เครื่องขยายความถี่วิทยุ เครื่องขยายเสียงทำงานอย่างไร? วงจร การออกแบบ และคุณลักษณะของเครื่องขยายเสียง

10.1 วัตถุประสงค์และลักษณะสำคัญของเครื่องขยายความถี่วิทยุ

การขยายความถี่ของสัญญาณที่ได้รับจะดำเนินการโดยใช้เครื่องขยายสัญญาณความถี่วิทยุ (RFA) นอกจากการขยายสัญญาณแล้ว ยังต้องมั่นใจในการเลือกความถี่ด้วย เพื่อจุดประสงค์นี้ เครื่องขยายสัญญาณประกอบด้วยองค์ประกอบเรโซแนนซ์ของการคัปปลิ้งระหว่างสเตจ: วงจรออสซิลเลเตอร์เดี่ยว หรือระบบของวงจรคู่ควบ

แอมป์ช่วงต้องมีวงจรปรับจูนแบบแปรผัน ส่วนใหญ่มักใช้วงจรเดียว

ในช่วงความถี่สูงปานกลางองค์ประกอบที่ใช้งานของเครื่องขยายเสียงคือหลอดสุญญากาศหรือทรานซิสเตอร์

ไมโครเวฟมีการใช้แอมพลิฟายเออร์ที่มีท่อคลื่นเคลื่อนที่ ไดโอดทันเนล เครื่องขยายสัญญาณแบบพาราเมตริกและควอนตัม

เครื่องรับสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้เครื่องขยายสัญญาณแบบขั้นตอนเดียว โดยทั่วไปแล้ว เมื่อมีข้อกำหนดสูงสำหรับการเลือกและค่าสัญญาณรบกวน AMP อาจมีขั้นตอนตั้งแต่ 2 ขั้นตอนขึ้นไป

ลักษณะทางไฟฟ้าพื้นฐานของเครื่องขยายเสียง:

1. เสียงสะท้อน อัตราขยายของแรงดันไฟฟ้า

ในเครื่องขยายสัญญาณแบนด์พาส อัตราขยายเรโซแนนซ์จะถูกกำหนดที่ความถี่กลางของพาสแบนด์

ได้รับพลังเรียกอัตราส่วนของกำลังในโหลดต่อกำลังที่ใช้ที่อินพุตของเครื่องขยายเสียง:

โดยที่องค์ประกอบที่ใช้งานของสื่อนำไฟฟ้าอินพุตของเครื่องขยายเสียงอยู่ที่ไหน - ส่วนประกอบที่ใช้งานของการนำโหลด

โหลดของแอมพลิฟายเออร์ RF ส่วนใหญ่มักทำหน้าที่เป็นอินพุตของสเตจถัดไปของแอมพลิฟายเออร์หรือตัวแปลงความถี่

2.การเลือกเครื่องขยายเสียงแสดงการลดลงของกำไรสัมพัทธ์สำหรับการลดค่าที่กำหนด บางครั้งการเลือกสรรนั้นมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์ความเป็นเหลี่ยม

3. รูปเสียงรบกวนการกำหนดคุณสมบัติทางเสียงของเครื่องขยายเสียง

4. การบิดเบือนสัญญาณในเครื่องขยายเสียงในการบิดเบือนความถี่ RF อาจมี: ไม่เชิงเส้นซึ่งเกิดจากความไม่เชิงเส้นของลักษณะขององค์ประกอบที่ใช้งานอยู่และเชิงเส้น - ความถี่แอมพลิจูดและความถี่เฟส

5. ความเสถียรของเครื่องขยายเสียงถูกกำหนดโดยความสามารถในการรักษาลักษณะพื้นฐานระหว่างการใช้งานรวมถึงการไม่มีแนวโน้มที่จะกระตุ้นตนเอง

10.2 วงจรเครื่องขยายสัญญาณ RF

ในเครื่องขยายสัญญาณความถี่วิทยุส่วนใหญ่จะใช้สองรูปแบบสำหรับการเชื่อมต่อองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่:ด้วยแคโทดร่วม (OC) และกริดร่วม (GC) ในแอมป์หลอด ด้วยตัวปล่อยร่วม (CE) และฐานร่วม (CB) ในแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ (ไบโพลาร์) โดยมีแหล่งกำเนิดร่วม (CS) และเกทร่วม (G) เรียงซ้อนตามทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม

แอมพลิฟายเออร์ที่มีแคโทดร่วม (ตัวปล่อย, แหล่งที่มา)ในช่วงกิโลเมตร เฮกโตมิเตอร์ เดคาเมตร และเมตร ทำให้สามารถรับกำลังไฟฟ้าสูงสุดได้ เมื่อเทียบกับรูปแบบสวิตช์อื่นๆ

แอมพลิฟายเออร์ที่มีกริดร่วม (ฐาน, เกต)มีความทนทานต่อการกระตุ้นตนเองมากขึ้น ดังนั้นในช่วงความยาวคลื่นเดซิเมตร แอมพลิฟายเออร์หลอดจึงถูกใช้ในวงจรที่มีกริดร่วมเท่านั้น

เครื่องขยายสัญญาณทรานซิสเตอร์ที่มีฐานร่วม (เกท)ยังใช้กับแถบความยาวคลื่นที่ยาวกว่าอีกด้วย

หลักการสร้างและการวิเคราะห์เครื่องขยายสัญญาณเรโซแนนซ์นั้นเหมือนกัน แผนงานต่างๆการเปิดอุปกรณ์ขยายสัญญาณ ดังนั้นเราจะพิจารณาเครื่องขยายเสียงที่มีแคโทดร่วมเป็นหลัก (ตัวปล่อย, แหล่งที่มา)

ตามวิธีการเชื่อมต่อวงจรกับองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่จะแยกแยะได้วงจรที่มีไดเร็กต์ หม้อแปลงอัตโนมัติ และคัปปลิ้งหม้อแปลง

วงจรที่มีการต่อวงจรโดยตรงใช้สำหรับความต้านทานอินพุตและเอาต์พุตสูงขององค์ประกอบแอคทีฟ (เช่น ในแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้หลอดสุญญากาศและทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม)

รูปที่ 10.1 เครื่องขยายสัญญาณทรานซิสเตอร์แบบเรโซแนนซ์

ลองพิจารณาวงจรของแอมพลิฟายเออร์เรโซแนนซ์ตามทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม (รูปที่ 10.1)

ความแตกต่างจากตัวต้านทานคือรวมอยู่ในวงจรเดรน วงจรการสั่นซึ่งประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำและความจุ วงจรถูกปรับให้เป็นความถี่เรโซแนนซ์โดยใช้ตัวเก็บประจุแบบแปรผัน

ที่ความถี่เรโซแนนซ์ วงจรจะมีความต้านทานแอคทีฟเทียบเท่าสูงสุด ในกรณีนี้ อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์จะสูงสุด เรียกว่าเรโซแนนซ์ ที่ความถี่อื่นที่ไม่ใช่เรโซแนนซ์ ความต้านทานและอัตราขยายที่เท่ากันจะลดลง ซึ่งเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติการเลือกของแอมพลิฟายเออร์

เนื่องจากค่าความจุของตัวเก็บประจุมากกว่าความจุสูงสุดของตัวเก็บประจุ 50–100 เท่า ความถี่เรโซแนนซ์ของวงจรจึงถูกกำหนดในทางปฏิบัติโดยพารามิเตอร์และ

วงจรใช้แหล่งจ่ายไฟตามลำดับไปยังเดรนผ่านตัวกรองแยกส่วนและการเหนี่ยวนำ (ในทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม เดรนและแหล่งกำเนิดสามารถสลับได้) โหมดเริ่มต้นที่เกตถูกกำหนดโดยขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งจ่ายลดลง ความจุไฟฟ้าช่วยลดการตอบรับเชิงลบ กระแสสลับ- การแยกตัวเก็บประจุ ตัวต้านทานทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นให้กับเกต

ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กที่มีประตูหุ้มฉนวนทำให้ได้ค่าความจุผ่านที่น้อยมาก ซึ่งช่วยให้การทำงานของแอมพลิฟายเออร์มีความเสถียรแม้ในความถี่ไมโครเวฟ โดยมีประสิทธิภาพดีกว่าหลอดอิเล็กทรอนิกส์

วงจรที่มีหม้อแปลงอัตโนมัติและข้อต่อวงจรหม้อแปลงช่วยให้คุณสามารถตั้งค่าจำนวนการเชื่อมต่อที่ต้องการระหว่างวงจรและองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่เพื่อให้ได้การเลือกและอัตราขยายที่ระบุตลอดจนเพื่อเพิ่มเสถียรภาพของเครื่องขยายเสียง

วงจรสื่อสารหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติและหม้อแปลงไฟฟ้าใช้ในทั้งแอมพลิฟายเออร์แบบหลอดและทรานซิสเตอร์ แต่การใช้งานโดยทั่วไปในแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ เนื่องจากมีความต้านทานอินพุตและเอาต์พุตค่อนข้างต่ำแม้ที่ความถี่ค่อนข้างต่ำ

ลองพิจารณาวงจรการสื่อสารของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติและหม้อแปลงไฟฟ้าโดยใช้แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์เป็นตัวอย่าง (รูปที่ 10.2, 10.3)

รูปที่ 10.2 แสดงวงจรที่มีการเชื่อมต่อหม้อแปลงอัตโนมัติสองครั้งของวงจรที่มีทรานซิสเตอร์ ความแตกต่างจากแผนภาพในรูปที่ 10.1 คือวงจรเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ขยายสัญญาณโดยใช้ต๊าปที่มีอัตราส่วนการแปลงและ แรงดันไฟฟ้าจะจ่ายให้กับตัวสะสมผ่านตัวกรองแยกส่วนและส่วนหนึ่งของการหมุนของตัวเหนี่ยวนำวงจร โหมดเริ่มต้นและการรักษาเสถียรภาพอุณหภูมิมีให้โดยใช้ตัวต้านทาน ความจุไฟฟ้าจะช่วยลดผลป้อนกลับ AC ที่เป็นลบ ตัวเก็บประจุเป็นตัวเก็บประจุแยกที่ป้องกันไม่ให้แรงดันไฟฟ้าของตัวสะสมเข้าสู่วงจรฐาน

รูปที่ 10.2 วงจรที่มีการต่อวงจรหม้อแปลงอัตโนมัติคู่

รูปที่ 10.3 แสดงวงจรที่มีคัปปลิ้งหม้อแปลง

รูปที่ 10.3 วงจรคู่หม้อแปลง

วงจรมีการเชื่อมต่อหม้อแปลงกับตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ของสเตจที่กำหนดและการเชื่อมต่อของหม้อแปลงอัตโนมัติกับอินพุตของสเตจถัดไป การเชื่อมต่อหม้อแปลงมีโครงสร้างสะดวกกว่า (ยืดหยุ่นกว่า)

ร่วมกันในทุกรูปแบบคือการรวมวงจรบางส่วนเป็นสองเท่า การรวมแบบเต็มถือได้ว่าเป็นกรณีพิเศษเมื่อค่าสัมประสิทธิ์การรวม (การแปลง) เท่ากับหนึ่ง

10.3 ผลป้อนกลับในเครื่องขยายสัญญาณความถี่วิทยุ

ในแอมพลิฟายเออร์โดยรวมและในแต่ละสเตจ วงจรจะถูกสร้างขึ้นเสมอซึ่งสร้างเส้นทางสำหรับการผ่านของสัญญาณที่ขยายจากเอาต์พุตไปยังอินพุต โซ่เหล่านี้สร้างขึ้น การตอบรับ.

ด้วยการตอบรับเชิงบวกอย่างแข็งแกร่งการกระตุ้นตัวเองอาจเกิดขึ้นและเครื่องขยายเสียงจะเปลี่ยนเป็นตัวกำเนิดของการสั่นอย่างต่อเนื่อง หากแอมพลิฟายเออร์ไม่ตื่นเต้น แต่ใกล้กับการกระตุ้นตัวเองเนื่องจากการตอบรับ การทำงานของมันจะไม่เสถียร

ด้วยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในพารามิเตอร์ของอุปกรณ์เครื่องขยายเสียง เช่น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ อุณหภูมิ ทั้งอัตราขยายและแบนด์วิดท์ของเครื่องขยายเสียงจะเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็ว ดังนั้นแอมพลิฟายเออร์จึงขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านความเสถียรซึ่งหมายความว่าไม่เพียง แต่ความจำเป็นในการไม่มีการกระตุ้นตัวเองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความคงที่ของพารามิเตอร์ระหว่างการทำงานเป็นหลัก

เหตุผลในการก่อตัวของข้อเสนอแนะในแอมพลิฟายเออร์:

1. การมีอยู่ของการนำไฟฟ้าย้อนกลับภายในในอุปกรณ์ขยายสัญญาณที่เชื่อมต่อวงจรอินพุตและเอาต์พุตของน้ำตก

2. การสื่อสารผ่านแหล่งจ่ายไฟทั่วไปของขั้นตอนการขยายสัญญาณหลายขั้นตอน

3. การป้อนกลับแบบเหนี่ยวนำและแบบคาปาซิทีฟที่เกิดขึ้นระหว่างสายไฟ ขดลวด และส่วนอื่นๆ ของเครื่องขยายเสียง

สามารถตอบรับในแอมพลิฟายเออร์ได้ผ่านวงจรกำลังทั่วไปผ่านองค์ประกอบวงจรภายนอกผ่านค่าการนำไฟฟ้าของการป้อนกลับภายในขององค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ โดยหลักการแล้วข้อเสนอแนะสองประเภทแรกสามารถกำจัดได้โดยการออกแบบวงจรและการออกแบบเครื่องขยายเสียงอย่างมีเหตุผล

ข้อเสนอแนะผ่านแหล่งจ่ายไฟทั่วไปในวงจรแบบหลายสเตจ โดยที่องค์ประกอบคัปปลิ้งคือความต้านทานภายใน มันเป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญที่ทำให้แอมพลิฟายเออร์ไม่เสถียร

การป้อนกลับเหล่านี้อ่อนลงตามขอบเขตที่ต้องการโดยการใส่ตัวกรองแยกส่วนที่เหมาะสมเข้าไปในแอมพลิฟายเออร์ ซึ่งประกอบด้วยตัวต้านทานและความจุไฟฟ้า และโดยการลดความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟสำหรับกระแสสลับ (เช่น โดยการแบ่งส่วนด้วยความจุขนาดใหญ่)

ข้อเสนอแนะแม่เหล็กและ capacitive ที่เป็นอันตรายถูกกำจัดโดยการออกแบบที่มีเหตุผลของเครื่องขยายเสียงและการติดตั้งและการป้องกันองค์ประกอบหลักของวงจรอินพุตและเอาต์พุตของแต่ละขั้นตอน

ข้อเสนอแนะภายในซึ่งมีพื้นฐานอยู่ในอุปกรณ์ขยายเสียงคือ เหตุผลหลักความไม่เสถียรของเครื่องขยายเสียง ดังนั้นจึงต้องคำนึงถึงการมีอยู่ของมันเมื่อทำการคำนวณแอมพลิฟายเออร์

มาดูผลกระทบของผลตอบรับภายในกัน การตอบสนองภายในแอมพลิฟายเออร์เกิดจากการนำย้อนกลับ

รูปที่ 10.4 แสดงแผนภาพวงจรอย่างง่ายของสเตจแอมพลิฟายเออร์ที่มีการเชื่อมต่อวงจรหม้อแปลงอัตโนมัติ ฉันเข้าสู่วงจรอินพุตและวงจร ครั้งที่สองเข้าสู่วงจรเอาท์พุตของเครื่องขยายเสียง

รูปที่ 10.4 ผลกระทบของผลตอบรับภายใน

สมมติว่ารูปทรง ฉันและ ครั้งที่สองได้รับการปกป้องอย่างดีจากกันและกันและมีตัวกรองการปิดกั้นรวมอยู่ในวงจรจ่ายไฟ ในกรณีนี้ แหล่งป้อนกลับเพียงแหล่งเดียวที่สามารถนำไปสู่การกระตุ้นตัวเองของแอมพลิฟายเออร์ได้คือค่าการนำไฟฟ้าของอุปกรณ์ขยายสัญญาณ

การมีผลป้อนกลับภายในผ่านการนำไฟฟ้าในอุปกรณ์ขยายสัญญาณนำไปสู่อิทธิพลของโหลดและการนำไฟฟ้าเอาต์พุตของอุปกรณ์ขยายสัญญาณต่อค่าการนำไฟฟ้าอินพุตและการเปลี่ยนแปลงลักษณะของอุปกรณ์

10.4 ความเสถียรของเครื่องขยายความถี่วิทยุ

การมีผลตอบรับภายในในอุปกรณ์ขยายสัญญาณนำไปสู่อิทธิพลร่วมกันของวงจร RF (อินพุต I และเอาต์พุต II, รูปที่ 4) รวมถึงความไม่เสถียรระหว่างการทำงานของพารามิเตอร์หลักของเครื่องขยายเสียง: อัตราขยาย, แบนด์วิดท์, การเลือก ฯลฯ

นอกจากนี้ ลักษณะที่ซับซ้อนของการนำไฟฟ้าและทรานส์คอนดักเตอร์ของอุปกรณ์ขยายสัญญาณยังนำไปสู่การพึ่งพาความถี่ที่ซับซ้อนของอิทธิพลนี้

การนำไฟฟ้าเพิ่มเติมจะถูกนำมาใช้ในวงจรอินพุต I ซึ่งในกรณีทั่วไปมีลักษณะที่ซับซ้อนและทำให้เกิดการบิดเบือนรูปร่างของการตอบสนองความถี่

ความบิดเบี้ยวเหล่านี้จะรุนแรงยิ่งขึ้นเมื่อได้รับแอมพลิฟายเออร์สูงขึ้น

สำหรับการทำงานปกติและมีเสถียรภาพของแอมพลิฟายเออร์จำเป็นต้องให้แน่ใจว่ามีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในรูปร่างของการตอบสนองความถี่ภายใต้อิทธิพลของข้อเสนอแนะภายใน ในการดำเนินการนี้ จำเป็นต้องกำหนดค่าสูงสุดของเกนแบบคาสเคด ซึ่งการบิดเบือนเหล่านี้จะไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของแอมพลิฟายเออร์

การบิดเบือนการตอบสนองความถี่ดังกล่าวภายใต้อิทธิพลของการตอบรับภายในทำให้เกิดความไม่แน่นอนของรูปร่าง การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ขยายสัญญาณ ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือแหล่งจ่ายไฟระหว่างการทำงานอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของการตอบสนองความถี่

เพื่อให้รูปร่างของการตอบสนองความถี่ของวงจรอินพุตและแบนด์วิดธ์ของวงจรไม่บิดเบี้ยวอย่างมาก จำเป็นที่ค่าการนำไฟฟ้าที่เกิดจากค่าป้อนกลับแทบไม่มีผลกระทบต่อค่าการนำไฟฟ้าทั้งหมดของวงจรอินพุต

แอมพลิฟายเออร์ถือว่ามีความเสถียร (ทำงานอย่างต่อเนื่อง) หากการตอบสนองภายในของอุปกรณ์แอมพลิฟายเออร์เปลี่ยนรูปร่างของการตอบสนองความถี่และแบนด์วิดท์เล็กน้อย

ในการหาปริมาณระดับความเสถียรจะใช้ค่าสัมประสิทธิ์ความเสถียรซึ่งแสดงถึงอิทธิพลของการตอบรับภายในต่อการบิดเบือนการตอบสนองความถี่ของวงจรอินพุต

ค่าสัมประสิทธิ์ความมั่นคงเท่ากับอัตราส่วน

โดยที่ค่าความต้านทานที่เท่ากัน ปัจจัยด้านคุณภาพ และแบนด์วิธของวงจรอินพุตโดยไม่คำนึงถึงอิทธิพลของผลป้อนกลับภายใน

ความต้านทานที่เท่ากัน ปัจจัยด้านคุณภาพ และแบนด์วิธของวงจรอินพุต โดยคำนึงถึงอิทธิพลของผลป้อนกลับภายใน

ดังนั้นเกณฑ์ความเสถียรจึงถือเป็นค่าที่แสดงจำนวนครั้งที่ปัจจัยด้านคุณภาพและแบนด์วิธของวงจรอินพุตเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากอิทธิพลของข้อเสนอแนะภายใน

ถ้าไม่มีการตอบรับก็แล้วกัน

หากข้อเสนอแนะได้ชดเชยการสูญเสียในวงจรอินพุตอย่างสมบูรณ์และเครื่องขยายเสียงตื่นเต้นในตัวเองแล้ว .

ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์ความเสถียรจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0 ถึง 1 ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์ความเสถียรยิ่งมากขึ้น แอมพลิฟายเออร์ก็จะยิ่งอยู่ห่างจากสถานะการกระตุ้นตัวเองมากขึ้น รูปร่างของการตอบสนองความถี่ก็จะบิดเบี้ยวน้อยลงและการเปลี่ยนแปลงแบนด์วิดท์ก็จะน้อยลง

เป็นไปได้ที่จะอนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงแบนด์วิดท์วงจรอินพุตภายใต้อิทธิพลของการตอบรับภายใน (10-20)% ซึ่งโดยปกติแล้วจะดำเนินการ

แอมพลิฟายเออร์แบบหลายสเตจมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นตัวเองด้วยการนำมากกว่าแอมพลิฟายเออร์แบบสเตจเดียว

10.5 การบิดเบือนในเครื่องขยายสัญญาณ RF

โดยทั่วไปแล้วสัญญาณ RF ที่ขยายจะมี รูปร่างที่ซับซ้อน, เช่น. ประกอบด้วยการแกว่งของความถี่ที่แตกต่างกันซึ่งมีแอมพลิจูดและเฟสต่างกัน เครื่องขยายสัญญาณ RF สามารถแนะนำการบิดเบือนประเภทต่อไปนี้ในสัญญาณที่ขยาย: แอมพลิจูด-ความถี่, ความถี่เฟส และแบบไม่เชิงเส้น

เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าแบนด์วิดธ์ของเครื่องขยายสัญญาณ RF มักจะกว้างกว่าเส้นทางเลือกหลักของความถี่กลางมาก เครื่องขยายสัญญาณ RF ในทางปฏิบัติจึงไม่ทำให้เกิดการบิดเบือนของแอมพลิจูด-ความถี่ในสัญญาณที่ขยาย ในทางปฏิบัติแล้ว AMP ดังกล่าวจะไม่ทำให้เกิดการบิดเบือนความถี่เฟส เนื่องจากเป็นบรอดแบนด์และโดยปกติจะมีไม่เกินสองขั้นตอน

ข้อยกเว้นคือช่วงความถี่ RF ของคลื่นกิโลเมตร (10-500 kHz)

อันตรายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการควบคุมความถี่ RF คือการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้น หากลักษณะของอุปกรณ์ขยายสัญญาณไม่เชิงเส้นสำหรับช่วงแอมพลิจูดของสัญญาณที่มีประโยชน์ที่อินพุตของแอมพลิฟายเออร์ก็อาจเกิดความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้นได้

เมื่อแอมพลิจูดของสัญญาณรบกวนมีขนาดใหญ่ และลักษณะของอุปกรณ์แอมพลิฟายเออร์แอมพลิฟายเออร์ไม่เป็นเชิงเส้น การโต้ตอบแบบไม่เชิงเส้นจะเกิดขึ้นระหว่างสัญญาณที่มีประโยชน์และสัญญาณรบกวน

เป็นผลให้ปรากฏการณ์ไม่เชิงเส้นปรากฏขึ้นเช่น:

การปรับข้าม;

การอุดตันของสัญญาณที่มีประโยชน์พร้อมสัญญาณรบกวน

การมอดูเลตร่วมกัน (อินเตอร์โมดูเลชั่น) ระหว่างสัญญาณรบกวน ความถี่ที่ไม่ตรงกับความถี่การปรับจูนของแอมพลิฟายเออร์ผลิตภัณฑ์ของการโต้ตอบจะตกอยู่ในพาสแบนด์ของสัญญาณที่มีประโยชน์หรือตรงกับความถี่ของช่องรับเพิ่มเติม

การมอดูเลตแบบไขว้แสดงให้เห็นความจริงที่ว่าสัญญาณของสถานีรบกวนซึ่งมีความถี่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญจากสัญญาณของสถานีที่ได้รับ (มีประโยชน์) จนถึงความถี่ที่ปรับเครื่องขยายสัญญาณ RF นั้นมีอยู่ที่เอาต์พุตของเครื่องขยายสัญญาณ RF พร้อมๆ กับสัญญาณที่เป็นประโยชน์

เมื่อสถานีที่ปรับความถี่หยุดทำงาน (สัญญาณที่เป็นประโยชน์หายไป) สัญญาณรบกวนจะหายไปโดยสิ้นเชิง

ครอสมอดูเลชั่นเกิดขึ้นในหน่วยควบคุมความถี่ RF เมื่อสัญญาณตั้งแต่สองตัวขึ้นไป (มีประโยชน์และรบกวน) โต้ตอบพร้อมกันที่อินพุต โดยอย่างน้อยสัญญาณหนึ่งจะเป็นสัญญาณรบกวนที่มีแอมพลิจูดขนาดใหญ่

สัญญาณแอมพลิจูดที่สูงกว่านี้จะเคลื่อนจุดการทำงานของอุปกรณ์ขยายสัญญาณไปยังส่วนที่ไม่เชิงเส้นของคุณลักษณะด้วยความถี่ของตัวเอง

เป็นผลให้มีการเปลี่ยนแปลงความชันของลักษณะของอุปกรณ์ขยายสัญญาณเนื่องจากการกระทำของสัญญาณรบกวนที่รุนแรงและการถ่ายโอนของการมอดูเลตจากสัญญาณรบกวนไปยังสัญญาณที่มีประโยชน์

ในกรณีนี้ การมองเห็นสัญญาณที่เป็นประโยชน์จะลดลง และเมื่อมีสัญญาณรบกวนในระดับสูง การรับสัญญาณจะเป็นไปไม่ได้

ปริมาณของครอสมอดูเลชั่นไม่ได้ขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของสัญญาณที่ต้องการ ดังนั้นจึงไม่สามารถลดลงได้โดยการเพิ่มแอมพลิจูดของสัญญาณที่ต้องการ

ในช่วงคลื่นสั้น ระดับของสัญญาณรบกวนที่อินพุตของเครื่องขยายเสียงสามารถเข้าถึงหน่วยและแม้กระทั่งสิบโวลต์

การอุดตันของ URF ที่มีการรบกวนคือการลดการขยายของ URF และการอ่อนตัวลงของสัญญาณที่มีประโยชน์ที่สอดคล้องกันภายใต้อิทธิพลของสัญญาณรบกวนของความถี่ปิดและแอมพลิจูดที่ใหญ่มาก

ย่านความถี่ที่สังเกตปรากฏการณ์นี้เรียกว่าย่านความถี่อุดตัน

ปรากฏการณ์การอุดตันอธิบายได้ด้วยเหตุผลเดียวกับการมอดูเลตแบบข้าม

ที่สัญญาณรบกวนที่มีแอมพลิจูดขนาดใหญ่มาก ไม่เพียงแต่การมอดูเลตความชันจะเกิดขึ้นเท่านั้น แต่ยังทำให้ค่าเฉลี่ยลดลงด้วย ส่วนประกอบ DC ของกระแสอินพุตของอุปกรณ์ขยายเสียงอาจเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน

การมอดูเลตร่วมกัน (อินเทอร์มอดูเลชั่น) เกิดขึ้นในเครื่องขยายสัญญาณความถี่วิทยุเมื่อมีสัญญาณรบกวนตั้งแต่สองตัวขึ้นไป (เช่น ความถี่ และ ) ของแอมพลิจูดขนาดใหญ่ถูกเปิดเผยพร้อมกันที่อินพุต ซึ่งขยายเกินส่วนการทำงานเชิงเส้นของคุณลักษณะของอุปกรณ์ขยายสัญญาณ

อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของสัญญาณเหล่านี้ สัญญาณรบกวนแบบผสม จะปรากฏขึ้น:

การตั้งค่า RF ที่จับคู่ความถี่

ตรงกับความถี่ของกระจกหรือช่องสัญญาณเพิ่มเติม

ตรงกับความถี่กลางของเครื่องรับ

ส่วนประกอบต่างๆ เป็นอันตรายอย่างยิ่ง เนื่องจากวงจรเครื่องขยายเสียงถูกปรับตามความถี่นี้

หนึ่งใน วิธีการที่ดีที่สุดการต่อสู้กับความผิดเพี้ยนแบบไม่เชิงเส้นทุกประเภทที่ได้รับการพิจารณาคือการปรับปรุงการเลือกที่มีประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์

ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องเพิ่มการเลือกของวงจรอินพุต ใช้อุปกรณ์ขยายสัญญาณที่มีลักษณะเชิงเส้นในระยะแรกของ AMP และไม่รวมระยะแรกของ AMP ในระบบ AGC

ตัวแปลงความถี่

11.1 วัตถุประสงค์ แผนภาพบล็อก และหลักการทำงานของตัวแปลงความถี่

ตัวแปลงความถี่เป็นอุปกรณ์ที่ถ่ายโอนสเปกตรัมของสัญญาณวิทยุจากช่วงความถี่หนึ่งไปยังอีกช่วงความถี่หนึ่งโดยไม่เปลี่ยนลักษณะของการมอดูเลชั่น พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของตัวรับซูเปอร์เฮเทอโรไดน์ จากผลของการเปลี่ยนแปลงจะได้ค่าความถี่ใหม่ที่เรียกว่า ระดับกลาง- ความถี่อาจสูงหรือต่ำกว่าความถี่สัญญาณก็ได้ ในกรณีแรกความถี่จะถูกแปลงขึ้นในช่วงที่สองลง

ดังที่เห็นได้จากแผนภาพแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตและเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ (รูปที่ 11.1) เมื่อแปลงความถี่ กฎของการมอดูเลต (ในกรณีนี้คือแอมพลิจูด) จะไม่ถูกละเมิด แต่จะมีเพียงความถี่ของการสั่นของพาหะที่จุดนั้นเท่านั้น เอาต์พุตของตัวแปลงเปลี่ยนไป

รูปที่ 11.1 แผนภาพเวลาแรงดันไฟฟ้าที่อินพุต (a) และเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ (b)

สเปกตรัมของการสั่นสะเทือนที่แปลงแล้ว (รูปที่ 11.2) เลื่อนไปตามแกนความถี่ไปทางซ้าย (สำหรับ) อย่างไรก็ตาม ลักษณะของสเปกตรัมไม่เปลี่ยนแปลง

รูปที่ 11.2 สเปกตรัมความถี่ที่อินพุต (a) และเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ (b)

นี่คือความถี่ของการมอดูเลตออสซิลเลชัน และเป็นความถี่พาหะของ และ

ในการแปลงความถี่ในเครื่องรับวิทยุจะใช้ วงจรเชิงเส้นที่มีการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์เป็นระยะ.

บล็อกไดอะแกรมของการแปลงความถี่(รูปที่ 11.3) มีองค์ประกอบการแปลง วิชาพลศึกษา, ออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่น ชและตัวกรอง เอฟ.

รูปที่ 11.3 บล็อกไดอะแกรมของอินเวอร์เตอร์

โหมดการทำงานของ PE เปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ ตามเวลาภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าออสซิลเลเตอร์เฉพาะที่พร้อมกับความถี่ออสซิลเลเตอร์เฉพาะที่ เป็นผลให้ความชันของคุณลักษณะ I-V ขององค์ประกอบการแปลงเปลี่ยนไปซึ่งนำไปสู่การแปลงสัญญาณ

สมมติว่าแรงดันไฟฟ้าออสซิลเลเตอร์เฉพาะที่และแรงดันไบแอสเริ่มต้นบางส่วนถูกนำไปใช้กับ PE ที่มีลักษณะแรงดันไฟฟ้ากระแสกำลังสองอย่างเคร่งครัด (รูปที่ 11.4) ซึ่ง

ภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่ จุดปฏิบัติการของ PE เริ่มเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ เมื่อเวลาผ่านไป และดังแสดงในรูปที่ 11.4 ความชันที่จุดปฏิบัติการจะเปลี่ยนเป็นระยะจาก เป็น เนื่องจาก ด้วยคุณสมบัติแรงดันไฟฟ้ากระแสกำลังสอง การพึ่งพาการแปลงกระแสไฟฟ้ากับแรงดันไฟฟ้าจึงเป็นเส้นตรง

รูปที่ 11.4 ลักษณะเฉพาะของโวลต์-แอมแปร์ของอินเวอร์เตอร์

ด้วยเหตุนี้ ความชันจึงเปลี่ยนแปลงไปตามกฎโคไซน์ด้วยแรงดันโคไซน์ และมีส่วนประกอบคงที่และฮาร์มอนิกตัวแรก แล้ว

องค์ประกอบคงที่ของความชัน PE อยู่ที่ไหน - แอมพลิจูดของฮาร์มอนิกแรกของความชันของ PE

กระแสไฟขาออกพีอี สูตรนี้เป็นค่าประมาณเนื่องจากไม่ได้คำนึงถึงกระแสต้านทานโหลด

ปล่อยให้สัญญาณทำหน้าที่ที่อินพุตของ PE โดยที่ฟังก์ชันของเวลา

เราได้รับค่าแทนค่าและนิพจน์สำหรับกระแส

เราเขียนโดยใช้กฎการคูณโคไซน์

ตาม (11.1) กระแสที่เอาท์พุตของ PE มีส่วนประกอบของความถี่สามความถี่ ได้แก่ ความถี่สัญญาณ ความถี่รวม และความถี่ผลต่าง

จากส่วนประกอบกระแสไฟขาออกเท่านั้นองค์ประกอบความถี่ที่แตกต่างกัน (องค์ประกอบที่มีประโยชน์):

ตัวกรองที่เอาท์พุตของตัวแปลงความถี่จะเลือกเฉพาะส่วนประกอบนี้ของกระแสเอาท์พุต ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เอาท์พุตของตัวแปลงจะถูกกำหนดโดยกระแส

ตาม (11.2) แอมพลิจูดของส่วนประกอบที่มีประโยชน์ของกระแสเอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับแอมพลิจูดของสัญญาณ ดังนั้นเมื่อแปลงความถี่ กฎแห่งการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดของสัญญาณ (การมอดูเลตแอมพลิจูด) จะถูกเก็บรักษาไว้

เฟสของกระแสยังสอดคล้องกับเฟสของสัญญาณดั้งเดิมด้วยเช่น ในระหว่างการแปลงความถี่ การมอดูเลตเฟสจะยังคงอยู่

แอมพลิจูดของกระแสขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดของฮาร์มอนิกทรานสคอนดักแทนซ์ ที่ : ; (ไม่มีการแปลงความถี่เกิดขึ้น) ยิ่งมาก ยิ่งมากขึ้น ดังนั้น แอมพลิจูดกระแสและแอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์ก็จะยิ่งมากขึ้น

ตัวแปลงความถี่แบ่งออกเป็น:

ขึ้นอยู่กับประเภทของ PE: ไดโอด ทรานซิสเตอร์ อินทิเกรต;

ขึ้นอยู่กับจำนวน PE: เรียบง่าย(พละ 1 คน) สมดุล(พละสองคน) แหวน(PE สี่คน)

ถ้า ดังนั้นตำแหน่งของแถบด้านข้างสัญญาณที่สัมพันธ์กับความถี่พาหะจะไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากการแปลงความถี่ ( ตัวแปลงความถี่ที่ไม่แปลงกลับ).

ถ้า จากนั้นแถบด้านข้างเปลี่ยนไปหลังจากการเปลี่ยนแปลง แถบด้านล่างจะกลายเป็นแถบด้านบนและในทางกลับกัน ( อินเวอร์เตอร์แปลงความถี่).

ข้อสรุป:

1. เมื่อแปลงความถี่ กฎหมายการมอดูเลต แรงดันไฟฟ้าขาเข้าไม่ถูกรบกวน แต่เพียงความถี่ของผู้ให้บริการเท่านั้นที่เปลี่ยนแปลง

2. สำหรับการแปลงความถี่จะใช้วงจรเชิงเส้นพร้อมพารามิเตอร์ที่เปลี่ยนแปลงเป็นระยะ

3. ภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่ โหมดการทำงานของ PE จะเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ เมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ความชันของ PE เปลี่ยนแปลงตามความถี่ ในกรณีนี้ กระแสที่เอาต์พุตของ PE ประกอบด้วยส่วนประกอบที่มีความถี่สัญญาณ นอกเหนือจากส่วนประกอบที่มีความถี่สัญญาณแล้ว ยังมีส่วนประกอบแบบผสมจำนวนหนึ่ง ซึ่งหนึ่งในนั้นที่มีความถี่ (ปกติ หรือ ) ที่แยกได้โดยตัวกรอง จะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่ เอาท์พุตของตัวแปลงความถี่

11.2 ทฤษฎีทั่วไปการแปลงความถี่

เมื่อวิเคราะห์ตัวแปลงความถี่ โดยการเปรียบเทียบกับเครื่องขยายสัญญาณเรโซแนนซ์ ปัญหาสองประการได้รับการแก้ไข:

1) กำหนดแรงดันเอาต์พุตซึ่งพวกเขาค้นหาส่วนประกอบที่มีประโยชน์ของกระแสความถี่กลางซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับความถี่เรโซแนนซ์ของตัวกรองหลังจากนั้นจะคำนวณตัวบ่งชี้หลักของตัวแปลง - อัตราขยาย, การตอบสนองความถี่, การตอบสนองของเฟส ฯลฯ .;

2) ค้นหาส่วนประกอบของกระแสอินพุตของตัวแปลงที่ความถี่สัญญาณที่สร้างโหลดสำหรับแหล่งสัญญาณ

เราจะดำเนินการวิเคราะห์ภายใต้สมมติฐานต่อไปนี้:

1) เราถือว่าแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกสามตัวกระทำกับ PE (รูปที่ 11.3):

แรงดันไฟฟ้าบนตัวกรองอินพุตและเอาต์พุตถูกสร้างขึ้นโดยกระแสอินพุตและเอาต์พุตของความถี่ผสมต่างๆ โดยทั่วไปแล้วแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้จะมีน้อยเนื่องจากความต้านทานของตัวกรองสำหรับความถี่รวมนั้นมีค่าเล็กน้อย

2) เรานับ; , เช่น. เราถือว่า PE กำลังทำงานอยู่ โหมดเชิงเส้นสัมพันธ์กับแรงดันสัญญาณ- สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าออสซิลเลเตอร์ในพื้นที่ PE จะทำงานในโหมดไม่เชิงเส้นเสมอ

3) PE เป็นอุปกรณ์ที่ปราศจากความเฉื่อยซึ่งไม่มีองค์ประกอบแบบคาปาซิทีฟและอุปนัย ดังนั้นกระแสไฟฟ้าจึงไม่ขึ้นอยู่กับอนุพันธ์หรืออินทิกรัลของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับ PE สำหรับ PE ที่ไม่มีแรงเฉื่อย กระแสอินพุทและเอาท์พุทจะถูกกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของกระแสคงที่-แรงดันไฟฟ้า:

ส่วนประกอบปัจจุบันไม่มีส่วนประกอบปัจจุบันที่มีประโยชน์พร้อมความถี่

การแปลงความถี่สามารถทำได้ที่ความชันฮาร์มอนิกใดๆ:

มีการใช้ค่าเหล่านี้เพียงค่าเดียวเท่านั้น

ถ้าที่ แสดงว่าการแปลงความถี่จะถูกเรียก เรียบง่าย.

ถ้าที่ แสดงว่าการแปลงความถี่จะถูกเรียก รวมกัน- เป็นไปได้เนื่องจากลักษณะของฮาร์โมนิกที่มีความชัน

ดังนั้นส่วนประกอบทั้งหมดของกระแสไฟขาออกจึงมีประโยชน์เพียงองค์ประกอบเดียวที่มีความถี่:

โดยที่สอดคล้อง (เฉพาะเมื่อส่วนประกอบปัจจุบันมีความถี่กลาง)

ในนิพจน์ (11.8) คำแรกระบุลักษณะของการแปลงความถี่ คำที่สอง - การตอบสนองของตัวกรอง

ความชันการแปลงโดยตรงโดยนิยามของความชันที่ ตาม (11.8)

โดยที่ คือสัมประสิทธิ์สัดส่วนระหว่างแอมพลิจูดของกระแสเอาต์พุตของความถี่กลางกับแอมพลิจูดของแรงดันสัญญาณที่อินพุตโดยที่เอาต์พุต PE ลัดวงจร

ค่าการนำไฟฟ้าภายในของตัวแปลงความถี่ตามคำนิยาม ณ. ตาม (7.8) ค่าการนำไฟฟ้าภายในของคอนเวอร์เตอร์เท่ากับส่วนประกอบคงที่ของค่าการนำไฟฟ้าภายในของ PE:

กำไรภายในของตัวแปลง

คำนึงถึงสัญกรณ์ที่ยอมรับ

11.3 การตอบสนองความถี่ของตัวแปลง

การตอบสนองความถี่ของตัวแปลงความถี่เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นการขึ้นอยู่กับสัมประสิทธิ์การส่งผ่านกับความถี่ของสัญญาณอินพุตที่ความถี่ออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่นคงที่ ความถี่ของสัญญาณจะแตกต่างกันไปในช่วงกว้าง

ปล่อยให้วงจรเรโซแนนซ์เดี่ยวที่ปรับความถี่เป็นตัวกรองคอนเวอร์เตอร์ (รูปที่ 11.5)

รูปที่ 11.5 วงจรสมมูลของอินเวอร์เตอร์

เมื่อการเปลี่ยนแปลงที่ค่าคงที่ ความถี่กลางจะเปลี่ยนไป

รูปที่ 11.6 การขึ้นต่อกันแบบกราฟิก

การพึ่งพากราฟิกที่สร้างขึ้นตาม (7.7) แสดงในรูปที่ 11.6 ก- ที่ ; ที่ ฯลฯ

ดังนั้นค่านิยมที่แตกต่างกันจึงสอดคล้องกับ ความหมายที่แตกต่างกันและค่าจะขึ้นอยู่กับจำนวนความชันฮาร์มอนิกที่เกิดการแปลงความถี่ แรงดันไฟฟ้าบนวงจรเอาท์พุตของคอนเวอร์เตอร์จะปรากฏเฉพาะเมื่อตรงตามเงื่อนไขการเรโซแนนซ์เท่านั้น เช่น ที่ .

ตามรูปที่ 6 กสภาพเรโซแนนซ์ไม่ได้เป็นไปตามความถี่ของสัญญาณเดียว แต่อยู่ที่หลายความถี่ ดังนั้นการตอบสนองความถี่ของคอนเวอร์เตอร์จึงเพิ่มขึ้นหลายเท่า การเพิ่มขึ้นแต่ละครั้งจะสอดคล้องกับแบนด์วิดท์ที่แน่นอนซึ่งส่วนประกอบของสัญญาณและสเปกตรัมการรบกวนสามารถส่งผ่านไปยังเอาต์พุตของตัวรับได้ แบนด์วิธเหล่านี้เรียกว่า ช่องทางการรับ- แต่ละช่องสอดคล้องกับความถี่สัญญาณของตัวเอง การตอบสนองความถี่ของคอนเวอร์เตอร์แสดงในรูปที่ 60 ขรูปร่างของการตอบสนองความถี่ของแต่ละช่องจะขึ้นอยู่กับประเภทของตัวกรอง IF

11.4 ตัวแปลงความถี่ไดโอด

ความถี่ RF เป็นระยะจะเพิ่มอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนและความไวของตัวรับสัญญาณเท่านั้น ส่วนใหญ่มักใช้ในเครื่องรับทรานซิสเตอร์ขยายโดยตรงในช่วง LW และ SW; เนื่องจากสามารถโหลดหน่วย RF แบบอะคาไรด์ได้

รูปที่ 9. วงจรของระยะเป็นระยะของเครื่องขยายสัญญาณความถี่วิทยุ:

ก) – ตัวต้านทาน; ข) – หม้อแปลงไฟฟ้า

ทำหน้าที่เป็นโช้ค ตัวต้านทาน หรือหม้อแปลงไฟฟ้า น้ำตกตัวต้านทานของเครื่องขยายสัญญาณ RF (รูปที่. 9.ก ) ง่ายต่อการใช้งานและกำหนดค่า ในหม้อแปลง URCH (รูปที่. 9.ข ) จะง่ายกว่าที่จะจับคู่เอาต์พุตของสเตจหนึ่งกับอินพุตของสเตจถัดไป นอกจากนี้ คาสเคดหม้อแปลงของเครื่องขยายสัญญาณ RF ยังสามารถแปลงเป็นคาสเคดแบบสะท้อนได้อย่างง่ายดาย

แอมพลิฟายเออร์เรโซแนนซ์ให้การขยายสัญญาณและไม่เพียงแต่เพิ่มความไวที่แท้จริงเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความสามารถในการเลือกสรรในช่องสัญญาณมิเรอร์อีกด้วย เครื่องขยายสัญญาณเรโซแนนซ์ของทรานซิสเตอร์ในช่วง DV, MV และ KB ประกอบขึ้นตามวงจรที่มี OE (รูปที่. 10 ) และในช่วง VHF - ตามรูปแบบที่มี OB

การเรียงซ้อนของเครื่องขยายสัญญาณ RF สามารถมีวงจรเรโซแนนซ์หนึ่งหรือสองวงจร เครื่องขยายสัญญาณ RF แบบวงเดียวให้เกนน้อยลงแต่ผลิตและกำหนดค่าได้ง่ายกว่า วงจรคู่แบบเหนี่ยวนำช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนการมีเพศสัมพันธ์และรับอัตราขยายสูงสุดหรือการเลือกที่ดีที่สุด ด้วยการเปลี่ยนการเชื่อมต่อในช่วงคุณสามารถชดเชยความไม่สม่ำเสมอของค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของวงจรอินพุตได้

เครื่องขยายสัญญาณความถี่วิทยุ VHF ทำงาน แผนการเรียงซ้อน- พวกเขามี ลักษณะที่ดีที่สุดกว่า URCH ทั่วไป

ในแง่ของเกน แอมพลิฟายเออร์คาสโค้ดเทียบเท่ากับแอมพลิฟายเออร์คาสเคดตัวเดียวที่มีค่าการนำไฟฟ้าการส่งผ่านโดยตรงของทรานซิสเตอร์ตัวแรกและโหลดของตัวที่สอง วงจรคาสโค้ดใช้ในเครื่องขยายสัญญาณคลื่นแบบมิเตอร์ มีข้อได้เปรียบที่จะใช้ระยะแรกของวงจรบนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามซึ่งมีระดับเสียงต่ำและมีค่าการนำไฟฟ้าอินพุตต่ำในขณะที่ระบบเลือกของเครื่องรับที่เชื่อมต่อที่อินพุตของเครื่องขยายเสียง cascode จะน้อยกว่า ปัด ในขั้นตอนที่สอง แนะนำให้ใช้ทรานซิสเตอร์แบบดริฟท์ โดยเชื่อมต่อตามวงจรด้วย เกี่ยวกับและให้ผลกำไรที่มั่นคงสูงสุด

มะเดื่อ 10. เวทีเครื่องขยายสัญญาณ RF

ด้วยการออกแบบวงจรคาสโค้ดของแอมพลิฟายเออร์ อัตราขยายที่เสถียรจะเพิ่มขึ้น ระดับเสียงลดลงอย่างมาก และการเลือกเส้นทางสัญญาณวิทยุของเครื่องรับเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบ ข้อดีที่คล้ายกันนี้นำเสนอโดยวงจร cascode (ระดับเสียงรบกวนต่ำและอัตราขยายที่เสถียรสูง) โดยใช้หลอดอิเล็กตรอนซึ่งมักจะเป็นแบบไตรโอดซึ่งเชื่อมต่อตามแคโทดทั่วไป - วงจรกริดทั่วไป

หลักการรับสัญญาณซูเปอร์เฮเทอโรไดน์
การตรวจจับและขยายสัญญาณความถี่ต่ำ

ในการเพิ่มความไวและการเลือกที่แท้จริงของตัวรับเฮเทอโรไดน์ วงจรอินพุตจะต้องมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนพลังงานที่ใกล้เคียงกับเอกภาพในช่วงความถี่การทำงาน และการลดทอนสัญญาณนอกย่านความถี่ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ทั้งหมดนี้เป็นคุณสมบัติของตัวกรองแบนด์พาสในอุดมคติ ดังนั้นวงจรอินพุตจึงต้องได้รับการออกแบบในรูปแบบของตัวกรอง

วงจรอินพุตวงจรเดียวที่ใช้บ่อยมีความเหมาะสมน้อยที่สุดสำหรับการตอบสนองข้อกำหนด เพื่อเพิ่มการเลือกจำเป็นต้องเพิ่มปัจจัยคุณภาพโหลดของวงจรทำให้การเชื่อมต่อกับเสาอากาศและมิกเซอร์หรือเครื่องขยายเสียงอ่อนลง

แต่พลังของสัญญาณที่ได้รับเกือบทั้งหมดจะถูกใช้ในวงจรและมีเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้นที่จะส่งผ่านไปยังมิกเซอร์หรือแอมพลิฟายเออร์ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนพลังงานจะต่ำ หากคุณเชื่อมต่อวงจรเข้ากับเสาอากาศและมิกเซอร์อย่างแรง ค่าปัจจัยด้านคุณภาพโหลดของวงจรจะลดลง และจะลดทอนสัญญาณของสถานีที่อยู่ใกล้เคียงด้วยความถี่เล็กน้อย

แต่สถานีวิทยุกระจายเสียงที่ทรงพลังมากทำงานเคียงข้างกับวงดนตรีสมัครเล่น

วงจรอินพุตเดี่ยวเป็นตัวเลือกล่วงหน้าสามารถใช้กับย่านความถี่ HF ความถี่ต่ำซึ่งมีระดับสัญญาณค่อนข้างสูงในเครื่องรับเฮเทอโรไดน์ที่ง่ายที่สุด การเชื่อมต่อกับเสาอากาศควรทำแบบปรับได้และสามารถปรับวงจรได้ดังแสดงในรูป 1.

ในกรณีที่มีการรบกวนจากสถานีที่ทรงพลังคุณสามารถลดการเชื่อมต่อกับเสาอากาศได้โดยการลดความจุของตัวเก็บประจุ C1 ซึ่งจะเพิ่มการเลือกของวงจรและในขณะเดียวกันก็เพิ่มความสูญเสียในนั้นซึ่งเทียบเท่ากับการเปิดตัวลดทอน . ความจุรวมของตัวเก็บประจุ C2 และ SZ ถูกเลือกให้อยู่ที่ประมาณ 300...700 pF คอยล์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับช่วง

รูปที่ 1. วงจรอินพุตวงจรเดียว

ผลลัพธ์ที่ดีกว่าอย่างเห็นได้ชัดนั้นมาจากตัวกรองแบนด์พาสที่จับคู่ระหว่างอินพุตและเอาต์พุต ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีแนวโน้มที่จะใช้ตัวกรอง bandpass แบบสลับได้ แม้ว่าจะรับสัญญาณเข้าจากเครื่องรับการสื่อสารระดับมืออาชีพในวงกว้างก็ตาม มีการใช้ฟิลเตอร์ระดับแปดเสียง (ไม่ค่อยมี) ครึ่งอ็อกเทฟและควอเตอร์อ็อกเทฟ

อัตราส่วนของความถี่บนของพาสแบนด์ต่อความถี่ล่างคือ 2 ตามลำดับ 1.41 (รูทของ 2) และ 1.19 (รูทที่สี่ของ 2) แน่นอนว่า ยิ่งตัวกรองอินพุตแคบลง ภูมิคุ้มกันสัญญาณรบกวนของตัวรับสัญญาณช่วงกว้างก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น แต่จำนวนตัวกรองแบบสลับได้จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

สำหรับเครื่องรับที่ออกแบบมาสำหรับวงดนตรีสมัครเล่นเท่านั้น จำนวนตัวกรองอินพุตจะเท่ากับจำนวนแบนด์ และเลือกแบนด์วิดท์เท่ากับความกว้างของแบนด์ โดยปกติจะมีระยะขอบ 10...30%

ในเครื่องรับส่งสัญญาณ แนะนำให้ติดตั้งตัวกรองแบนด์พาสระหว่างเสาอากาศและสวิตช์ส่ง/รับเสาอากาศ ถ้าเพาเวอร์แอมป์ของตัวรับส่งสัญญาณค่อนข้างแบนด์วิธกว้าง เช่นเดียวกับกรณีของแอมป์ทรานซิสเตอร์ สัญญาณเอาท์พุตอาจมีฮาร์โมนิคจำนวนมากและสัญญาณนอกย่านความถี่อื่นๆ ตัวกรองแบนด์พาสจะช่วยระงับตัวกรองเหล่านั้น

ข้อกำหนดสำหรับค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนพลังงานของตัวกรองที่ใกล้เคียงกับความสามัคคีในกรณีนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง องค์ประกอบตัวกรองต้องทนทาน พลังงานปฏิกิริยามากกว่ากำลังรับการจัดอันดับของเครื่องส่งสัญญาณหลายเท่า

ขอแนะนำให้เลือกอิมพีแดนซ์ลักษณะของตัวกรองแบนด์ทั้งหมดให้เท่ากันและเท่ากับอิมพีแดนซ์ลักษณะของตัวป้อน 50 หรือ 75 โอห์ม

รูปที่ 2. ตัวกรอง Bandpass: a - รูปตัว L; b - รูปตัวยู

วงจรคลาสสิกของตัวกรอง bandpass รูปตัว L แสดงในรูปที่ 2, ก. การคำนวณนั้นง่ายมาก ขั้นแรก จะกำหนดปัจจัยด้านคุณภาพที่เทียบเท่า Q = fo/2Df โดยที่ fo คือความถี่เฉลี่ยของช่วง 2Df คือแบนด์วิดท์ของตัวกรอง ความเหนี่ยวนำและความจุของตัวกรองพบได้ตามสูตร:

โดยที่ R คือความต้านทานลักษณะของตัวกรอง

ที่อินพุตและเอาต์พุต ตัวกรองต้องโหลดด้วยความต้านทานเท่ากับความต้านทานลักษณะเฉพาะ ซึ่งอาจเป็นความต้านทานอินพุตของเครื่องรับ (หรือเอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณ) และความต้านทานเสาอากาศ

ค่าที่ไม่ตรงกันมากถึง 10...20% มีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อคุณลักษณะของตัวกรอง แต่ความแตกต่างระหว่างความต้านทานโหลดและความต้านทานลักษณะเฉพาะหลายครั้งจะบิดเบือนเส้นโค้งการเลือกสรรอย่างมาก โดยส่วนใหญ่อยู่ในแถบความถี่ผ่าน

หากความต้านทานโหลดน้อยกว่าค่าคุณลักษณะ สามารถเชื่อมต่อผ่านหม้อแปลงอัตโนมัติเข้ากับก๊อกของคอยล์ L2 ได้ ความต้านทานจะลดลงด้วยปัจจัย k2 โดยที่ k คือปัจจัยการสวิตชิ่งเท่ากับอัตราส่วนของจำนวนรอบจากการแตะต่อสายร่วมต่อจำนวนรอบทั้งหมดของขดลวด L2

การเลือกลิงค์รูปตัว L หนึ่งลิงค์อาจไม่เพียงพอ จากนั้นทั้งสองลิงค์จะเชื่อมต่อกันเป็นชุด ลิงก์สามารถเชื่อมต่อด้วยการแยกสาขาแบบขนานหรือแบบต่อเนื่องกัน ในกรณีแรกจะได้รับตัวกรองรูปตัว T ในส่วนที่สอง - ตัวกรองรูปตัวยู

องค์ประกอบ L และ C ของสาขาที่เชื่อมต่อจะรวมกัน ตามตัวอย่าง รูปที่ 2b แสดงตัวกรอง bandpass รูปตัว U องค์ประกอบ L2C2 ยังคงเหมือนเดิม และองค์ประกอบของกิ่งก้านตามยาวถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นตัวเหนี่ยวนำ 2L และความจุ C1/2 จะเห็นได้ง่ายว่าความถี่การปรับจูนของวงจรอนุกรมผลลัพธ์ (รวมถึงวงจรตัวกรองที่เหลือ) ยังคงเหมือนเดิมและเท่ากับความถี่เฉลี่ยของช่วง

บ่อยครั้งเมื่อคำนวณตัวกรองย่านความถี่แคบ ค่าความจุของสาขาตามยาว C1/2 จะน้อยเกินไปและการเหนี่ยวนำใหญ่เกินไป ในกรณีนี้ สามารถเชื่อมต่อกิ่งตามยาวเข้ากับก๊อกของคอยล์ L2 ได้ โดยจะเพิ่มความจุไฟฟ้า 1/k2 เท่า และลดความเหนี่ยวนำลงด้วยจำนวนที่เท่ากัน

รูปที่ 3 ตัวกรองวงจรคู่

ในตัวกรองไฟฟ้าแรงสูง สะดวกในการใช้เฉพาะวงจรออสซิลโลสโคปแบบขนานที่เชื่อมต่อด้วยขั้วต่อเดียวกับสายไฟทั่วไป

วงจรของตัวกรองสองวงจรพร้อมคัปปลิ้งคาปาซิทีฟภายนอกแสดงในรูปที่ 3 ความเหนี่ยวนำและความจุของวงจรขนานคำนวณโดยใช้สูตร (1) สำหรับ L2 และ C2 และความจุของตัวเก็บประจุคัปปลิ้งควรเป็น C3=C2/Q

ค่าสัมประสิทธิ์การสลับของเอาต์พุตตัวกรองขึ้นอยู่กับความต้านทานอินพุตที่ต้องการ Rin และความต้านทานเฉพาะของตัวกรอง R: k2=Rin/R ค่าสัมประสิทธิ์การสลับทั้งสองด้านของตัวกรองอาจแตกต่างกัน เพื่อให้มั่นใจว่ามีการประสานงานกับเสาอากาศและอินพุตตัวรับหรือเอาต์พุตตัวส่งสัญญาณ

เพื่อเพิ่มการเลือกสามารถเชื่อมต่อวงจรที่เหมือนกันตั้งแต่สามวงจรขึ้นไปตามแผนภาพในรูปที่ 3 ซึ่งจะลดความจุของตัวเก็บประจุคัปปลิ้ง SZ ลง 1.4 เท่า

รูปที่ 4. หัวกะทิของตัวกรองสามวงจร

เส้นโค้งหัวกะทิทางทฤษฎีของตัวกรองสามวงจรแสดงในรูปที่ 4 การลดทอนสัมพัทธ์ x=2DfQ/fo ถูกพล็อตในแนวนอน และการลดทอนที่แนะนำโดยตัวกรองจะถูกพล็อตในแนวตั้ง

ในแถบโปร่งใส (x<1) ослабление равно нулю, а коэффициент передачи мощности - единице. Это понятно, если учесть, что теоретическая кривая построена для элементов без потерь, имеющих бесконечную конструктивную добротность.

ตัวกรองจริงยังแนะนำการลดทอนบางอย่างในพาสแบนด์ ซึ่งสัมพันธ์กับการสูญเสียในองค์ประกอบตัวกรอง ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในคอยล์ การสูญเสียในตัวกรองลดลงเมื่อปัจจัยด้านคุณภาพการออกแบบของคอยล์ Q0 เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ที่ Q0 = 20Q การสูญเสียแม้ในตัวกรองสามวงจรจะต้องไม่เกิน 1 dB

การลดทอนภายนอกพาสแบนด์จะเกี่ยวข้องโดยตรงกับจำนวนลูปตัวกรอง สำหรับตัวกรองสองวงจรการลดทอนจะเท่ากับ 2/3 ของที่ระบุไว้ในรูปที่ 4 และสำหรับวงจรอินพุตวงจรเดียว - 1/3 สำหรับฟิลเตอร์รูปตัว U รูปที่ 3, b กราฟการเลือกรูปที่ 4 นั้นเหมาะสมโดยไม่มีการแก้ไขใดๆ

รูปที่ 5 ตัวกรองสามวงจร - วงจรที่ใช้งานได้จริง

วงจรการใช้งานจริงของตัวกรองสามวงจรที่มีพาสแบนด์ 7.0...7.5 MHz และคุณลักษณะที่วัดได้จากการทดลองจะแสดงในรูปที่ 5 และ 6 ตามลำดับ

ตัวกรองได้รับการคำนวณตามวิธีการที่อธิบายไว้สำหรับความต้านทาน R = 1.3 kOhm แต่ถูกโหลดลงบนความต้านทานอินพุตของตัวผสมตัวรับเฮเทอโรไดน์ที่ 2 kOhm การเลือกเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่จุดสูงสุดและการลดลงปรากฏขึ้นในพาสแบนด์

ขดลวดกรองหมุนวนเพื่อเปิดเฟรมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม. โดยใช้ลวด PEL 0.8 และมี 10 รอบ การแตะคอยล์ L1 เพื่อให้ตรงกับความต้านทานของตัวป้อนเสาอากาศ 75 โอห์มนั้นทำจากการหมุนครั้งที่สอง

คอยล์ทั้งสามม้วนอยู่ในหน้าจอแยกกัน ("ถ้วย" ทรงกระบอกอลูมิเนียมจากแผงไฟเก้าพิน) การตั้งค่าตัวกรองทำได้ง่าย โดยเริ่มจากการปรับวงจรให้สะท้อนกลับโดยใช้เครื่องตัดแต่งคอยล์

รูปที่ 6. เส้นโค้งการเลือกที่วัดของตัวกรองสามวงจร

ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับปัญหาในการได้รับปัจจัยคุณภาพการออกแบบสูงสุดของคอยล์กรอง เราไม่ควรมุ่งมั่นในการย่อขนาดพิเศษเนื่องจากปัจจัยด้านคุณภาพจะเพิ่มขึ้นตามขนาดทางเรขาคณิตของขดลวดที่เพิ่มขึ้น

ด้วยเหตุผลเดียวกัน จึงไม่แนะนำให้ใช้ลวดที่บางเกินไป การทำให้ลวดสีเงินให้ผลที่เห็นได้ชัดเจนที่ความถี่สูงเท่านั้น วงเคบีและต่อไป วีเอชเอฟเมื่อตัวประกอบคุณภาพการออกแบบของคอยล์มากกว่า 100 แนะนำให้ใช้ลวดลิทซ์กับขดลวดในระยะ 160 และ 80 ม. เท่านั้น

การสูญเสียที่ลดลงในลวดชุบเงินและลวด Litz เกิดจากการที่กระแสความถี่สูงไม่ทะลุเข้าไปในความหนาของโลหะ แต่ไหลเฉพาะในชั้นผิวบาง ๆ ของเส้นลวด (ที่เรียกว่าเอฟเฟกต์ผิวหนัง)

ตะแกรงนำไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดไม่ได้ลดปัจจัยด้านคุณภาพของคอยล์ และยังช่วยลดการสูญเสียพลังงานในวัตถุที่อยู่รอบๆ คอยล์อีกด้วย หน้าจอจริงทำให้เกิดการสูญเสีย ดังนั้นจึงแนะนำให้เลือกเส้นผ่านศูนย์กลางหน้าจอเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางคอยล์อย่างน้อย 2-3 เส้น

หน้าจอควรทำจากวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูง(ทองแดงค่อนข้างแย่กว่าอลูมิเนียม) ไม่อนุญาตให้ทาสีหรือเคลือบพื้นผิวภายในของหน้าจอ

มาตรการที่ระบุไว้ทำให้มั่นใจได้ถึงปัจจัยคุณภาพสูงเป็นพิเศษของคอยล์ ซึ่งสามารถรับรู้ได้ เช่น ในตัวสะท้อนกลับแบบเกลียว

ในช่วง 144 MHz สามารถเข้าถึง 700...1,000 รูปที่ 7 แสดงการออกแบบตัวกรองแบนด์พาสความถี่ 144 MHz สองตัวที่ออกแบบมาเพื่อรวมไว้ในฟีดไลน์ 75 โอห์ม

ตัวสะท้อนเสียงจะติดตั้งในตะแกรงสี่เหลี่ยมที่มีขนาด 25X25X50 มม. บัดกรีจากแผ่นทองแดง ทองเหลือง หรือแผ่นไฟเบอร์กลาสฟอยล์สองด้าน

ฉากกั้นภายในมีรูเชื่อมต่อขนาด 6X12.5 มม. ตัวเก็บประจุปรับอากาศจะติดตั้งอยู่ที่ผนังด้านใดด้านหนึ่งซึ่งมีโรเตอร์เชื่อมต่อกับหน้าจอ

คอยล์เรโซเนเตอร์ไม่มีกรอบ ทำจากลวดชุบเงินที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5...2 มม. และมี 6 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 มม. โดยยืดให้เท่ากันจนมีความยาวประมาณ 35 มม. ขั้วหนึ่งของคอยล์ถูกบัดกรีเข้ากับสเตเตอร์ของตัวเก็บประจุทริมเมอร์และอีกขั้วหนึ่งไปที่หน้าจอ

ก๊อกที่ทางเข้าและทางออกของตัวกรองทำจาก 0.5 รอบของแต่ละขดลวด แบนด์วิดท์ของตัวกรองที่ปรับค่ามากกว่า 2 MHz เล็กน้อย การสูญเสียการแทรกจะคำนวณเป็นสิบของเดซิเบล สามารถปรับแบนด์วิดท์ของตัวกรองได้โดยการเปลี่ยนขนาดของรูเชื่อมต่อและเลือกตำแหน่งของต๊าปคอยล์

รูปที่ 7 กรองตัวสะท้อนเสียงแบบเกลียว

ที่ย่านความถี่ VHF ที่สูงกว่า แนะนำให้เปลี่ยนขดลวดด้วยลวดหรือท่อที่เป็นเส้นตรง จากนั้นตัวสะท้อนเสียงแบบเกลียวจะกลายเป็นตัวสะท้อนเสียงแบบควอเตอร์เวฟโคแอกเซียลที่โหลดด้วยความจุไฟฟ้า

สามารถเลือกความยาวของตัวสะท้อนเสียงได้ประมาณ l/8 และความยาวที่หายไปถึงหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่นจะได้รับการชดเชยด้วยความจุในการปรับจูน

ในสภาวะการรับสัญญาณที่ยากลำบากเป็นพิเศษบนแถบความถี่ HF วงจรอินพุตหรือตัวกรองของตัวรับเฮเทอโรไดน์จะทำแถบความถี่แคบและปรับได้ เพื่อให้ได้ปัจจัยด้านคุณภาพการโหลดสูงและแถบความถี่แคบ การเชื่อมต่อกับเสาอากาศและระหว่างวงจรจะถูกเลือกให้น้อยที่สุด และเพื่อชดเชยการสูญเสียที่เพิ่มขึ้น จึงใช้ AMP บนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม

วงจรเกตของมันแบ่งวงจรเพียงเล็กน้อยและแทบไม่ได้ลดปัจจัยด้านคุณภาพลง ไม่แนะนำให้ติดตั้งทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ใน URF เนื่องจากมีความต้านทานอินพุตต่ำและไม่เชิงเส้นมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

โครงการ URCH

วงจรเครื่องขยายความถี่วิทยุ (RFA) แสดงในรูปที่ 8 ตัวกรองแบนด์พาสแบบปรับได้สองวงจรที่อินพุตให้การเลือกที่จำเป็นทั้งหมด ดังนั้นวงจร Q ต่ำที่ปรับได้ L3C9 ที่ไม่สามารถปรับได้ซึ่งแบ่งโดยตัวต้านทาน R3 จึงรวมอยู่ในวงจรเดรนของทรานซิสเตอร์

ตัวต้านทานนี้ใช้เพื่อเลือกเกนของคาสเคด เนื่องจากอัตราขยายต่ำ จึงไม่จำเป็นต้องทำให้ความจุผ่านทรานซิสเตอร์เป็นกลาง

รูปที่ 8. เครื่องขยายความถี่วิทยุ

วงจรในวงจรเดรนยังสามารถใช้เพื่อรับการเลือกเพิ่มเติมได้หากกำจัดตัวต้านทานแบบแบ่งออก และเพื่อลดเกน การระบายของทรานซิสเตอร์จะเชื่อมต่อกับก๊อกของคอยล์ลูป

แผนภาพของ AMP ดังกล่าวสำหรับช่วง 10 ม. แสดงในรูปที่ 9 ให้ความไวของตัวรับที่ดีกว่า 0.25 µV แอมพลิฟายเออร์สามารถใช้ทรานซิสเตอร์แบบดูอัลเกต KP306, KP350 และ KP326 ซึ่งมีความจุพาสทรูต่ำ ซึ่งมีส่วนช่วยให้การทำงานของแอมพลิฟายเออร์ RF มีโหลดเรโซแนนซ์ .

รูปที่ 9. URCH บนทรานซิสเตอร์สองประตู

โหมดทรานซิสเตอร์ถูกตั้งค่าโดยการเลือกตัวต้านทาน R1 และ R3 เพื่อให้กระแสไฟฟ้าที่ใช้จากแหล่งพลังงานคือ 4... 7 mA อัตราขยายจะถูกปรับโดยการเลื่อนก๊อกของคอยล์ L3 และเมื่อคอยล์เปิดจนสุดก็จะถึง 20 dB

คอยล์คอนทัวร์ L2 และ L3 พันบนวงแหวน K10X6X4 ที่ทำจากเฟอร์ไรต์ 30HF และมีลวด PELSHO 0.25 16 รอบ คอยล์สื่อสารกับเสาอากาศและมิกเซอร์แต่ละอันมีสายเดียวกัน 3-5 รอบ ง่ายต่อการแนะนำสัญญาณ AGC เข้าไปในแอมพลิฟายเออร์โดยนำไปใช้กับเกตที่สองของทรานซิสเตอร์ เมื่อศักยภาพของเกตที่สองลดลงเหลือศูนย์ อัตราขยายจะลดลง 40...50 dB

วรรณกรรม: V.T. Polyakov นักวิทยุสมัครเล่นเกี่ยวกับเทคโนโลยีการแปลงโดยตรง ม. 1990

คุณลักษณะเชิงปริมาณของข้อกำหนดเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามช่วงความถี่ที่ต่างกัน การทำงานที่ไม่เสถียรหมายถึงการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์พื้นฐานและคุณลักษณะของแอมพลิฟายเออร์จนถึงการเปลี่ยนไปใช้โหมดกระตุ้นตัวเองเมื่อเวลาผ่านไปภายใต้อิทธิพลของปัจจัยที่ทำให้ไม่เสถียรต่างๆ ข้าว. ส่วนหนึ่งของแรงดันไฟฟ้านี้ทะลุผ่านวงจรกำลังเข้าสู่ขั้นตอนก่อนหน้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวงจรอินพุตผ่านองค์ประกอบ...

แบ่งปันงานของคุณบนเครือข่ายโซเชียล

หากงานนี้ไม่เหมาะกับคุณ ที่ด้านล่างของหน้าจะมีรายการผลงานที่คล้ายกัน คุณยังสามารถใช้ปุ่มค้นหา

การบรรยายครั้งที่ 5

1. เครื่องขยายสัญญาณ RF และเครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำ

2.4.1 ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับเครื่องขยายความถี่วิทยุ

เครื่องขยายสัญญาณความถี่วิทยุ (แบบเลือก) คือเครื่องขยายสัญญาณที่ใช้วงจรเลือกความถี่เป็นโหลด ซึ่งส่งผลให้อัตราขยายขึ้นอยู่กับความถี่ด้วย ในกรณีที่ง่ายที่สุด วงจรออสซิลเลเตอร์ถูกใช้เป็นวงจรดังกล่าว IU ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีความไวสูงของชุดควบคุมวิทยุ เนื่องจากการขยายสัญญาณวิทยุเบื้องต้นและการเลือกสัญญาณกับพื้นหลังของการรบกวน การใช้ระบบเรโซแนนซ์เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องรับในกระจกและช่องรับสัญญาณโดยตรงจำเป็นต้องเลือก

ตัวชี้วัดเชิงคุณภาพหลักของแอมพลิฟายเออร์แบบเลือกคือ:

• อัตราขยายของแรงดันไฟฟ้าเรโซแนนซ์
• การเลือกช่องรับสัญญาณด้านข้าง
• รูปเสียงรบกวน;
• ช่วงไดนามิก

นี่คือแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุดที่การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นยังไม่เกินค่าที่อนุญาต แรงดันไฟฟ้าขาเข้าซึ่งมีอัตราส่วน S/N ที่ต้องการไว้ที่เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง

เนื่องจากงานที่พวกเขาแก้ไขจึงมีการกำหนดข้อกำหนดต่อไปนี้กับชุดควบคุม:

รับประกันการเลือกความถี่ผ่านช่องรับสัญญาณเพิ่มเติม (โดยตรง, มิเรอร์, การรวมกัน)

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เสียงที่ต้องการ

ให้อัตราขยายที่มั่นคงที่จำเป็นเพื่อนำระดับของสัญญาณที่ได้รับไปสู่ค่าที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติของขั้นตอนต่อๆ ไป

คุณลักษณะเชิงปริมาณของข้อกำหนดเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามช่วงความถี่ที่ต่างกัน ดังที่ทราบกันดีว่าในช่วง DV, MV และ HF ความไวจะถูกกำหนดโดยระดับเสียงรบกวนภายนอกที่เข้าสู่อินพุตของเครื่องรับ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ไม่จำเป็นต้องมีเกนสูง ดังนั้นโดยปกติแล้วจะใช้ไม่เกินสองสเตจกับค่า K ทั่วไป 0 = 2…5. ความสนใจหลักได้รับการจ่ายเพื่อให้มั่นใจในการเลือกตามช่องรับสัญญาณโดยตรงและกระจก ตลอดจนรับประกันความเป็นเส้นตรงสูงของน้ำตกเพื่อกำจัดการเกิดช่องรับสัญญาณแบบผสมและการบิดเบือนระหว่างการปรับสัญญาณ

ระบบวงจรเดี่ยวและวงจรคู่ถูกใช้เป็นโหลด เนื่องจากระบบที่ซับซ้อนกว่าทำให้ยากต่อการเปลี่ยนช่วง การตั้งค่าถูกกำหนดให้กับการใช้ทรานซิสเตอร์ MOS เอฟเฟกต์สนามซึ่งให้ความเป็นเส้นตรงแบบเรียงซ้อนที่ดีกว่า

ในช่วง UHF ขึ้นไป ความไวจะถูกกำหนดโดยสัญญาณรบกวนของตัวเอง นี่เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องแน่ใจว่าค่าตัวเลขเสียงที่ต้องการ ความไวของตัวรับในช่วงเหล่านี้สามารถเข้าถึงหลายไมโครโวลต์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเกนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในระยะอินพุต โดยปกติจะใช้การเรียงซ้อน 1...3 ที่มี K ทั่วไป 0 = 100...200 มักไม่สามารถปรับได้ เนื่องจากค่าของความถี่กลางในกรณีนี้ถูกเลือกไว้ค่อนข้างสูง และรับประกันการปราบปรามช่องรับสัญญาณด้านข้างได้อย่างง่ายดายตลอดช่วงที่ได้รับ สามารถใช้แอมพลิฟายเออร์ไดโอดอุโมงค์และแอมพลิฟายเออร์พาราเมตริกเพื่อลดสัญญาณรบกวนได้

2.4.2 แผนการเชื่อมต่อองค์ประกอบที่ใช้งานอยู่

2.4.3 ความเสถียรและการกระตุ้นตนเองของ URF

ก) ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความยั่งยืน

ดังที่ทราบกันดีว่า PIC อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์นั้นอธิบายได้จากนิพจน์

, (3.1)

ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของวงจรป้อนกลับอยู่ที่ไหน ผลิตภัณฑ์นี้เรียกว่าลูปเกนของคาสเคด ตามเกณฑ์ของ Nyquist น้ำตกอยู่ที่เกณฑ์ของการสร้าง (การกระตุ้นตนเอง) ภายใต้เงื่อนไข =1 หรือซึ่งเหมือนกัน

(3.2)

เงื่อนไขนี้แบ่งออกเป็นสอง

1) , (3.3)

เหล่านั้น. การเปลี่ยนเฟสทั้งหมดตามเส้นทางจากอินพุตของเครื่องขยายเสียงไปยังเอาต์พุตและด้านหลังจะต้องเป็นผลคูณของ 2 (ที่เรียกว่าความสมดุลของเฟส)

2) =1, (3.4)

เหล่านั้น. ส่วนของสัญญาณที่กลับไปยังอินพุตของเครื่องขยายเสียงจะต้องเท่ากับสัญญาณดั้งเดิม (ความสมดุลของแอมพลิจูด)

รูปที่ 3.2 การให้โหมดไฟฟ้ากระแสตรง (คุณ บนภาพ) ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ผลตอบรับดังกล่าวอาจเป็นบวกได้

เพื่อกำจัดข้อเสนอแนะประเภทนี้ แหล่งพลังงานจะถูกแบ่งผ่านกระแสสลับด้วยตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ และตัวกรองที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าของแต่ละขั้นตอน (รูปที่ 3.3)

ความต้านทานของตัวกรองอาร์ เอฟ เลือกเท่ากับ 1...3 kOhm กรองตัวเก็บประจุจากสภาวะ จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกเนื่องจากตัวเก็บประจุแบบฟิล์มและอิเล็กโทรไลติคมีความเหนี่ยวนำสูงเนื่องจากมีการสร้างโครงสร้างในรูปแบบของม้วนที่มี vit จำนวนมาก

รูปที่.3.3 ตัวเก็บประจุถูกติดตั้งไว้ใกล้กับวงจรโหลดออสซิลเลชัน เพื่อลดเส้นทางของกระแสความถี่สูงให้สั้นลง

2. การเชื่อมต่อแบบคาปาซิทีฟระหว่างเอาต์พุตและอินพุตของสเตจเดียวหรือระหว่างสเตจ เห็นได้ชัดว่าตัวนำสองตัวใด ๆ ที่อยู่ห่างจากกันถือได้ว่าเป็นตัวเก็บประจุ ตัวอย่างเช่น ขั้วต่อของทรานซิสเตอร์ยาวประมาณ 1 เซนติเมตรสามารถมีความจุไฟฟ้าในช่วง 1...10 pF ขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของขั้วต่อเหล่านั้น ที่ความถี่สูงจะเป็นค่าที่เห็นได้ชัดเจนมาก

3. การมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำระหว่างอินพุตและเอาต์พุตของสเตจเดียวหรือระหว่างสเตจ

เพื่อลดปัญหาดังกล่าว จึงมีการใช้ฉากกั้นแม่เหล็ก (แกนเกราะที่ทำจากเฟอร์ไรต์ เหล็กคาร์บอนิล ฯลฯ) เพื่อลดความยาวของตัวนำและตัวนำที่เชื่อมต่อให้เหลือน้อยที่สุด ขดลวดอินพุตและเอาต์พุตจะถูกวางไว้ที่ระยะห่างจากกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยวางแกนตามยาวของพวกมันในระนาบที่ตั้งฉากกันเพื่อลดความเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน

ด้วยการเลือกวิธีการที่ถูกต้อง เหตุผลข้างต้นทั้งหมดสำหรับการเกิด POS จึงสามารถตัดออกบางส่วนหรือทั้งหมดได้ อย่างไรก็ตามสำหรับการเจาะส่วนหนึ่งของสัญญาณเอาท์พุตไปยังอินพุตจะมีอีกหนึ่งช่องทางเสมอ - ค่าการนำกลับภายในขององค์ประกอบที่ใช้งานอยู่ป 12 - สำหรับอุปกรณ์ขยายเสียงจริงใด ๆ จะแตกต่างจากศูนย์และไม่สามารถกำจัดได้ ผลกระทบของมันสามารถชดเชยได้จนถึงขีดจำกัดบางอย่างเท่านั้น

B) เงื่อนไขสำหรับการไม่มีการกระตุ้นตัวเองในแอมพลิฟายเออร์แบบเลือกสรร

เพื่อความง่ายให้เราพิจารณาสถานการณ์เมื่อแหล่งที่มาของสัญญาณสำหรับแอมพลิฟายเออร์แบบเลือกสรรและโหลดนั้นเหมือนกันทุกประการ (รูปที่ 3.4) ในกรณีนี้ พารามิเตอร์คาสเคดที่มีชื่อเดียวกันจะเหมือนกัน:

ฌ. (3.5)

โดยการคำนวณค่าการนำไฟฟ้าเอาต์พุตของสเตจก่อนหน้าใหม่ ขั้นแรกในวงจร จากนั้นจึงไปที่อินพุตของทรานซิสเตอร์โดยตรง เราจะได้ค่าการนำไฟฟ้าที่ได้ซึ่งเชื่อมต่อกับอินพุต (รูปที่ 3.5): . (3.6)

รูปที่.3.4

ในทำนองเดียวกัน ความนำไฟฟ้าอินพุตของสเตจถัดไป ซึ่งลดลงเหลือเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์ จะถูกเขียนเป็น:

. (3.7)

โปรดทราบว่าคุณเข้า ในรูปที่ 3.4 และ U 1 ในรูปที่ 3.5 นี่เป็นปริมาณที่แตกต่างกันเหมือนกันคุณออกและ U 2

สำหรับการวิเคราะห์เพิ่มเติม จำเป็นต้องได้รับนิพจน์ที่อธิบายค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของเครื่องขยายเสียงในกรณีที่ไม่มีสัญญาณป้อนกลับ () และค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของวงจรป้อนกลับ () เพื่อจุดประสงค์นี้เราจะเปลี่ยนทรานซิสเตอร์เป็นอันก่อนหน้า

รูปที่ 3.5 วงจรจะเทียบเท่ากัน โดยสมมติว่าไม่มีค่าการนำไฟฟ้าป้อนกลับ วงจรที่แปลงแล้วจะแสดงในรูปที่ 3.6

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนแรงดันไฟฟ้าของวงจรดังกล่าวถูกกำหนดโดยนิพจน์: (3.9)

โปรดทราบว่ามันไม่เท่ากับสัมประสิทธิ์

มะเดื่อ 3.6 ถึงค่าเกนของแอมพลิฟายเออร์ดั้งเดิม (รูปที่ 3.4) ซึ่งถูกกำหนดโดยนิพจน์:

. (3.10)

จากแผนภาพ (รูปที่ 3.6) เห็นได้ชัดว่าสามารถรับแรงดันเอาต์พุตได้โดยการหารกระแสเอาต์พุตด้วยค่าสื่อกระแสไฟฟ้าเอาต์พุตที่เกิดขึ้น:

. (3.11)

เครื่องหมายลบในนิพจน์จะคำนึงถึงทิศทางตรงกันข้ามของกระแสที่ไหลผ่านตัวนำและแรงดันไฟฟ้าที่ไหลผ่าน

แทนที่ด้านขวาของนิพจน์นี้เป็นตัวเศษของสูตร (3.9) และลดเศษส่วนด้วยจะได้:

. (3.12)

การใช้เหตุผลที่คล้ายกันช่วยให้เราได้นิพจน์สำหรับ สาเหตุของการปรากฏตัวของแรงดันป้อนกลับ () ที่อินพุตของแอมพลิฟายเออร์คือแรงดันเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์และค่าการนำไฟฟ้าของค่าป้อนกลับ ไม่รวมการพิจารณาการผ่านของสัญญาณผ่านเครื่องขยายสัญญาณในทิศทางไปข้างหน้า กล่าวคือ สมมติว่า =0 วงจรสมมูลสำหรับการส่งสัญญาณป้อนกลับสามารถแสดงได้ดังแสดงในรูปที่ 3.7

ภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟขาออกกระแสจะไหลผ่านค่าการนำไฟฟ้าอินพุต (ดูรูปที่ 3.7) ทำให้เกิดแรงดันตกคร่อม:

. (3.13)

รูปที่.3.7

เรากำหนดค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของวงจรป้อนกลับโดยใช้สูตรโดยแทนที่ด้านขวาของนิพจน์ (3.13) เป็นตัวเศษ:

. (3.14)

เราได้สูตรสำหรับการเพิ่มลูปโดยการคูณทางด้านขวาของนิพจน์ (3.14) และ (3.12):

. (3.15)

แทนที่จะเป็นค่าการนำไฟฟ้า และให้เราแทนที่ด้านขวามือของสูตร (3.6) และ (3.7) เป็นตัวส่วนของนิพจน์สุดท้ายตามลำดับ:

. (3.16)

การแสดงออกในตัวส่วนในวงเล็บแสดงถึงค่าการนำไฟฟ้าที่เท่ากันของวงจรโหลดของแอมพลิฟายเออร์แบบเลือกพร้อมกับค่าสื่อกระแสไฟฟ้าของขั้นตอนก่อนหน้าและขั้นต่อ ๆ มาซึ่งคำนวณใหม่เข้าไป (ดูสูตร ()) และสามารถนำเสนอในรูปแบบ เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ ในที่สุดสูตร (3.16) ก็สามารถเขียนใหม่ได้เป็น:

. (3.17)

B) ความสมดุลของเฟสและแอมพลิจูด

เมื่อออกแบบแอมพลิฟายเออร์แบบเลือกสรรโดยการเลือกทรานซิสเตอร์ที่เหมาะสม มักจะเป็นเรื่องง่ายที่จะตรวจสอบให้แน่ใจว่าความถี่คัทออฟเกนของทรานซิสเตอร์นั้นอย่างน้อยสามเท่าของความถี่การทำงานสูงสุดของแอมพลิฟายเออร์ ในกรณีนี้ค่าการนำไฟฟ้าที่ซับซ้อนของการส่งสัญญาณโดยตรงถือได้ว่าเป็นแบบแอคทีฟล้วนๆ เช่น - ในทางกลับกัน การนำไฟฟ้าป้อนกลับเป็นเพียงจินตนาการล้วนๆ และเกิดขึ้นจากความจุไฟฟ้าภายใน (ผ่าน) (C 12 ) การเชื่อมต่อพื้นที่เอาต์พุตและอินพุตพี-เอ็น การเปลี่ยนผ่านของทรานซิสเตอร์ (สำหรับวงจร OE นี่คือความจุของทางแยกสะสม-ฐาน เป็นต้น ค่าสื่อกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ของทางแยกแบบรีเวิร์สไบแอสนั้นมีขนาดเล็กมาก) กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราสามารถเขียนได้ว่า:. ลองนำการแทนที่เหล่านี้มาพิจารณาใน (3.17) แล้วคูณทั้งเศษและส่วนด้วย

. (3.18)

ส่วนประกอบของสูตรซึ่งอยู่ในวงเล็บปีกกา แสดงถึงกำลังสองของค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านแบบเรโซแนนซ์ของแอมพลิฟายเออร์ (ดูสูตร ()) เมื่อทำการทดแทนที่เหมาะสมแล้ว เราจะได้:

. (3.19)

ให้เราคูณทั้งเศษและส่วนด้วยคอนจูเกตเชิงซ้อนของค่าที่อยู่ในตัวส่วน และแยกส่วนจริงและส่วนจินตภาพออกจากนิพจน์ผลลัพธ์ในรูปแบบที่ชัดเจน:

(3.20)

การแสดงออกที่เกิดขึ้นช่วยให้เราสามารถวิเคราะห์เงื่อนไขของการกระตุ้นตนเองในเครื่องขยายเสียงได้ ความสมดุลของเฟสตาม (3.3) หมายความว่าค่าสัมประสิทธิ์สำหรับส่วนจินตภาพของสูตร (3.20) เท่ากับศูนย์:

. (3.21)

เป็นที่ทราบกันดีว่าเศษส่วนเท่ากับศูนย์เมื่อตัวเศษเท่ากับศูนย์นั่นคือ =0. ปัจจัยสามตัวแรกตรงนี้ไม่สามารถเท่ากับศูนย์ได้ ดังนั้น =0 หรือ =1 อย่างหลังเป็นไปได้ในสองกรณี:

; (3.22)

. (3.23)

การลดจูนทั่วไปจะเท่ากับความสามัคคีดังที่ทราบกันดีที่ขอบเขตของพาสแบนด์ของแอมพลิฟายเออร์เฉพาะที่จุดเหล่านี้เท่านั้นที่จะบรรลุความสมดุลของเฟสและสามารถกระตุ้นแอมพลิฟายเออร์ในตัวเองได้!

จำเป็นต้องมีเงื่อนไขผลลัพธ์ แต่ไม่เพียงพอ สภาวะความสมดุลของแอมพลิจูดตามสูตร (3.4) และ (3.20) หมายถึง:

1. (3.24)

เนื่องจากด้านขวาของค่าเท่ากันเป็นบวก ด้านซ้ายจึงต้องเป็นบวกด้วย สามารถทำได้ด้วย = -1 เท่านั้น เนื่องจากส่วนประกอบที่เหลือของสูตรไม่สามารถเป็นค่าลบได้ นี่เป็นข้อจำกัดหมายความว่าการกระตุ้นตัวเองสามารถทำได้ที่ขอบด้านซ้ายของพาสแบนด์ของเครื่องขยายเสียงเท่านั้น

เงื่อนไขการกระตุ้นตัวเองที่พิจารณาแล้วช่วยให้เราสรุปได้ว่าเพื่อให้มั่นใจว่าแอมพลิฟายเออร์ทำงานได้อย่างเสถียร ด้านซ้ายของสมการ (3.24) จะต้องน้อยกว่าหนึ่ง ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งความไม่เท่าเทียมกันนี้รุนแรงขึ้น แอมพลิฟายเออร์ก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น ในการหาปริมาณความเสถียร แนวคิดเรื่องค่าสัมประสิทธิ์เสถียรภาพ γ ถูกนำมาใช้ โดยกำหนดให้เป็น

. (3.25)

เห็นได้ชัดว่าเมื่อ γ =1 ไม่มีการป้อนกลับในคาสเคด (ด้านซ้ายของสมการ (3.4) เท่ากับศูนย์) และเครื่องขยายเสียงมีความเสถียรอย่างแน่นอน และเมื่อ γ =0 เป็นไปตามเงื่อนไขการกระตุ้นตัวเอง และ เครื่องขยายเสียงกลายเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ในทางปฏิบัติ โดยปกติแล้วจะระบุค่าที่ต้องการของ γ เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ เราได้รับเงื่อนไขความเสถียรสำหรับน้ำตกจากสูตร (3.4):

. (3.26)

เมื่อแทนค่าทางด้านซ้ายจาก (3.24) ลงในนิพจน์นี้และตั้งค่า ξ = -1 เราจะได้:

. (3.27)

เนื่องจากรับประกันสภาวะความเสถียรทางด้านขวา ค่าของ K 0 โดยยืนทางด้านซ้ายคือค่าที่แอมพลิฟายเออร์มีเสถียรภาพ ให้เราแสดงค่านี้ด้วยและแสดงจาก (3.27) ในรูปแบบที่ชัดเจน:

หรือ (3.28)

ในทางปฏิบัติ เลือก γ = 0.8...0.9 สำหรับ γ = 0.9 สูตรจะอยู่ในรูปแบบ:

. (3.29)

ตัวอย่างเช่น สำหรับวงจรที่มี OE สูตรจะอยู่ในรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับการคำนวณเชิงปฏิบัติ

. (3.30)

สูตรแสดงให้เห็นว่าเพื่อเพิ่มอัตราขยายที่เสถียรจำเป็นต้องเลือกทรานซิสเตอร์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนกระแสสูงชั่วโมง 21 , อิมพีแดนซ์อินพุตต่ำสำหรับกระแสสลับชั่วโมง 11 และค่าที่น้อยที่สุดที่เป็นไปได้ของความสามารถในการรับส่งข้อมูล C 12 .

ต้องเน้นว่าในกรณีใด ๆ เมื่อมี PIC แม้ว่าจะไม่มีการกระตุ้นตัวเองก็ตาม การตอบสนองความถี่ของเครื่องขยายเสียงจะบิดเบี้ยว ยิ่งผลป้อนกลับมีมากขึ้น (ยิ่งมากขึ้น) รูปร่างของคุณลักษณะเรโซแนนซ์ก็จะยิ่งบิดเบี้ยวมากขึ้นเท่านั้น (รูปที่ 3.8)

รูปที่.3.8

โดยสรุป ควรสังเกตว่ามีการใช้การทำให้เข้าใจง่ายหลายอย่างเพื่อเพิ่ม "ความโปร่งใส" ของการให้เหตุผล ในแอมพลิฟายเออร์จริงภาพนั้นซับซ้อนกว่ามาก แต่เหตุผลหลักและรูปแบบของการกระตุ้นตัวเองก็เหมือนกัน

งานที่คล้ายกันอื่น ๆ ที่คุณอาจสนใจvshm>
6657.		เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า	44.93 กิโลไบต์
	เครื่องขยายสัญญาณไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์สำหรับขยายแรงดันไฟฟ้า กระแส หรือกำลังไฟฟ้า โดยการแปลงพลังงานของแหล่งพลังงานให้เป็นพลังงานของสัญญาณเอาท์พุต เครื่องขยายสัญญาณมีวงจรอินพุตที่เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดของสัญญาณที่ขยาย วงจรเอาต์พุตที่โหลดเชื่อมต่ออยู่ ผู้ใช้บริการของสัญญาณที่ขยาย และวงจรกำลังที่แหล่งสัญญาณเชื่อมต่ออยู่เนื่องจากพลังงานที่ สัญญาณถูกขยาย ลักษณะของสัญญาณที่ขยายจะถูกกำหนดโดยแหล่งที่มา....
11950.		เลเซอร์ไฟเบอร์บิสมัทและแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้ตัวนำแสงแบบหักเหสองทางพร้อมการแผ่รังสีเอาท์พุตแบบโพลาไรซ์สำหรับระบบโทรคมนาคม	152.45 KB
	คำอธิบายสั้นการพัฒนา. ข้อดีของการพัฒนาและการเปรียบเทียบกับอะนาล็อกต่างประเทศ ข้อได้เปรียบหลักของการพัฒนาคือการได้รับความยาวคลื่นเลเซอร์ใหม่ในเส้นใยแก้วนำแสงแบบแอคทีฟ แบบฟอร์มการดำเนินการพัฒนา

การขยายสัญญาณวิทยุที่ได้รับในอุปกรณ์รับสัญญาณจะดำเนินการในตัวเลือกล่วงหน้าเช่น ที่ความถี่วิทยุและหลังตัวแปลงความถี่ - ที่ความถี่กลาง ดังนั้นจึงมีความแตกต่างระหว่างเครื่องขยายความถี่วิทยุ (RFA) และเครื่องขยายความถี่กลาง (IFA) ในแอมพลิฟายเออร์เหล่านี้ จะต้องมั่นใจในการเลือกความถี่ของเครื่องรับพร้อมกับการขยายสัญญาณ เพื่อจุดประสงค์นี้ เครื่องขยายสัญญาณประกอบด้วยวงจรเรโซแนนซ์: วงจรการสั่นเดี่ยว ตัวกรองบนวงจรคู่ ตัวกรองหัวเลือกเข้มข้นประเภทต่างๆ เครื่องขยายสัญญาณ RF ที่มีการปรับจูนแบบแปรผันมักจะทำด้วยระบบการคัดเลือกที่คล้ายคลึงกับที่ใช้ในวงจรอินพุตของตัวรับ ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นวงจรเลือกวงจรเดียว

ระบบเลือกประเภทที่ซับซ้อนซึ่งมีการตอบสนองความถี่ใกล้กับสี่เหลี่ยม เช่น ตัวกรองไฟฟ้าเครื่องกล ถูกนำมาใช้ในเครื่องขยายสัญญาณความถี่กลาง (แรงเคลื่อนไฟฟ้า ), ตัวกรองควอตซ์ (QF), ตัวกรองตามพื้นผิว (จำนวนมาก) คลื่นเสียง (SAW, SAW) ฯลฯ

เครื่องรับสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้เครื่องขยายสัญญาณแบบขั้นตอนเดียว โดยทั่วไปแล้ว เมื่อมีข้อกำหนดสูงสำหรับการเลือกสรรและค่าสัญญาณรบกวน AMP จึงสามารถมีได้ถึงสามขั้นตอน

ในบรรดาหลัก ลักษณะไฟฟ้าเครื่องขยายเสียงได้แก่:

1. ได้รับแรงดันไฟฟ้าเรโซแนนซ์ .

ที่ความถี่สูงพิเศษ (ไมโครเวฟ) แนวคิดเรื่องการเพิ่มพลังงานมักถูกใช้บ่อยกว่า
, ที่ไหน
- องค์ประกอบที่ใช้งานของค่าการนำไฟฟ้าอินพุตของเครื่องขยายเสียง
- ส่วนประกอบที่ใช้งานของการนำไฟฟ้าโหลด

2.การเลือกความถี่ของเครื่องขยายเสียงแสดงการลดลงของกำไรสัมพัทธ์สำหรับการลดค่าที่กำหนด
.

บางครั้งการเลือกสรรนั้นมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์ความเป็นสี่เหลี่ยมเช่น
.

3.รูปเสียงรบกวนกำหนดคุณสมบัติทางเสียงของเครื่องขยายเสียง

4. การบิดเบือนสัญญาณในเครื่องขยายเสียง: แอมพลิจูด-ความถี่, เฟส, ไม่เชิงเส้น

5. ความเสถียรของเครื่องขยายเสียงถูกกำหนดโดยความสามารถในการรักษาลักษณะพื้นฐานระหว่างการทำงาน (โดยปกติคือ K o และการตอบสนองความถี่) รวมถึงการไม่มีแนวโน้มที่จะกระตุ้นตัวเอง

รูปที่ 1-3 แสดงวงจรหลักของเครื่องขยายเสียง และรูปที่ 4 แสดงวงจรของเครื่องขยายเสียงที่มีตัวกรองการเลือกสรร (FSI) ในรูปแบบของตัวกรองระบบเครื่องกลไฟฟ้า

รูปที่ 1. URCH บนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม

รูปที่ 2. URCH บนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์

รูปที่ 3 URCH พร้อมการเชื่อมต่อแบบอุปนัยกับระบบการเลือกตั้ง

รูปที่ 4. IF เครื่องขยายเสียงพร้อมตัวกรองหัวกะทิเข้มข้น

ในเครื่องขยายสัญญาณความถี่วิทยุและความถี่กลางส่วนใหญ่จะใช้สองตัวเลือกในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ขยายเสียง: กับตัวส่งสัญญาณทั่วไป (แหล่งทั่วไป) และวงจรคาสโค้ดสำหรับเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์

รูปที่ 1 แสดงวงจรของแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามซึ่งมีแหล่งกำเนิดร่วมกัน วงจรออสซิลเลเตอร์รวมอยู่ในวงจรเดรน ล ถึง กับ ถึง . วงจรถูกปรับโดยตัวเก็บประจุ C ถึง(สามารถใช้เพื่อกำหนดค่าวงจรเมทริกซ์ varicap หรือ varicap)

เครื่องขยายเสียงใช้พลังงานระบายแบบอนุกรมผ่านตัวกรอง ร3 ค3 . แรงดันไบแอสของเกต เวอร์มอนต์1 กำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าตกจากกระแสแหล่งกำเนิดคร่อมตัวต้านทาน ร2 . ตัวต้านทาน ร1 คือความต้านทานการรั่วของทรานซิสเตอร์ เวอร์มอนต์1 และทำหน้าที่ส่งแรงดันไบแอสไปที่เกตของทรานซิสเตอร์

ในรูป รูปที่ 2 แสดงวงจรที่คล้ายกันของเครื่องขยายสัญญาณ RF ที่ใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ ที่นี่การรวมวงจรที่ไม่สมบูรณ์สองเท่าด้วยทรานซิสเตอร์ VT1, VT2 ซึ่งทำให้สามารถบายพาสวงจรที่จำเป็นจากด้านเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์ VT1 ได้ และจากด้านอินพุตของทรานซิสเตอร์ VT2 . แรงดันไฟฟ้าจะจ่ายให้กับตัวสะสมทรานซิสเตอร์ผ่านตัวกรอง R4C4 และ ส่วนหนึ่งของขดลวดวงจรหมุน ล ถึง . โหมด DC และการรักษาอุณหภูมิให้คงที่โดยใช้ตัวต้านทาน R1, R2 และ R3 ความจุ ค2กำจัดข้อเสนอแนะ AC เชิงลบ

ในรูป รูปที่ 3 แสดงวงจรที่มีการเชื่อมต่อหม้อแปลงของวงจรกับตัวสะสมทรานซิสเตอร์และการเชื่อมต่อหม้อแปลงอัตโนมัติกับอินพุตของสเตจถัดไป โดยปกติในกรณีนี้จะใช้การตั้งค่าวงจร "ขยาย" (ดูงานในห้องปฏิบัติการหมายเลข 1)

ในรูป รูปที่ 4 แสดงไดอะแกรมของแอมพลิฟายเออร์คาสเคดที่มี FSI ซึ่งสร้างบนชิป 265 UVZ . ไมโครเซอร์กิตเป็นแอมพลิฟายเออร์คาสโค้ด OE - OB

IF แอมพลิฟายเออร์ให้เกนหลักของเครื่องรับและการเลือกช่องสัญญาณที่อยู่ติดกัน คุณลักษณะที่สำคัญของพวกเขาคือทำงานที่ความถี่กลางคงที่และมีอัตราขยายสูงตามลำดับ
.

โดยใช้ หลากหลายชนิด FSI อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์ที่ต้องการนั้นทำได้โดยการใช้บรอดแบนด์ลดหลั่น

สิ่งที่เหมือนกันในทุกแผนการคือการรวมระบบการเลือกตั้งที่ไม่สมบูรณ์สองเท่า (การรวมแบบเต็มถือได้ว่าเป็นกรณีพิเศษเมื่อค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลง m และ n เท่ากับหนึ่ง) ดังนั้น สำหรับการวิเคราะห์ คุณสามารถใช้วงจรสมมูลทั่วไปของเครื่องขยายเสียงได้ (ดูรูปที่ 5)

รูปที่ 5 วงจรสมมูลทั่วไปของเครื่องขยายสัญญาณเรโซแนนซ์

ในแผนภาพ ทรานซิสเตอร์ที่ด้านเอาท์พุตจะถูกแทนที่ด้วยเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่เทียบเท่ากับพารามิเตอร์
,
และไฟฟ้าช็อต
และจากด้านอินพุตของสเตจถัดไป การนำไฟฟ้า
,
-
ตัวต้านทานการรั่วไหล R4 (รูปที่ 1) หรือตัวแบ่ง
(
(รูปที่ 2) จะถูกแทนที่ด้วยการนำไฟฟ้า
).

หรือ
ถือเป็นค่าการนำไฟฟ้าของโหลด ชเอ็น, เช่น.

การวิเคราะห์วงจรสมมูลช่วยให้เราได้รับความสัมพันธ์ที่คำนวณได้ทั้งหมดเพื่อกำหนดลักษณะของน้ำตก

ดังนั้นอัตราขยายที่ซับซ้อนของคาสเคดจึงถูกกำหนดโดยนิพจน์

, ที่ไหน -

ค่าการนำไฟฟ้าเรโซแนนซ์ที่เท่ากันของวงจร

การแก้ไขรูปร่างทั่วไป

จากความสัมพันธ์นี้ ทำให้ง่ายต่อการกำหนดโมดูลัสสัมประสิทธิ์

ได้รับ

และอัตราขยายเรโซแนนซ์ของน้ำตกเครื่องขยายสัญญาณ RF

อัตราขยายเรโซแนนซ์ถึงค่าสูงสุดโดยมีการแบ่งวงจรเท่ากันจากด้านเอาต์พุตของอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่และจากด้านโหลด (อินพุตของสเตจถัดไป) เช่น เมื่อไร

ความสัมพันธ์ที่กำหนดช่วยให้เราได้สมการของเส้นโค้งเรโซแนนซ์ของแอมพลิฟายเออร์ ดังนั้น ด้วยดีทูนเล็กๆ
- จากที่ไหน แบนด์วิธ RF

ระดับ 0.707 (- 3dB) เท่ากับ

อัตราขยายเรโซแนนซ์ของคาสเคดของแอมพลิฟายเออร์วงจรเดียวจะเหมือนกับของแอมพลิฟายเออร์วงจรเดียว

ที่ไหน
- สำหรับเครื่องขยายเสียงที่มีตัวกรองแบนด์พาสแบบสองวงจร อัตราขยายเรโซแนนซ์ของคาสเคดจะถูกกำหนดโดยนิพจน์ ปัจจัยการเชื่อมต่อระหว่างวงจรและ

- ค่าสัมประสิทธิ์การมีเพศสัมพันธ์ระหว่างวงจร

อัตราขยาย (แรงดันไฟฟ้า) ของแอมพลิฟายเออร์กับ FSI ใดๆ เมื่อจับคู่ตัวกรองที่อินพุตและเอาต์พุตสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร
,
ที่นี่

- ลักษณะเฉพาะ (คลื่น) อิมพีแดนซ์ของ FSI ที่อินพุตและเอาต์พุตตามลำดับ

- ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของตัวกรองในย่านความโปร่งใส (การส่งผ่าน) ในกรณีที่ทราบการลดทอนของตัวกรองในช่วงความโปร่งใส วี

เดซิเบลแล้ว ปัจจัยการรวม ม และ n

,
.

คำนวณจากเงื่อนไขการจับคู่ตัวกรองที่อินพุตและเอาต์พุต คุณลักษณะเรโซแนนซ์ของคาสเคดของแอมพลิฟายเออร์ที่มี FSI ถูกกำหนดโดยกราฟการเปลี่ยนแปลงค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านเอฟเอสไอ คุณลักษณะเรโซแนนซ์ของคาสเคดของแอมพลิฟายเออร์ที่มี FSI ถูกกำหนดโดยกราฟการเปลี่ยนแปลงค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านจากความถี่ แต่ละจุดของเส้นโค้งเรโซแนนซ์

มีระบุไว้ในหนังสืออ้างอิง
อัตราขยายของแอมพลิฟายเออร์แบบเลือกไม่ควรเกินค่าของอัตราขยายที่เสถียร
-

โดยทั่วไปแล้ว

สามารถประมาณได้จากนิพจน์ หากใช้วงจรคาสโค้ดเป็นองค์ประกอบขยายความจำเป็นต้องทดแทนค่าสื่อกระแสไฟฟ้าที่สอดคล้องกันสำหรับวงจรคาสโค้ดเช่นสำหรับวงจร OE - OBในกรณีที่มีการใช้งาน

.