Принципы построения схем

Рассмотрим типовую схему резистивного усилителя класса А рисунок 1.9 с точки зрения требований, предъявляемых к мощным высокочастотным каскадам. Эта схема находит широкое применение в усилителях низкой частоты, а также используется в маломощных усилителях высокой частоты.

Рисунок 1.9 Резистивный уилитель мощности.

Крупным недостатком схемы, приведенной на рисунке 1.9, является отсутствие трансформирующих цепей как на входе так и на выходе, так и между каскадами, что не позволяет реализовать максимальное усиление мощности. Кроме того схеме присущ низкий КПД (вследствие работы в

кл.А).

Для повышения КПД необходимо:1) свести к минимуму число резисторов в схеме, заменив их индуктивными элементами (дроссели, контурные катушки, трансформаторы); 2) принять меры для устранения высокочастотного напряжения на оставшихся резисторах; 3) поставить АЭ в режим с отсечкой тока для повышения КПД; 4) ввести согласующие трансформаторы, позволяющие создать такое сопротивление нагрузки АЭ, при котором достигается максимум КПД, и увеличивается усиление мощности.

Рисунок 1.10 Узкополосный усилитель мощности.

На рисунке 1.10 показан вариант узкополосного усилителя мощности, выполненный с соблюдением указанных рекомендаций. Транзисторы работают с автоматическим смещением от тока эмиттера в классе С, т.е. с отсечкой коллекторного тока. В резисторах цепей автосмещения, шунтированных блокировочными конденсаторами, не теряется ВЧ мощность. Высшие гармоники фильтруются параллельным контуром, который, кроме того, выполняет функцию трансформатора связи с нагрузкой.

Постоянный ток коллектора проходит через контурные катушки, не создавая в них потерь.

Способы подключения источников питания и смещения к транзистору могут быть различными. На рисунке 1.11 и рисунке 1.12 показаны схемы УМ с параллельным и последовательным питанием соответственно.

В схеме (рисунок 1.12) напряжения Ек и Ес подаются на транзистор через контурные катушки L1 и L2. Через них протекают постоянные токи базы и коллектора.

Схема подачи питания Ек или смещения Ес на транзистор через контурную индуктивность, которая в этом случае оказывается включенной по постоянному току последовательно с транзистором, называется схемой последовательного питания. В отличие от этого схему (см. рисунок 1.11), в которой питание осуществляется через дроссели, принято называть схемой параллельного питания.

При выбранных ЦС в виде параллельных контуров схема последовательного питания оказалась проще.

Рисунок 1.11 Усилитель мощности с параллельным питанием

Рисунок 1.12 Усилитель мощности последовательным питанием

К цепям питания относятся также конденсаторы Ср1 и Ср2, называемые разделительными. Их включают с целью предотвратить возможное короткое замыкание источников Ек и Ес через элементы ЦС. Емкости Ср1 и Ср2 выбираются достаточно большими, чтобы падение переменных напряжений на них было мало по сравнению с Uб и Uк (приблизительно на два порядка меньше).

Реальные дроссели (Др1 и Др2) имеют конечное сопротивление переменному току, поэтому часть переменного тока коллектора и базы ответвляется в них и может попасть в источники питания.Включение блокировочных конденсаторов Сбл1 и Сбл2 достаточно большой емкости позволяет создать путь переменному току, минуя источники питания Ек и Ес, и устранить таким образом нежелательные связи между каскадами.