Повышение устойчивости УРЧ

Существует 2 подхода:

1) пассивный подход: коэф-т усиления снижают до тех пор, пока не будет выполнено условие устойчивости. Одним из вариантов снижения коэф-та усиления – это выбор в соответствии с условием обеспечения устойчивости, который получится выше. После выбора нового значения необходимо скорректировать значение , чтобы обеспечить эквивалентную проводимость 2-го контура.

Если и найдены по приведенным формулам, то усилитель работает в режиме ограниченного усиления.

2) активный подход: в этом случае проектируют схему так, чтобы уменьшить влияние внутренней ОС на работу усилителя. Одним из вариантов реализации этого подхода является введение в усилитель дополнительной ОС, которая компенсирует действие внутренней ОС. Недостатком такого подхода является «узкополосность решения», кроме того такой подход требует индивидуальной регулировки схемы под конкретный экземпляр усилителя.

Более перспективным является повышение устойчивости путем каскадного соединения усилительных приборов.

УП_Σ

Если выход предыдущего усилительного прибора по переменному току непосредственно подключен ко входу последующего усилительного прибора, то можно показать, что А эквивалентного прибора больше активностей составляющих усилительных приборов.

Наиболее часто используется каскадное соединение транзисторов, при котором 1-ый усилитель включается с ОЭ, а второй с ОБ. Такая схема обеспечивает большой К_Р, широкую полосу рабочих частот и относительно небольшой К_Ш, поэтому такая схема широко используется в преселекторах, получила название каскодной.

R_б12 и R_б22 образовывают базовый делитель для VT2. С_бл обеспечивает подключение базы VT2 к общей шине по переменному току.

29. Усилитель промежуточной частоты – два принципа построения. Виды полосовых фильтров для УПЧ.

УПЧ отличаются от УРЧ большим коэффициентом усиления, следовательно они многокаскадные, полосовой фильтр более селективный, усилители ПЧ не перестраиваются. По сравнению с УРЧ требования к собственному электрическому шуму ниже.

Существует 2 основных подхода к построению схем УПЧ:

1) УПЧ реализуется в виде нескольких каскадов и каждый каскад содержит свой узкополосный фильтр.

Чем больше каскадов, тем больше коэф-т усиления и выше избирательность. Такие усилители называются УПЧ с покаскадным наращиванием избирательности и усиления.

Недостатки подхода: при воздействии дестабилизирующих факторов на усилительный прибор изменяется настройка ПФ в каскаде, т.к. меняются реактивные и активные вх. и вых. сопротивления усилительного прибора. При этом нарушается согласованная работа полосовых фильтров, следовательно уменьшается селективность усилителя, поэтому более перспективным является второй подход.

2) Усилитель состоит из высокоселективного ФСИ и многокаскадного, относительно широкополосного усилителя.

Несмотря на возможные значительные изменения АЧХ ШУ под воздействием дестабилизирующих факторов, в итоге АЧХ УПЧ меняется намного меньше, чем в 1-ом подходе.

Недостатком УПЧ с ФСИ является большой К_Ш, что связано с большим затуханием сигнала в многозвенном ФСИ, поэтому для снижения К_Ш перед ФСИ устанавливают 1,2 каскада предварительного усиления.

Кроме того, количество усилительных приборов в данном УПЧ больше, т.к. Ш каскад усиления имеет коэффициент усиления, чем узкополосный.

Разновидности ФСИ применяемые в УПЧ:

Наиболее часто используется пьезо-керамические фильтры. Т.к. перестройка этих фильтров невозможна, то они выпускаются заранее настроенные на стандартные значения ПЧ. Достоинством фильтра являются малые габариты, большая добротность, что обеспечивает высокую степень прямоугольности АЧХ, что характеризуется коэффициентом прямоугольности.

=0,1…0,01

Следующая особенность – при достаточно больших расстройках нарушается монотонность зависимости затухания от величины расстройки.

Более высокую добротность имеют кварцевые фильтры. Они обладают более узкой полосой, большей селективностью и устойчивостью к воздействию дестабилизирующих факторов. Стоимость выше.

Используются также электро-механические фильтры, в которых резонансные явления реализуются в механических системах. Достоинство фильтра – возможность работы в НЧ.

В последнее время широко распространены фильтры на ПАВ (поверхностные акустические волны). Они сочетают высокую добротность с возможностью реализации ЧХ различной формы. Недостаток ПАВ – невозможность реализации в НЧ.

LC фильтры имеют по сравнению с предыдущими возможности перестройки и создания АЧХ различного вида. Могут работать в широком диапазоне частот. Недостаток: малая стабильность, большие габариты. Часто используются в системах с пьезо-керамическими и кварцевыми фильтрами.

Активные RC фильтры (ARC). Достоинство: нет катушек индуктивности. Недостаток: относительно НЧ, малая добротность.

Дискретные фильтры, реализуются на приборах с зарядовой связью. Позволяют перестраивать фильтры программным способом и обладают высокой степенью стабильности.

Цифровые фильтры – полностью цифровая реализация допускает как программное, так и аппаратное решение. Основной недостаток – только НЧ.

Главное условие использования ФСИ – необходимо при проектировании приемника задаться стандартным значением ПЧ.

УПЧ с покаскадно наращиваемой избирательностью и усилением: если необходимо обеспечить совместную работу LC фильтров и пьезокерамики, то приходится использовать каскады УПЧ с покаскадно наращиваемой изб и усилением. Кроме того, использование такого вида УПЧ оправдано при низких требованиях, предъявляемых к избирательности приемника. Основные виды реализации:

1) УПЧ с одинаково настроенными одиночными контурами. Достоинство – низкая стоимость, недостаток – большой коэффициент прямоугольности.

2) Использование 2-х контурных полосовых фильтров. Достоинство – меньший коэффициент прямоугольности, но стоимость выше.

3) Каскады на расстроенных контурах:

- с попарно расстроенными

- с тройками расстроенных контуров

УПЧ на расстроенных двойках – половина каскадов настроена на одну частоту, половина – на другую (аналогично на тройках).