krug SN antenskog pojačala.

Radioelementi:

• R1=47k, R2=470, R3= 110, R4=47k, R5=470, R6= 110. R7=47k, R8=470, R9=110, R10=75;
• C1=15, C2=1n, C3=15, C4=22, C5=15, C6=22, C7=15, C8=22;
• T1, T2, TZ - 1T311(D,L), GT311D, GT341 ili slično.

Kondenzatori kao što su KM, KD itd. Frekvencijski pojas ovog antenskog pojačala može se proširiti u niskofrekventnom području odgovarajućim povećanjem kapaciteta uključenih u krug.

Radio elementi za opciju antenskog pojačala za opseg 50-210 MHz:

• R1=47k, R2=470, R3= 110, R4=47k, R5=470, R6= 110. R7=47k, R8=470. R9=110, R10=75;
• C 1=47, C2= 1n, C3=47, C4=68, C5=47, C6=68, C7=47, C8=68;
• T1, T2, TZ - GT311A, GT341 ili slično.

Kondenzatori kao što su KM, KD itd. Prilikom ponavljanja ovog uređaja moraju biti ispunjeni svi zahtjevi. zahtjevi za ugradnju VF konstrukcija: minimalne duljine spojnih vodiča, oklop itd.

Antensko pojačalo dizajnirano za korištenje u području televizijskog signala (i viših frekvencija) može biti preopterećeno signalima moćnih CB, HF i VHF radio postaja. Stoga široki frekvencijski pojas možda nije optimalan jer to može ometati normalan rad pojačala. Ovo je osobito istinito u nižem području radnog raspona pojačala.

Za sklop danog antenskog pojačala to može biti značajno jer Nagib opadanja pojačanja u donjem dijelu raspona je relativno nizak.

Možete povećati strminu amplitudno-frekvencijskog odziva (AFC) ovog antenskog pojačala korištenjem Visokopropusni filtar 3. reda. Za to se može koristiti dodatni LC krug na ulazu navedenog pojačala.

Dijagram spajanja dodatnog LC visokopropusnog filtra na antensko pojačalo prikazan je na sl. 2(b).

Dodatni parametri filtra (indikativno):

• C=5-10;
• L - 3-5 okretaja PEV-2 0,6. promjer namota 4 mm.

Preporučljivo je prilagoditi frekvencijski pojas i oblik frekvencijskog odziva pomoću odgovarajućih mjernih instrumenata (generator sweeping frekvencije, itd.). Oblik frekvencijskog odziva može se prilagoditi promjenom vrijednosti kondenzatora C, C1, promjenom koraka između zavoja L1 i broja zavoja.

Koristeći opisana sklopna rješenja i moderne visokofrekventne tranzistore (tranzistori ultravisoke frekvencije - mikrovalni tranzistori), možete izgraditi antensko pojačalo za UHF područje. Ovo pojačalo se može koristiti ili s UHF radio prijemnikom, npr. VHF radio postaje ili u kombinaciji s TV-om.

Slika 3 prikazuje Krug pojačala UHF antene.

sl.3. Strujni krug i dijagram spajanja antenskog pojačala UHF.

Glavni parametri pojačala UHF raspona:

• Frekvencijski pojas 470-790 MHz,
• Dobitak - 30 dB,
• Broj buke -3 dB,
• Ulazna i izlazna impedancija - 75 Ohm,
• Potrošnja struje - 12 mA.

Jedna od značajki ovog kruga je opskrba naponom napajanja kruga antenskog pojačala kroz izlazni kabel, preko kojeg se izlazni signal dovodi od antenskog pojačala do prijemnika radio signala - VHF radio prijemnika, na primjer, VHF radio prijemnik ili TV.

Antensko pojačalo se sastoji od dva tranzistorska stupnja spojena u krug sa zajedničkim emiterom. Visokopropusni filtar 3. reda nalazi se na ulazu antenskog pojačala, ograničavajući raspon radnih frekvencija odozdo. Time se povećava otpornost antenskog pojačala na buku.

Radioelementi:

• R1 = 150k, R2=1k, R3=75k, R4=680;
• C1=3,3, C10=10, C3=100, C4=6800, C5=100;
• T1, T2 - KT3101A-2, KT3115A-2, KT3132A-2.
• Kondenzatori C1, C2 su tipa KD-1, ostali su KM-5 ili K10-17v.
• L1 - PEV-2 0,8 mm, 2,5 zavoja, promjer namota 4 mm.
• L2 - RF prigušnica, 25 µH.

Slika 3 (b) prikazuje dijagram spajanja antenskog pojačala na antensku utičnicu TV prijamnika (na UHF selektor) i na daljinski izvor napajanja od 12 V. U ovom slučaju, kao što se vidi iz dijagrama, snaga je koji se napaja u krug preko korištenog koaksijalnog kabela i za prijenos pojačanog UHF radio signala od antenskog pojačala do prijemnika - VHF radija ili do TV-a.

Elementi radijske veze, sl. 3 (b):

• C5=100;
• L3 - RF prigušnica, 100 µH.

Instalacija se izvodi na dvostranom stakloplastiku SF-2 na zglobni način, duljina vodiča i površina kontaktnih jastučića su minimalni, potrebno je osigurati pažljivo oklop uređaja.

Postavljanje pojačala svodi se na podešavanje kolektorskih struja tranzistora i reguliraju se pomoću R1 i RZ, T1 - 3,5 mA, T2 - 8 mA; oblik frekvencijskog odziva može se prilagoditi odabirom C2 unutar 3-10 pF i promjenom visine između zavoja L1.

Literatura: Rudomedov E.A., Rudometov V.E - Elektronika i špijunske strasti-3.