Каскодный усилитель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

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.

Литература

1. Горошков Б. И. Элементы радиоэлектронных устройств (Справочник). - м.: Радио и связь, 1989.
2. Ред. Э. Т. Схемотехника радиоприемников. Практическое пособие (Пер. с нем.) - М.: Мир, 1989.

Автор: В.Гуськов, г.Самара

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива Apple намерена использовать только переработанные металлы 29.04.2017 Компания Apple предпринимает шаги, чтобы избавиться от зависимости добычи полезных ископаемых для материалов, которые она использует в своих устройствах, став первой крупной технологической компанией, которая обязуется использовать только переработанные металлы, редкоземельные элементы и другие полезные ископаемые. О поставленной цели прекратить поиск новых ресурсов компания сообщила в своем Отчете по экологической ответственности по результатам за 2016 финансовый год (Environmental Responsibility Report). В этом документе Apple сообщила, что планирует "однажды" перейти на систему производства с замкнутым циклом (в которой она сможет получить все необходимые металлы и редкоземельные элементы благодаря программам повторного использования и переработки), хотя не совсем понятно, как и когда будет осуществлен переход. Компания утверждает, что уже имеет разработанный план переработки по отдельным компонентам. Например, по алюминию Apple полагается на свои старые продукты - единственный источник металла на рынке, который она считает имеющим достаточно высокое качество для повторного использования в будущих iPhone, iPad и других устройствах. По олову допускается использование для переработки и других ресурсов, если качество получаемого продукта будет соответствовать стандартам компании. Apple также заявила о нацеленности на улучшение работы в области переработки и планах по разработке новых процессов, которые позволят получать больше металлов, материалов и редкоземельных элементов из старых устройств. Например, созданный специалистами компании робот Liam способен разобрать для утилизации 1,2 млн смартфонов в год, экономя гораздо больше ценных компонентов, чем это делается при использовании обычных процессов переработки, таких как измельчение.

Другие интересные новости:

▪ Apple MacBook Pro - лучший Windows-ноутбук

▪ Первыми на Марс должны полететь только женщины

▪ Беспроводные наушники Vernte заменят смартфон

▪ Миниатюрное зарядное устройство 30 Вт

▪ Дорожное движение может усугубить аллергию

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Музыканту. Подборка статей

▪ статья Улица полна неожиданностей. Крылатое выражение

▪ статья Чем отличаются фразы, которые называются спунеризмами? Подробный ответ

▪ статья Стандарты сотовой связи. Справочник

▪ статья Подключение принтера D-100 к ПК. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья При дыхание появляются отпечатки на стекле. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025