10.4. Паразитные обратные связи в усилителях Ноллентор

УРВ а -е ь

-I-уу-ууу--*

I 11 \Роллеш

\Роллентор yPf и ffaaa

Рис. 10.25. Фильтрующая цепь шести каскадного усилителя

фильтровать цепь накала Подробно этот вопрос изложен в [4 и 5].

Пример. Рассчитать фильтрующую цепь 6-каскадного транзисторного широкополосного усилителя, работающего на частоте v = 60 МГц Транзисторы включены по последовательной каскодной схеме ОЭ- -ОБ и работают в режиме: Ig = = 5 мА; f/к = стабилизации режима применены делители, потребляющие дополнительный ток в каждом каскаде (/дел = 5 мА), и эмиттерные резисторы, на которых падает напряжение 2 В. Напряжение источника питания £пит = 15 В. Резонансное сопротивление контура Гд - 200 Ом. Усиление по напряжению на каскад Kui = 7, всего усилителя - Ки - = Ki = 120.103.

В качестве развязывающих элементов 2pi ... Zp5 применены резисторы Гр. На рис. 10.25 изображена эквивалентная ВЧ схема фильтрующей цепи для 6 каскадов (п = 6). В соответствии с ней ВЧ напряжение U, получающееся в точке а между коллектором УП6 и корпусом, снижается сначала делителем, составленным из эквивалентного сопротивления Гд контура ЦСв и развязывающей емкости Сре-Затем действует делитель из Лр5 и Ср5 и т. д., вплоть до делителя из Api и Cpi, с которого ослабленное напряжение паразитной ОС поступает через контур LiCi на базу У/72. Подачей паразитного напряжения на базу УП1 пренебрегаем, так как оно дополнительно ослабляется делителем гС.

На каждом из пяти резисторов Гр теряется часть постоянного напряжения £пит> из-за чего напряжение на коллекторах УП6 получается максимальным и на коллекторах УП! - минимальным. Рас-

пределение напряжений и прохождение токов через УП1 показано на рис. 10.26. В соответствии с ним на всех пяти резисторах Гр допускается падение напряжения Дйцит = = £ш.,т - 2f/ ~Ug = 15-2 , 4 --2 = 5 В.

Ток одного каскада /i = /д + + /дел = 5 -Ь 5 = 10 мА. Падение напряжения на всей цепи ДЕпит = = /i лр -f 2Ii Гр + Shrp + 4/irp + + 5/irp == 15/1Лр = 5 В, откуда Гр = Д£п т/15/1 = 5/15 ЛО * 10-3 = = 33 Ом.

Максимальная мощность рассеивается на последнем резисторе Гра Р = (5/.Др = 50 . 10-е,33 = 0,083 Вт, что позволяет применять резисторы любых типов, вплоть до самых миниатюрных. Эффективность фильтра согласно (10.20): ЭФ= = 100 /С = 100*7§ = 1,68Л0в.

При емкости конденсатора Ср = = 470 пФ, имеющего на частоте 60 МГц сопротивление Xq = 5,6 Ом, все промежуточные ячейки будут ослаблять напряжение в 33/5,6 = = 5,89 раза. Первая ячейка фильтра при Лд = 200 Ом будет снижать напряжение в 200/5,6 = 35,7 раз. Для всего фильтра эф = 35,7 5,89 . = = 2,53*10 , которая в 6,5 раз меньше необходимой. Для увеличения 5Ф можно увеличить емкость кон-

Рис. 10.26. Распределение напряжений и токов в цепях усилительного прибора УП1

К Cpz Ufpz lOTtA

бходноа сигнал

Нетг-ffi/тная

Статное шасси

Рис. 10.27. Ориентация осей катушек входного (1) и выходного (2) трансформаторов

денсатороь с 470 до 680 пФ, что повысит эффективность в (680/470)5 ~ = 6,34 раза Можно также вместо резистора Грб = 33 Ом поставить дроссель. Можно взять любой дроссель с собственной частотой выше 60 МГц. Выбираем из группы / = = 11 мм (см табл. 10.6) дроссель индуктивностью 2 мкГ, имеющий на частоте 60 МГц, сопротивление 760 Ом. Увеличивать индуктивность дросселя не стоит, так как он и без того улучшает ЭФ в 760/33 = = 23 раза. Кроме того, дроссели небольшой индуктивности, наматываемые толстым проводом, надеж нее и дешевле.

Фильтрация цепей подачи управляющих напряжений в принципе не отличается от фильтрации цепей питания. В некоторых типах многокаскадных усилителей управляющие напряжения быстро изменяются, так как служат для кратковременного запирания и отпирания усилителя или изменения усиления В этом случае к развязывающим ячейкам предъявляются два противоречивых требования: они должны хорошо подавлять паразитную ОС и мало замедлять и искажать управляющие напряже-

Рис. I0.2N. Размещение усили1ельных приборов (УШ. УП2, УПЗ). деталей, относи, щихся к ним (1, 2, 3) и к цвум УП оано-времеино (! 2 и 2 ... .3).

ф-\ -ф

Продольтя ось

ния.. Эти гребования усложняют фильтрующую цепь, что подробно рассмотрено в !5]

Разделение усилителем ПЧ радиоприемников сантиметровых волн на предварительный и главный производится для того, чтобы об-,1е1чить борьбу с паразитной ОС. В (4 и 5] показано, что такое разделение не уменьшает ПС, а приводит только к усложнению усилителя и ухудшению его параметров.

Конструкции усилителей НЧ и видеоуси.11ителсй

При конструировании усилителей, работающих в диапазоне частот до 5 .. 10 МГц вопросам экранирования Hf придают особого значения. Нужно только следить за тем, чтобы входные и выходные радиоэлементы и провода были разнесены. Если в усилителе имеется два или три трансформатора (входной, выходной и силовой), то входной размещают как можно дальше от двух других, ориентируя его ось так, . чтобы она (рис. 10.27) была перпендикулярна осям выходного и силового трансформаторов. При монтаже входного трансформатора на стальном шасси под него подкла-дывают немагнитную прикладку. В трансформаторах желательно как можно большую часть пластин и других деталей соединять с корпусом. В резонансных усилителях индуктивные катушки (особенно большой добротности) закрепляют в броневые сердечники или в металлические экраны или крепят к разным сторонам плоского экрана.

Конструкции широкополосных усилителей, работающих иа частотах выше 5 . 10 МГц, должны выполняться с учето.м того, что смешение токов, протекающих к поверхностном слое шасси или печатного экрана и относящихся к различным каскадам, может быть причиной значительной паразитной ОС. Для устранения такого смешения необ-.чодимо (рис. 10.28), чтобы все детали, провода и точки присоединения к корпусу, относящиеся к выходу и входу двух соседних по прнв-ципиальной схеме каскадов, размещались только в промежутке меж- ду ними, по возможности бЛНЖй

Рис. 10.29. Размещение элементов фильтров (С - конденсаторы. К - контуры. Р ~ разъемы)

К продольной ОСИ. Детали, провода и точки присоединения к корпусу, относящиеся к подсобным цепям одного каскада, должны размещаться как можно ближе к его поперечной оси. Эти условия удается выполнить, располагая каскады по прямой линии в отдельном узком и длинном узле. Особенно важно правильно сконструировать общий экран и его крышки, так они могут образовать цепь паразитной ОС (§ 10.3). Монтажные соединения должны быть максимально короткими, каждый лишний миллиметр провода ухудшает работу усилителя. Применение плат с печатным монтажом не исключает необходимости в общем экране. В таких платах нужно добиваться минимальной Д.ПИНЫ печатных проводников, стремиться к соединению выводов элементов на одном контакте Участки печатных проводников не следует вводить в резонансные контуры. Съемные экраны миниатюрных ламп приспособлены для вер тикальной установки. Это нужно учитывать при установке ламп на печатных платах во избежание вВ] хода их из строя и сокращения срока службы из-за недостаточного охлаждения. Подробно вопросы конструкции и монтажа широкополосных усилителей даны в [4 и 5].

Конструкция, монтаж и размещение фильтров сосредоточенной селекции

Основные требования: 1) отсутствие паразитного прохождения сигналов мимо фильтра и его ячеек, 2) малые потери в контурах фильтра. На частотах выше 5 ... 10 МГц выполнение первого требования приводит к вытянутой в линию конструкции, представляющей собой

вставку в коаксиальный кабель (рис 10.29, где К - контур, Р - разъем) с крышками, выполненными с учетом рекомендаций § 10.3. ФСС следует размещать не сбоку от УП, а вместе с другими элементами в линию. Полезно также изолировать корпуса ФСС, усилителя и смесителя, соединяя их только через оплетку кабеля. Второе требование приводит к необходимости наматывания катушек на каркасе из материала с малым углом потерь и изготовления корпуса и перегородок из меди, лучше посеребренной

Относительно низкочастотные ФСС надо конструировать так же, как высокочастотные, что гарантирует их качество. К упрощениям конструкции следует подходить осторожно Особенно опасны с точки зрения прохождения сигналов миме ФСС конструкции с общими платами и общими проводами присоединения к корпусу.

Усилители на ИС

Для а111[аратуры на интегральных схемах характерна большая плотность компоновки, поэтому при конструировании усилителей на ИС необходимо придерживаться принципов размещения и монтажа, изложенных в § 10.3 и 10.4. Очевидно, особая осторожность нужна при разработке многокаскадных усилителей с большим усилением, работающих на частотах выше 5 .10 МГц. Важно предусмотреть максимальное удаление друг от друга входных и выходных радиоэлементов и проводников, фильтрацию проводников электропитания и управления независимо от наличия в ИС своих развязывающих цепей, необходимо, кроме того, избе-