Каскодные радиочастотные усилители широко применяют в современной схемотехнике, поскольку они обладают целым рядом преимуществ и, в первую очередь, высокой устойчивостью к самовозбуждению. Журнвл "Рвдио" неоднократно публиковал описания таких усилителей и устройств с их применением. Представляем читателям еще одну черту в облике классического квскодного усилителя.

Известные каскодные усилители обычно имеют сравнительно низкое входное сопротивление и часто довольно сложны, в том числе в налаживании. Введение в них автоматического регулятора усиления (АРУ) также не всегда просто.

Каскодный усилитель, описанный в [1] (рис. 7.13), свободен от указанных недостатков. Он выполнен по схеме общий исток-общий эмиттер с применением "токового зеркала" (рис. 1) и связи ступеней по постоянному току. Применение в "токовом зеркале" согласованной пары транзисторов VT2, VT3 позволяет довести усилитель по температурной стабильности практически до уровня ступени на полевом транзисторе VT1, а полное использование напряжения питания - существенно расширить амплитудную характеристику. Линейность усилителя в целом в значительной мере зависит от линейности полевого транзистора и, как показано далее, может быть улучшена.

Регулировочная характеристика усилителя также имеет ряд положительных особенностей, в частности, она более линейна, что характерно для ступеней на полевых транзисторах. Регулирование усиления в устройстве легко реализовать, например, заменой резистора R1 участком коллектор-эмиттер биполярного транзистора или закрыванием полевого транзистора VT1 по цепи затвора.

Входной транзистор VT1 обеспечивает требуемое входное сопротивление и не нагружает входной полосовой фильтр L1C1. Низкое входное сопротивление "токового зеркала" практически исключает паразитную положительную ОС в усилителе и позволяет включить резонансную нагрузку L2C4 непосредственно на его выходе. К положительным факторам можно отнести и то, что входной и выходной полосовые фильтры "привязаны" к общему проводу, что значительно упрощает каскадирование усилителя, например, при создании на его основе многоступенных усилителей промежуточной частоты супергетеродинных радиоприемников.

Линейность усилителя в целом, как и линейность регулирования, а также "развязки", в частности, можно заметно улучшить, если собрать его по схеме общий исток-общая база (рис. 2), используя для этого простейший развязывающий ВЧ трансформатор Т1 по [2]. Заметим, что, включая трансформатор соответствующим образом, можно обеспечить инверсию фазы выходного напряжения или отсутствие подмагничивания магнитопровода. На рис. 2 трансформатор включен именно без подмагничивания.

Для сравнительной оценки вариантов каскодного усилителя проведены проверки цифровой (с помощью программы ELECTRONICS WORKBENCH) и физической моделей усилителя и его прототипа с использованием имеющихся в наличии радиокомпонентов - транзисторов КП303Б, КТ361В и трансформатора, намотанного на кольце К7х4х2 из феррита с магнитной проницаемостью 1500 с двумя обмотками по 15 витков проводом ПЭВ-2 0,2 [2]. Индуктивность первичной обмотки проконтролирована инструментально.

В качестве полосовых контуров были применены фильтры усилителя ПЧ транзисторной радиолы "Серенада-406". Отбора компонентов по параметрам не проводили. Ток, потребляемый усилителями, не контролировали. Рабочую точку полевого транзистора задавали изменением сопротивления резистора R1 декадами в пределах 100 Ом...10 кОм. Измерения проведены осциллографом С1 -55.

Результаты эксперимента представлены на рис. 3, где показаны зависимости коэффициента усиления от сопротивления резистора R1. Кривая 1 соответствует цифровой модели усилителя по схеме рис. 2; 2 - его физической модели; 3 - физической модели прототипа (см. рис. 1). Усилители работают устойчиво и без искажений во всем динамическом диапазоне. Низкий коэффициент усиления объясняется пониженным эквивалентным сопротивлением выходного полосового фильтра.

Коэффициент усиления ступени по схеме общий исток-общая база (см. рис. 2) с хорошей точностью определен произведением крутизны полевого транзистора и коэффициента передачи тока биполярного транзистора, измеренных в рабочей точке, и эквивалентного сопротивления полосового фильтра.

В заключение можно отметить, что применение усилителя по схеме общий исток-общая база, который имеет лучшие параметры по линейности, коэффициенту усиления, глубине его регулирования (вплоть до закрывания) и технологичности, более предпочтительно. Тем не менее все усилители работоспособны, не требуют налаживания и подборки транзисторов (настройка полосовых фильтров, конечно, необходима), хорошо каскадируются. Регулировать усиление можно как по цепи затвора полевого транзистора (при нулевой мощности), так и по цепи истока изменением сопротивления резистора вплоть до закрывания усилителей.

Автор: В.Гуськов, г.Самара