الغرض من مضخم التردد الراديوي للمكثفات. حساب دوائر الإدخال وجهاز استقبال الراديو

تُستخدم مكبرات الصوت عالية التردد (UHF) لزيادة حساسية معدات استقبال الراديو - أجهزة الراديو وأجهزة التلفزيون وأجهزة إرسال الراديو. توضع دوائر UHF هذه بين هوائي الاستقبال ومدخل جهاز استقبال الراديو أو التلفزيون، مما يزيد من الإشارة القادمة من الهوائي (مضخمات الهوائي).

يتيح استخدام مكبرات الصوت هذه زيادة نصف قطر الاستقبال اللاسلكي الموثوق به في حالة محطات الراديو (أجهزة الإرسال والاستقبال - أجهزة الإرسال والاستقبال)، أو زيادة نطاق التشغيل، أو تقليل قوة الإشعاع مع الحفاظ على نفس النطاق؛ من جهاز الإرسال اللاسلكي.

يوضح الشكل 1 أمثلة لدوائر UHF المستخدمة غالبًا لزيادة حساسية الراديو. تعتمد قيم العناصر المستخدمة على شروط محددة: على الترددات (السفلى والعليا) لنطاق الراديو، على الهوائي، على معلمات المرحلة اللاحقة، على جهد الإمداد، إلخ.

يظهر الشكل 1 (أ). دائرة النطاق العريض UHF وفقا لدائرة الباعث المشترك(عمر الفاروق). اعتمادًا على الترانزستور المستخدم، يمكن تطبيق هذه الدائرة بنجاح على ترددات تصل إلى مئات الميجاهيرتز.

من الضروري أن نتذكر أن البيانات المرجعية للترانزستورات توفر الحد الأقصى لمعلمات التردد. من المعروف أنه عند تقييم قدرات التردد للترانزستور للمولد، يكفي التركيز على القيمة المقيدة لتردد التشغيل، والتي يجب أن تكون أقل مرتين إلى ثلاث مرات على الأقل من التردد المحدد في جواز السفر. ومع ذلك، بالنسبة لمضخم التردد اللاسلكي المتصل وفقًا لدائرة OE، يجب تقليل الحد الأقصى لتردد لوحة الاسم بمقدار أمر من حيث الحجم على الأقل أو أكثر.

الشكل 1. أمثلة على الدوائر مكبرات صوت بسيطةالترانزستورات عالية التردد (UHF).

عناصر الراديو للدائرة في الشكل 1 (أ):

R1=51k (لترانزستورات السيليكون)، R2=470، R3=100، R4=30-100؛
C1=10-20، C2= 10-50، C3= 10-20، C4=500-Zn؛

يتم إعطاء قيم المكثفات لترددات VHF. المكثفات مثل KLS، KM، KD، إلخ.

مراحل الترانزستور، كما هو معروف، متصلة في دائرة باعث مشترك (CE)، توفر كسبًا عاليًا نسبيًا، لكن خصائص ترددها منخفضة نسبيًا.

تتمتع مراحل الترانزستور المتصلة وفقًا لدائرة قاعدة مشتركة (CB) بكسب أقل من دوائر الترانزستور ذات OE، لكن خصائص ترددها أفضل. وهذا يسمح باستخدام نفس الترانزستورات كما هو الحال في دوائر المعدات الأصلية، ولكن بترددات أعلى.

يظهر الشكل 1 (ب). دائرة مضخم التردد العالي عريضة النطاق (UHF)على الترانزستور قيد التشغيل وفق مخطط أساسي مشترك. يتم تضمين دائرة LC في دائرة المجمع (الحمل). اعتمادًا على الترانزستور المستخدم، يمكن تطبيق هذه الدائرة بنجاح على ترددات تصل إلى مئات الميجاهيرتز.

عناصر الراديو للدائرة في الشكل 1 (ب):

R1=1k، R2=10k. R3=15k، R4=51 (لجهد الإمداد ZV-5V). R4=500-3 ك (لجهد الإمداد 6 فولت-15 فولت)؛
C1=10-20، C2=10-20، C3=1n، C4=1n-3n؛
T1 - ترانزستورات الترددات اللاسلكية المصنوعة من السيليكون أو الجرمانيوم، على سبيل المثال. KT315. KT3102، KT368، KT325، GT311، الخ.

يتم إعطاء قيم المكثفات والدوائر لترددات VHF. المكثفات مثل KLS، KM، KD، إلخ.

يحتوي الملف L1 على 6-8 لفات من سلك PEV 0.51، وقلب نحاسي بطول 8 مم مع خيط M3، ويتم تصريف ثلث اللفات.

ويبين الشكل 1 (ج) دائرة أخرى ذات نطاق عريض UHF على ترانزستور واحد، متضمنة وفق مخطط أساسي مشترك. يتم تضمين خنق التردد اللاسلكي في دائرة المجمع. اعتمادًا على الترانزستور المستخدم، يمكن تطبيق هذه الدائرة بنجاح على ترددات تصل إلى مئات الميجاهيرتز.

العناصر الراديوية:

R1=1k، R2=33k، R3=20k، R4=2k (لجهد الإمداد 6V)؛
C1=1n، C2=1n، C3=10n، C4=10n-33n؛
T1 - ترانزستورات RF من السيليكون أو الجرمانيوم، على سبيل المثال، KT315، KT3102، KT368، KT325، GT311، إلخ.

يتم إعطاء قيم المكثفات والدوائر لترددات نطاقات MF و HF. بالنسبة للترددات الأعلى، على سبيل المثال، نطاق VHF، يجب تقليل قيم السعة. في هذه الحالة، يمكن استخدام الإختناقات D01.

المكثفات مثل KLS، KM، KD، إلخ.

الملفات L1 عبارة عن ملفات خنق؛ بالنسبة لمجموعة CB، يمكن أن تكون ملفات على حلقات 600NN-8-K7x4x2، 300 دورة من سلك PEL 0.1.

قيمة مكاسب أعلىيمكن الحصول عليها باستخدام دوائر الترانزستورات المتعددة. يمكن أن تكون هذه دوائر مختلفة، على سبيل المثال، مصنوعة على أساس مضخم صوت cascode OK-OB باستخدام ترانزستورات ذات هياكل مختلفة مع مصدر طاقة تسلسلي. يظهر الشكل 1 (د) أحد متغيرات مخطط UHF.

تتمتع دائرة UHF هذه بكسب كبير (عشرات أو حتى مئات المرات)، لكن مضخمات كاسكود لا يمكنها توفير مكاسب كبيرة عند الترددات العالية. تُستخدم مثل هذه المخططات عادةً عند ترددات في نطاقي LW وSV. ومع ذلك، مع استخدام الترانزستورات فائقة التردد والتصميم الدقيق، يمكن تطبيق هذه الدوائر بنجاح على ترددات تصل إلى عشرات الميغاهيرتز.

العناصر الراديوية:

R1 = 33 ألف، R2 = 33 ألف، R3 = 39 ألف، R4 = 1 ألف، R5 = 91، R6 = 2.2 ألف؛
C1=10n، C2=100، C3=10n، C4=10n-33n. C5=10n;
T1 -GT311، KT315، KT3102، KT368، KT325، إلخ.
T2 -GT313، KT361، KT3107، إلخ.

يتم إعطاء قيم المكثف والدائرة للترددات في نطاق CB. بالنسبة للترددات الأعلى، مثل نطاق HF، يجب تقليل قيم السعة ومحاثة الحلقة (عدد اللفات) وفقًا لذلك.

المكثفات مثل KLS، KM، KD، إلخ. الملف L1 - لمجموعة CB يحتوي على 150 دورة من سلك PELSHO 0.1 على إطارات مقاس 7 مم، وأدوات تشذيب M600NN-3-SS2.8x12.

عند إعداد الدائرة في الشكل 1 (د)، من الضروري اختيار المقاومات R1، R3 بحيث تصبح الفولتية بين الباعثات ومجمعات الترانزستورات هي نفسها وتصل إلى 3V عند جهد إمداد الدائرة بمقدار 9 فولت.

يتيح استخدام الترانزستور UHF إمكانية تضخيم إشارات الراديو. قادمة من الهوائيات، في نطاقات التلفزيون - موجات مترية وديسيمتر. في هذه الحالة، يتم استخدام دوائر مضخم الهوائي المبنية على أساس الدائرة 1(أ) في أغلب الأحيان.

الدائرة سبيل المثال مضخم الهوائي لنطاق التردد 150-210 ميجا هرتزيظهر في الشكل 2 (أ).

الشكل 2.2. دائرة مضخم هوائي MV.

العناصر الراديوية:

R1 = 47 ألف، R2 = 470، R3 = 110، R4 = 47 ألف، R5 = 470، R6 = 110. R7 = 47 ألف، R8 = 470، R9 = 110، R10 = 75؛
C1=15، C2=1n، C3=15، C4=22، C5=15، C6=22، C7=15، C8=22؛
T1، T2، TZ - 1T311(D,L)، GT311D، GT341 أو ما شابه ذلك.

المكثفات مثل KM، KD، الخ. يمكن توسيع نطاق التردد لمضخم الهوائي هذا في منطقة التردد المنخفض عن طريق زيادة مقابلة في السعات المضمنة في الدائرة.

عناصر الراديو لخيار مضخم الهوائي للنطاق 50-210 ميجا هرتز:

R1 = 47 ألف، R2 = 470، R3 = 110، R4 = 47 ألف، R5 = 470، R6 = 110. R7 = 47 ألف، R8 = 470. R9=110، R10=75؛
ج 1=47، C2= 1n، C3=47، C4=68، C5=47، C6=68، C7=47، C8=68؛
T1، T2، TZ - GT311A، GT341 أو ما شابه ذلك.

المكثفات مثل KM، KD، الخ. عندما تكرر من هذا الجهازيجب استيفاء جميع المتطلبات. متطلبات تركيب هياكل التردد العالي: الحد الأدنى لأطوال موصلات التوصيل، والدروع، وما إلى ذلك.

يمكن تحميل مضخم الهوائي المصمم للاستخدام في نطاق إشارة التلفزيون (والترددات الأعلى) بإشارات من محطات راديو CB وHF وVHF القوية. لذلك، قد لا يكون نطاق التردد الواسع هو الأمثل قد يتداخل هذا مع التشغيل العادي لمكبر الصوت. وينطبق هذا بشكل خاص على المنطقة السفلية من نطاق تشغيل مكبر الصوت.

بالنسبة لدائرة مضخم الهوائي المحدد، قد يكون هذا مهمًا، لأنه يكون ميل تسوس الكسب في الجزء السفلي من النطاق منخفضًا نسبيًا.

يمكنك زيادة انحدار استجابة تردد السعة (AFC) لمضخم الهوائي هذا باستخدام مرشح التمرير العالي من الدرجة الثالثة. للقيام بذلك، يمكن استخدام دائرة LC إضافية عند مدخل مكبر الصوت المحدد.

يظهر في الشكل مخطط التوصيل لمرشح تمرير عالي LC إضافي بمضخم الهوائي. 2(ب).

معلمات التصفية الإضافية (إرشادية):

ج = 5-10؛
L - 3-5 دورات PEV-2 0.6. قطر اللف 4 ملم.

ومن المستحسن ضبط نطاق التردد وشكل استجابة التردد باستخدام أدوات القياس المناسبة (مولد التردد الكاسح، وما إلى ذلك). يمكن تعديل شكل استجابة التردد عن طريق تغيير قيم المكثفات C، C1، وتغيير درجة الصوت بين اللفات L1 وعدد اللفات.

باستخدام حلول الدوائر الموصوفة والترانزستورات الحديثة عالية التردد (الترانزستورات فائقة التردد - ترانزستورات الميكروويف) ، يمكنك إنشاء مضخم هوائي لنطاق UHF أو مع جهاز استقبال راديو UHF ، على سبيل المثال لمحطة راديو VHF، أو بالاشتراك مع جهاز تلفزيون.

ويبين الشكل 3 مخطط الهوائي مكبر للصوت UHF-يتراوح.

الشكل 3. دائرة مضخم هوائي UHF ومخطط الاتصال.

المعلمات الرئيسية لمضخم نطاق UHF:

نطاق التردد 470-790 ميجا هرتز،
كسب - 30 ديسيبل،
رقم الضوضاء -3 ديسيبل،
مقاومة الإدخال والإخراج - 75 أوم،
الاستهلاك الحالي - 12 مللي أمبير.

إحدى ميزات هذه الدائرة هي إمداد جهد الإمداد إلى دائرة مضخم الهوائي من خلال كابل الخرج، والذي من خلاله يتم إمداد إشارة الخرج من مضخم الهوائي إلى مستقبل إشارة الراديو - جهاز استقبال راديو VHF، على سبيل المثال، VHF جهاز استقبال الراديو أو التلفزيون.

يتكون مضخم الهوائي من مرحلتين ترانزستور متصلتين في دائرة بباعث مشترك. يتم توفير مرشح تمرير عالي من الدرجة الثالثة عند مدخل مضخم الهوائي، مما يحد من نطاق ترددات التشغيل من الأسفل. وهذا يزيد من مناعة الضوضاء لمضخم الهوائي.

العناصر الراديوية:

R1 = 150 ألف، R2 = 1 ألف، R3 = 75 ألف، R4 = 680؛
C1=3.3، C10=10، C3=100، C4=6800، C5=100؛
T1، T2 - KT3101A-2، KT3115A-2، KT3132A-2.
المكثفات C1، C2 من النوع KD-1، والباقي من نوع KM-5 أو K10-17v.
L1 - PEV-2 0.8 مم، 2.5 دورة، قطر اللف 4 مم.
L2 - خنق الترددات اللاسلكية، 25 درجة مئوية.

يوضح الشكل 3 (ب) رسمًا تخطيطيًا لتوصيل مضخم الهوائي بمقبس هوائي جهاز استقبال التلفزيون (بمحدد UHF) وبمصدر طاقة بعيد بجهد 12 فولت. في هذه الحالة، كما يتبين من الرسم التخطيطي، تكون الطاقة يتم توفيره للدائرة من خلال الكبل المحوري المستخدم ولإرسال إشارة راديو UHF مضخمة من مضخم الهوائي إلى جهاز الاستقبال - راديو VHF أو إلى التلفزيون.

عناصر التوصيل الراديوي، الشكل 3 (ب):

C5=100;
L3 - خنق الترددات اللاسلكية، 100 درجة مئوية.

يتم التثبيت على الألياف الزجاجية على الوجهين SF-2 بطريقة مفصلية، ويكون طول الموصلات ومساحة وسادات التلامس في حدها الأدنى، ومن الضروري توفير حماية دقيقة للجهاز.

يتلخص إعداد مكبر الصوت في ضبط تيارات المجمع للترانزستورات ويتم تنظيمها باستخدام R1 و RZ و T1 - 3.5 مللي أمبير و T2 - 8 مللي أمبير ؛ يمكن تعديل شكل استجابة التردد عن طريق اختيار C2 ضمن 3-10 pF وتغيير درجة الصوت بين دورات L1.

الأدب: Rudomedov E.A.، Rudometov V.E - الإلكترونيات ومشاعر التجسس -3.

الشكل 1. أمثلة على دوائر مكبرات الصوت البسيطة عالية التردد (UHF) باستخدام الترانزستورات.

عناصر الراديو للدائرة في الشكل 1 (أ):

R1=51k (لترانزستورات السيليكون)، R2=470، R3=100، R4=30-100؛
C1=10-20، C2= 10-50، C3= 10-20، C4=500-Zn؛

يتم إعطاء قيم المكثفات لترددات VHF. المكثفات مثل KLS، KM، KD، إلخ.

عناصر الراديو للدائرة في الشكل 1 (ب):

R1=1k، R2=10k. R3=15k، R4=51 (لجهد الإمداد ZV-5V). R4=500-3 ك (لجهد الإمداد 6 فولت-15 فولت)؛
C1=10-20، C2=10-20، C3=1n، C4=1n-3n؛
T1 - ترانزستورات الترددات اللاسلكية المصنوعة من السيليكون أو الجرمانيوم، على سبيل المثال. KT315. KT3102، KT368، KT325، GT311، الخ.

يتم إعطاء قيم المكثفات والدوائر لترددات VHF. المكثفات مثل KLS، KM، KD، إلخ.

يحتوي الملف L1 على 6-8 لفات من سلك PEV 0.51، وقلب نحاسي بطول 8 مم مع خيط M3، ويتم تصريف ثلث اللفات.

العناصر الراديوية:

R1=1k، R2=33k، R3=20k، R4=2k (لجهد الإمداد 6V)؛
C1=1n، C2=1n، C3=10n، C4=10n-33n؛
T1 - ترانزستورات RF من السيليكون أو الجرمانيوم، على سبيل المثال، KT315، KT3102، KT368، KT325، GT311، إلخ.

المكثفات مثل KLS، KM، KD، إلخ.

الملفات L1 عبارة عن ملفات خنق؛ بالنسبة لمجموعة CB، يمكن أن تكون ملفات على حلقات 600NN-8-K7x4x2، 300 دورة من سلك PEL 0.1.

العناصر الراديوية:

R1 = 33 ألف، R2 = 33 ألف، R3 = 39 ألف، R4 = 1 ألف، R5 = 91، R6 = 2.2 ألف؛
C1=10n، C2=100، C3=10n، C4=10n-33n. C5=10n;
T1 -GT311، KT315، KT3102، KT368، KT325، إلخ.
T2 -GT313، KT361، KT3107، إلخ.

مثال على دائرة مضخم الهوائي لنطاق التردد 150-210 ميجا هرتزيظهر في الشكل 2 (أ).

الشكل 2.2. دائرة مضخم هوائي MV.

العناصر الراديوية:

R1 = 47 ألف، R2 = 470، R3 = 110، R4 = 47 ألف، R5 = 470، R6 = 110. R7 = 47 ألف، R8 = 470، R9 = 110، R10 = 75؛
C1=15، C2=1n، C3=15، C4=22، C5=15، C6=22، C7=15، C8=22؛
T1، T2، TZ - 1T311(D,L)، GT311D، GT341 أو ما شابه ذلك.

عناصر الراديو لخيار مضخم الهوائي للنطاق 50-210 ميجا هرتز:

R1 = 47 ألف، R2 = 470، R3 = 110، R4 = 47 ألف، R5 = 470، R6 = 110. R7 = 47 ألف، R8 = 470. R9=110، R10=75؛
ج 1=47، C2= 1n، C3=47، C4=68، C5=47، C6=68، C7=47، C8=68؛
T1، T2، TZ - GT311A، GT341 أو ما شابه ذلك.

المكثفات مثل KM، KD، الخ. عند تكرار هذا الجهاز يجب استيفاء جميع المتطلبات. متطلبات تركيب هياكل التردد العالي: الحد الأدنى لأطوال موصلات التوصيل، والدروع، وما إلى ذلك.

يظهر في الشكل مخطط التوصيل لمرشح تمرير عالي LC إضافي بمضخم الهوائي. 2(ب).

معلمات التصفية الإضافية (إرشادية):

ج = 5-10؛
L - 3-5 دورات PEV-2 0.6. قطر اللف 4 ملم.

ويبين الشكل 3 دائرة مضخم هوائي UHF.

الشكل 3. دائرة مضخم هوائي UHF ومخطط الاتصال.

المعلمات الرئيسية لمضخم نطاق UHF:

نطاق التردد 470-790 ميجا هرتز،
كسب - 30 ديسيبل،
رقم الضوضاء -3 ديسيبل،
مقاومة الإدخال والإخراج - 75 أوم،
الاستهلاك الحالي - 12 مللي أمبير.

العناصر الراديوية:

R1 = 150 ألف، R2 = 1 ألف، R3 = 75 ألف، R4 = 680؛
C1=3.3، C10=10، C3=100، C4=6800، C5=100؛
T1، T2 - KT3101A-2، KT3115A-2، KT3132A-2.
المكثفات C1، C2 من النوع KD-1، والباقي من نوع KM-5 أو K10-17v.
L1 - PEV-2 0.8 مم، 2.5 دورة، قطر اللف 4 مم.
L2 - خنق الترددات اللاسلكية، 25 درجة مئوية.

عناصر التوصيل الراديوي، الشكل 3 (ب):

C5=100;
L3 - خنق الترددات اللاسلكية، 100 درجة مئوية.

الأدب: Rudomedov E.A.، Rudometov V.E - الإلكترونيات ومشاعر التجسس -3.

10.1 الغرض والخصائص الرئيسية لمضخم التردد الراديوي

يتم التضخيم على تردد الإشارة المستقبلة باستخدام مضخمات التردد الراديوي (RFA). بالإضافة إلى التضخيم، يجب أيضًا ضمان انتقائية التردد. ولهذا الغرض، تحتوي مكبرات الصوت على عناصر رنين للاقتران بين المراحل: دوائر تذبذبية مفردة أو أنظمة دوائر مزدوجة.

يجب أن تحتوي مضخمات النطاق على دوائر ضبط متغيرة. يتم تنفيذها في أغلب الأحيان بدائرة واحدة.

في نطاقات التردد العالية المعتدلةالعنصر النشط لمكبر الصوت هو أنبوب مفرغ أو ترانزستور.

ميكروويفيتم استخدام مكبرات الصوت مع أنابيب الموجات المتنقلة، وثنائيات النفق، ومكبرات الصوت البارامترية والكمية.

تستخدم معظم أجهزة الاستقبال الحديثة مكبرات صوت أحادية المرحلة. وبشكل أقل شيوعًا، مع المتطلبات العالية للانتقائية وشكل الضوضاء، قد تحتوي AMP على مرحلتين أو أكثر.

الخصائص الكهربائية الأساسية لمكبرات الصوت:

1. الرنانة كسب الجهد

في مضخمات تمرير النطاق، يتم تحديد كسب الرنين عند التردد المركزي لنطاق التمرير.

كسب الطاقةاستدعاء نسبة الطاقة في الحمل إلى الطاقة المستهلكة عند إدخال مكبر الصوت:

أين هو العنصر النشط لموصلية الإدخال لمكبر الصوت؟ - العنصر النشط في موصلية الحمل.

غالبًا ما يكون حمل مضخم الترددات اللاسلكية بمثابة مدخل للمرحلة التالية من مكبر الصوت أو محول التردد.

2.انتقائية مكبر للصوتيُظهر الانخفاض النسبي في الكسب لتفجير معين. في بعض الأحيان تتميز الانتقائية بمعامل التربيع.

3. رقم الضوضاءتحديد خصائص الضوضاء لمكبر الصوت.

4. تشويه الإشارة في مكبر الصوت.في تشوهات تردد الترددات اللاسلكية يمكن أن يكون هناك: غير خطية، ناجمة عن عدم الخطية لخصائص العنصر النشط، والخطية - تردد السعة وتردد الطور.

5. استقرار مكبر للصوتيتم تحديده من خلال قدرته على الحفاظ على الخصائص الأساسية أثناء التشغيل، فضلا عن عدم وجود ميل إلى الإثارة الذاتية.

10.2 دوائر مضخم الترددات اللاسلكية

في مكبرات الصوت ذات الترددات الراديوية، يتم استخدام مخططين أساسيين لتوصيل العنصر النشط:مع الكاثود المشترك (OC) والشبكة المشتركة (GC) في مكبرات الصوت الأنبوبية؛ مع باعث مشترك (CE) وقاعدة مشتركة (CB) في مكبرات الصوت الترانزستور (ثنائي القطب) ؛ مع مصدر مشترك(G) والبوابة المشتركة (G) في مجموعات من ترانزستورات التأثير الميداني.

مكبرات الصوت ذات الكاثود المشترك (الباعث، المصدر)في نطاقات الكيلومتر والهكتومتر والدسيمتر والموجات المترية، من الممكن الحصول على أعلى كسب للطاقة مقارنة بأنظمة التبديل الأخرى.

مكبرات صوت ذات شبكة مشتركة (قاعدة، بوابة)هم أكثر مقاومة للإثارة الذاتية. لذلك، في نطاق الطول الموجي بالديسيمتر، يتم استخدام مكبرات الصوت الأنبوبية فقط في دائرة ذات شبكة مشتركة.

مضخمات ترانزستور ذات قاعدة مشتركة (بوابة)تُستخدم أيضًا في نطاقات الطول الموجي الأطول.

مبادئ بناء وتحليل مكبرات الصوت الرنانة متطابقة مخططات مختلفةتشغيل أجهزة التضخيم، لذلك سننظر بشكل أساسي في مكبرات الصوت ذات الكاثود المشترك (الباعث، المصدر).

يتم التمييز حسب طريقة توصيل الدائرة بالعناصر النشطةدوائر ذات اقتران مباشر ومحول ذاتي ومحول.

الدوائر مع اتصال حلقة مباشرةتستخدم لمقاومات المدخلات والمخرجات العالية للعنصر النشط (على سبيل المثال، في مكبرات الصوت المعتمدة على الأنابيب المفرغة والترانزستورات ذات التأثير الميداني).

الشكل 10.1 مضخم ترانزستور ذو تأثير مجالي رنان

دعونا نفكر في دائرة مضخم الرنين المعتمد على ترانزستور التأثير الميداني (الشكل 10.1).

الفرق بينها وبين دائرة المقاوم هو أن دائرة التذبذب تحتوي على محاثة وسعات متضمنة في دائرة التصريف. يتم ضبط الدائرة على تردد الرنين باستخدام مكثف متغير.

عند تردد الرنين، يكون للدائرة المكافئ الأكبر المقاومة النشطة. في هذه الحالة، سيكون كسب مكبر الصوت هو الحد الأقصى، ويسمى الرنين. عند ترددات أخرى غير الرنين، تنخفض المقاومة المكافئة والكسب، مما يحدد الخصائص الانتقائية للمكبر.

نظرًا لأن قيمة سعة المكثف أكبر بمقدار 50-100 مرة من السعة القصوى للمكثف، فإن تردد الرنين للدائرة يتم تحديده عمليًا من خلال المعلمات و.

تستخدم الدائرة طاقة تصريف متتابعة من خلال مرشح فصل ومحاثة (في الترانزستورات ذات التأثير الميداني، يمكن تبديل الصرف والمصدر). يتم تحديد الوضع الأولي عند البوابة من خلال حجم انخفاض جهد تيار المصدر بمقدار . السعة تزيل ردود الفعل السلبية التيار المتردد. فصل مكثف. يعمل المقاوم على توفير الجهد الأولي للبوابة.

تتيح الترانزستورات ذات التأثير الميداني ذات البوابة المعزولة الحصول على قيمة صغيرة جدًا لسعة التمرير، مما يضمن التشغيل المستقر للمكبر حتى عند ترددات الموجات الدقيقة، مع أداء أفضل من أداء الأنابيب الإلكترونية.

الدوائر مع اقتران دائرة المحولات الذاتية والمحولاتتسمح لك بضبط المقدار المطلوب من الاتصال بين الدائرة والعناصر النشطة لتحقيق الانتقائية والكسب المحددين، وكذلك لزيادة استقرار مكبر الصوت.

دوائر اتصالات المحولات الذاتية والمحولاتتستخدم في كل من مكبرات الصوت الأنبوبية والترانزستورات، ولكن استخدامها نموذجي بشكل خاص في مكبرات الصوت المعتمدة على الترانزستورات ثنائية القطب، نظرًا لمقاومة الإدخال والإخراج المنخفضة نسبيًا حتى عند الترددات المنخفضة نسبيًا.

دعونا نفكر في دوائر اتصالات المحولات الذاتية والمحولات باستخدام مكبرات الصوت المعتمدة على الترانزستورات ثنائية القطب كمثال (الشكل 10.2، 10.3).

يوضح الشكل 10.2 دائرة بها وصلة محول ذاتي مزدوج لدائرة بها ترانزستورات. الفرق بينها وبين الرسم البياني في الشكل 10.1 هو أن الدائرة متصلة بأجهزة تضخيم باستخدام الصنابير ذات نسب التحويل و. يتم توفير جهد الإمداد إلى المجمع من خلال مرشح فصل وجزء من دورات مغو الدائرة. يتم توفير الوضع الأولي وتثبيت درجة الحرارة باستخدام المقاومات. السعة تزيل ردود الفعل السلبية للتيار المتردد. المكثف عبارة عن مكثف فاصل يمنع جهد إمداد المجمع من الدخول إلى الدائرة الأساسية.

الشكل 10.2 دائرة مع اقتران دائرة محول ذاتي مزدوج

يوضح الشكل 10.3 دائرة بها اقتران محول.

الشكل 10.3 الدائرة المزدوجة للمحولات

تحتوي الدائرة على اتصال محول مع مجمع الترانزستور في مرحلة معينة واتصال محول ذاتي مع مدخل المرحلة التالية. يعد اتصال المحولات أكثر ملاءمة من الناحية الهيكلية (أكثر مرونة).

من الشائع في جميع المخططات هو التضمين الجزئي المزدوج للدائرة. يمكن اعتبار الإدماج الكامل بمثابة حالة خاصة، عندما تكون معاملات التضمين (التحويل) مساوية للوحدة.

10.3 ردود الفعل في مكبرات الصوت للترددات الراديوية

في مكبرات الصوت ككل وفي مراحلها الفردية، تتشكل دائمًا دوائر تعمل على إنشاء مسارات لمرور الإشارة المضخمة من الإخراج إلى الإدخال. هذه السلاسل خلق التقيمات.

مع ردود فعل إيجابية قويةقد يحدث إثارة ذاتية ويتحول مكبر الصوت إلى مولد للتذبذبات المستمرة. إذا لم يكن مكبر الصوت متحمسًا بسبب ردود الفعل ولكنه قريب من الإثارة الذاتية ، فسيكون تشغيله غير مستقر.

مع أدنى تغيير في معلمات جهاز التضخيم، على سبيل المثال بسبب التغير في جهد مصدر الطاقة ودرجة الحرارة، سيتغير كل من كسب مكبر الصوت وعرض النطاق الترددي بشكل حاد. لذلك، يخضع مكبر الصوت لمتطلبات الاستقرار، مما يعني ليس فقط الحاجة إلى غياب الإثارة الذاتية، ولكن بشكل أساسي ثبات معلماته أثناء التشغيل.

أسباب تكوين ردود الفعل في مكبرات الصوت:

1. وجود الموصلية العكسية الداخلية في أجهزة التضخيم التي تربط دوائر الإدخال والإخراج للشلالات.

2. الاتصال من خلال مصادر الطاقة المشتركة بعدة مراحل التضخيم.

3. ردود الفعل الاستقرائية والسعوية الناشئة بين أسلاك التثبيتوالملفات وأجزاء مكبر الصوت الأخرى.

ردود الفعل في مكبرات الصوت ممكنةمن خلال دوائر الطاقة المشتركة، من خلال العناصر الخارجيةالدوائر، من خلال موصلية ردود الفعل الداخلية للعنصر النشط. يمكن التخلص من النوعين الأولين من ردود الفعل، من حيث المبدأ، من خلال التصميم العقلاني لتصميم الدائرة ومكبر الصوت.

ردود الفعل عبر مصدر الطاقة المشتركفي الدوائر متعددة المراحل، حيث يكون عنصر الاقتران هو مقاومته الداخلية، فهو أحد الأسباب المهمة لعدم استقرار المضخمات.

يتم إضعاف هذه التغذية المرتدة إلى الحد المطلوب عن طريق إدخال مرشحات الفصل المناسبة في مكبر الصوت، والتي تتكون من المقاومات والسعات، وعن طريق تقليل المقاومة الداخلية لمصدر الطاقة للتيارات المتناوبة (على سبيل المثال، عن طريق تحويلها بسعة كبيرة).

ردود فعل مغناطيسية وسعوية ضارةيتم التخلص منها من خلال التصميم العقلاني لمكبر الصوت وتركيبه وتدريع العناصر الرئيسية لدوائر الإدخال والإخراج للمراحل الفردية.

ردود الفعل الداخلية، المتأصل بشكل أساسي في أجهزة التضخيم، هو السبب الرئيسي لعدم استقرار مكبرات الصوت. ولذلك، يجب أن يؤخذ وجودها في الاعتبار عند حساب مكبرات الصوت.

دعونا نلقي نظرة على تأثير ردود الفعل الداخلية. ردود الفعل الداخلية في مكبر الصوت ناتجة عن التوصيل العكسي.

ويبين الشكل 10.4 مبسطة مخطط الدائرةمرحلة مكبر للصوت مع اتصال دائرة المحول الذاتي أنافي دائرة الإدخال والدائرة ثانيافي دائرة الإخراج لجهاز مكبر الصوت.

الشكل 10.4 حول تأثير ردود الفعل الداخلية

لنفترض أن الخطوط أناو ثانياإنها محمية بشكل جيد إلى حد ما عن بعضها البعض ويتم تضمين مرشحات الحظر في دائرة الطاقة. في هذه الحالة، المصدر الوحيد للتغذية المرتدة التي يمكن أن تؤدي إلى الإثارة الذاتية للمكبر سيكون موصلية جهاز التضخيم.

إن وجود ردود فعل داخلية من خلال التوصيلية في أجهزة التضخيم يؤدي إلى تأثير موصلية الحمل والإخراج لجهاز التضخيم على موصلية الإدخال الخاصة به ويغير طابعه.

10.4 استقرار تشغيل مضخم التردد الراديوي

يؤدي وجود ردود فعل داخلية في أجهزة التضخيم إلى التأثير المتبادل لدوائر التردد اللاسلكي (الإدخال I والإخراج II، الشكل 4)، بالإضافة إلى عدم الاستقرار أثناء تشغيل المعلمات الرئيسية لمكبر الصوت: الكسب وعرض النطاق الترددي والانتقائية وما إلى ذلك.

علاوة على ذلك، فإن الطبيعة المعقدة للتوصيل والتوصيل لجهاز التضخيم تؤدي إلى اعتماد معقد على التردد لهذا التأثير.

يتم إدخال موصلية إضافية في دائرة الإدخال I، والتي حالة عامةلها طبيعة معقدة وتسبب تشويه شكل الاستجابة الترددية لها.

تكون هذه التشوهات أقوى كلما زاد كسب مكبر الصوت.

للتشغيل العادي والمستقر لمكبر الصوت، من الضروري ضمان تغيير بسيط في شكل استجابة التردد تحت تأثير ردود الفعل الداخلية. للقيام بذلك، من الضروري تحديد الحد الأقصى لقيمة الكسب المتتالي الذي لن تؤثر عنده هذه التشوهات على جودة مكبر الصوت.

مثل هذه التشوهات في استجابة التردد تحت تأثير ردود الفعل الداخلية تؤدي إلى عدم استقرار شكلها. تؤدي التغييرات الصغيرة في معلمات جهاز التضخيم، الناتجة عن التغيرات الحتمية في درجة الحرارة أو مصدر الطاقة أثناء التشغيل، إلى تغيير في شكل استجابة التردد.

لكي لا يتم تشويه شكل استجابة التردد لدائرة الإدخال وعرض النطاق الترددي الخاص بها بشكل كبير، من الضروري ألا يكون للموصلية التي تقدمها ردود الفعل أي تأثير تقريبًا على الموصلية الإجمالية لدائرة الإدخال.

يعتبر مكبر الصوت مستقرًا (يعمل بثبات) إذا كانت التغذية المرتدة الداخلية لجهاز التضخيم تغير قليلاً في شكل استجابة التردد وعرض النطاق الترددي.

لقياس درجة الاستقرار، يتم استخدام معامل الاستقرار، الذي يميز تأثير ردود الفعل الداخلية على تشويه استجابة التردد لدائرة الإدخال.

معامل الاستقرار يساوي النسبة

أين هي المقاومة المكافئة وعامل الجودة وعرض النطاق الترددي لدائرة الإدخال دون مراعاة تأثير ردود الفعل الداخلية؛

المقاومة المكافئة وعامل الجودة وعرض النطاق الترددي لدائرة الإدخال مع مراعاة تأثير ردود الفعل الداخلية.

وبالتالي، يتم اعتبار معيار الاستقرار بمثابة قيمة توضح عدد المرات التي يتغير فيها عامل الجودة وعرض النطاق الترددي لدائرة الإدخال بسبب تأثير ردود الفعل الداخلية.

إذا لم تكن هناك ردود فعل، ثم.

إذا كانت التغذية المرتدة قد عوضت بالكامل عن الخسائر في دائرة الإدخال وكان مكبر الصوت متحمسًا ذاتيًا، إذن.

وهكذا فإن معامل الثبات يتراوح من 0 إلى 1. وكلما زاد معامل الثبات، كلما ابتعد المضخم عن حالة الإثارة الذاتية، وقل تشويه شكل استجابة تردده وتغير عرض النطاق الترددي.

من الممكن السماح بتغيير عرض النطاق الترددي لدائرة الإدخال تحت تأثير التغذية الراجعة الداخلية بنسبة (10-20)% وهو ما يؤخذ من أجله عادة.

مكبرات الصوت متعددة المراحل أكثر عرضة للإثارة الذاتية عن طريق التوصيل من مكبرات الصوت أحادية المرحلة.

10.5 التشويه في مكبرات الصوت اللاسلكية

عادة ما يكون لإشارات التردد اللاسلكي المضخمة شكل معقد، أي. تتكون من تذبذبات بترددات مختلفة بسعات وأطوار مختلفة. يمكن لمضخم الترددات اللاسلكية إدخال الأنواع التالية من التشوهات في الإشارة المضخمة: تردد السعة، وتردد الطور، والتردد غير الخطي.

نظرا لحقيقة أن عرض النطاق الترددي لمضخم الترددات اللاسلكية عادة ما يكون أوسع بكثير من المسار الانتقائي الرئيسي للترددات المتوسطة، فإن مضخم الترددات اللاسلكية لا يقدم عمليا تشوهات تردد السعة في الإشارة المضخمة. لا تسبب هذه المضخمات عمليًا تشوهات في تردد الطور، نظرًا لأنها ذات نطاق عريض ولا تحتوي عادةً على أكثر من مرحلتين.

الاستثناء هو نطاق تردد الترددات اللاسلكية لموجات الكيلومتر (10-500 كيلو هرتز).

يتمثل الخطر الأكبر في التحكم في تردد التردد اللاسلكي في التشوهات غير الخطية. إذا كانت خاصية جهاز التضخيم غير خطية بالنسبة لنطاق اتساع الإشارة المفيدة عند دخل مكبر الصوت، فقد تحدث تشوهات غير خطية فيه.

عندما يكون اتساع الإشارات المسببة للتداخل كبيرًا وتكون خصائص جهاز مضخم الصوت غير خطية، يحدث تفاعل غير خطي بين الإشارات المفيدة والمسببة للتداخل.

ونتيجة لذلك تظهر ظواهر غير خطية مثل:

التشكيل المتقاطع؛

انسداد الإشارة المفيدة بإشارة تداخل؛

التشكيل المتبادل (التشكيل البيني) بين الإشارات المسببة للتداخل، والتي لا تتزامن تردداتها مع تردد ضبط مكبر الصوت، وتقع منتجات تفاعلها في نطاق تمرير الإشارة المفيدة أو تتزامن مع ترددات قنوات الاستقبال الإضافية.

يتجلى التشكيل المتقاطع في حقيقة أن إشارة محطة التداخل، التي تختلف بشكل كبير في التردد عن إشارة المحطة المستقبلة (المفيدة)، إلى التردد الذي تم ضبط مضخم التردد اللاسلكي عليه، موجودة عند خرج مضخم التردد اللاسلكي في وقت واحد مع إشارة مفيدة.

عندما تتوقف المحطة التي تم ضبط التردد عليها عن العمل (تختفي الإشارة المفيدة)، تختفي الإشارة المسببة للتداخل تمامًا.

يحدث التشكيل المتقاطع في وحدة التحكم في تردد التردد اللاسلكي عندما تتفاعل إشارتان أو أكثر (مفيدة ومتداخلة) في وقت واحد عند مدخلها، وتكون واحدة منها على الأقل إشارة تداخل ذات سعة كبيرة.

تقوم هذه الإشارة ذات السعة الأعلى بتحريك نقطة التشغيل لجهاز التضخيم على الجزء غير الخطي من خصائصها بترددها الخاص.

ونتيجة لذلك، هناك تغيير في ميل خاصية جهاز التضخيم بسبب عمل إشارة تداخل قوية ونقل التشكيل من الإشارة المسببة للتداخل إلى الإشارة المفيدة.

وفي هذه الحالة، تتدهور إمكانية تمييز الإشارة المفيدة، ويصبح الاستقبال مستحيلاً عند مستويات عالية من التداخل.

لا يعتمد مقدار التشكيل المتقاطع على سعة الإشارة المطلوبة، لذلك لا يمكن تقليله عن طريق زيادة سعة الإشارة المطلوبة.

في نطاق الموجة القصيرة، يمكن أن يصل مستوى الإشارات المتداخلة عند مدخل مكبر الصوت إلى وحدات وحتى عشرات الفولتات.

يعد انسداد URF بالتداخل انخفاضًا في تضخيم URF والضعف المقابل للإشارة المفيدة تحت تأثير إشارة تداخل ذات تردد قريب وسعة كبيرة جدًا.

ويسمى نطاق التردد الذي يتم ملاحظة هذه الظاهرة فيه بنطاق الانسداد.

يتم تفسير ظاهرة الانسداد بنفس أسباب التعديل المتقاطع.

عند السعات الكبيرة جدًا من إشارات التداخل، لا يحدث تعديل الميل فحسب، بل يحدث أيضًا انخفاض في متوسط قيمته؛ قد يزداد أيضًا مكون التيار المستمر لتيار الإدخال لجهاز التضخيم بشكل حاد.

يحدث التشكيل المتبادل (التشكيل البيني) في مضخم التردد الراديوي عندما تتعرض إشارتان أو أكثر من الإشارات المتداخلة (على سبيل المثال، التردد و) ذات السعة الكبيرة في نفس الوقت عند مدخلاتها، وتمتد إلى ما هو أبعد من قسم التشغيل الخطي لخصائص جهاز التضخيم.

نتيجة لتفاعل هذه الإشارات، تظهر الضوضاء التوافقية للنموذج:

إعدادات التردد اللاسلكي المطابقة؛

بالتزامن مع تردد المرآة أو القنوات الإضافية؛

بالتزامن مع التردد المتوسط لجهاز الاستقبال.

تعتبر المكونات خطيرة بشكل خاص، حيث يتم ضبط دائرة مكبر الصوت على هذا التردد.

واحد من أفضل الطرقتهدف مكافحة جميع أنواع التشوهات غير الخطية إلى تحسين الانتقائية الفعالة للمكبر.

للقيام بذلك، من الضروري زيادة انتقائية دائرة الإدخال، واستخدام أجهزة التضخيم ذات الخصائص الخطية في المراحل الأولى من AMP، وعدم تضمين المراحل الأولى من AMP في نظام AGC.

محولات التردد

11.1 الغرض والمخطط التفصيلي ومبدأ تشغيل محولات التردد

محول الترددهو جهاز ينقل طيف إشارة الراديو من نطاق تردد إلى آخر دون تغيير طبيعة التشكيل. إنهم جزء من جهاز استقبال فائق التغاير. ونتيجة للتحويل، يتم الحصول على قيمة تردد جديدة تسمى متوسط. يمكن أن يكون التردد أعلى أو أقل من تردد الإشارة؛ في الحالة الأولى، يتم تحويل التردد لأعلى، في الثانية - لأسفل.

كما يتبين من مخططات الجهد عند مدخلات ومخرجات العاكس (الشكل 11.1)، عند تحويل التردد، لا يتم انتهاك قانون التشكيل (في هذه الحالة، السعة)، ولكن فقط تردد تذبذب الموجة الحاملة عند يتغير إخراج المحول.

الشكل 11.1 مخططات توقيت الجهد عند مدخلات (أ) ومخرجات العاكس (ب)

لقد تحول طيف الاهتزاز المحول (الشكل 11.2) على طول محور التردد إلى اليسار (ل)؛ إلا أن طبيعة الطيف لم تتغير.

الشكل 11.2 طيف التردد عند مدخل (أ) ومخرج العاكس (ب)

هنا هو تردد تعديل التذبذب؛ و هي ترددات الناقل ل و .

يتم استخدامها لتحويل الترددات في أجهزة الاستقبال الراديوية الدوائر الخطيةمع تغيير المعلمات بشكل دوري.

مخطط الكتلةتحويل التردد(الشكل 11.3) يحتوي على عنصر تحويل بي، مذبذب محلي زوالتصفية ف.

الشكل 11.3 رسم تخطيطي للعاكس

يتغير وضع تشغيل PE بشكل دوري بمرور الوقت تحت تأثير جهد المذبذب المحلي مع تردد المذبذب المحلي. ونتيجة لذلك، يتغير ميل الخاصية IV لعنصر التحويل، مما يؤدي إلى تحويل الإشارة.

لنفترض أن جهد المذبذب المحلي وبعض جهد التحيز الأولي يتم تطبيقهما على PE مع خاصية جهد التيار التربيعي بدقة (الشكل 11.4)؛ في نفس الوقت .

تحت تأثير جهد المذبذب المحلي، تبدأ نقطة تشغيل PE في التغير بشكل دوري مع مرور الوقت، وكما يلي من الشكل 11.4، فإن المنحدر عند نقطة التشغيل سيتغير أيضًا بشكل دوري من إلى . منذ ذلك الحين، مع خاصية الجهد الحالي التربيعي، يكون اعتماد الموصلية على الجهد خطيًا.

الشكل 11.4 خصائص فولت أمبير للعاكس

وبالتالي، مع جهد جيب التمام، يتغير الميل أيضًا وفقًا لقانون جيب التمام ويحتوي على مكون ثابت والتوافقي الأول. ثم

أين هو المكون الثابت لمنحدر PE؛ - سعة التوافقي الأول لمنحدر PE.

تيار إخراج PE. هذه الصيغة تقريبية لأنها لا تأخذ بعين الاعتبار تيار مقاومة الحمل.

دع الإشارة تعمل عند مدخل PE، حيث توجد وظائف الوقت.

استبدال القيم وفي التعبير عن التيار نحصل عليه

باستخدام قاعدة الضرب جيب التمام، نكتب

وفقًا لـ (11.1)، يحتوي التيار عند خرج PE على مكونات من ثلاثة ترددات: تردد الإشارة، تردد المجموع، وتردد الفرق.

من المكونات الحالية الإخراج فقطمكون تردد الاختلاف (مكون مفيد):

يختار المرشح الموجود عند خرج محول التردد هذا المكون فقط من تيار الخرج، وبالتالي يتم تحديد الجهد عند خرج المحول بواسطة التيار.

وفقًا لـ (11.2)، فإن سعة المكون المفيد لتيار الخرج يتناسب مع سعة الإشارة، لذلك عند تحويل التردد، يتم الحفاظ على قانون التغيير في سعة الإشارة (تعديل السعة).

تتوافق مرحلة التيار أيضًا مع مرحلة الإشارة الأصلية، أي. أثناء تحويل التردد، يتم الحفاظ على تعديل الطور.

تعتمد سعة التيار على سعة التوافقي الناقل. في : ؛ (لا يحدث تحويل التردد). كلما زادت، كلما زادت سعة التيار وسعة الجهد عند خرج المحول.

تنقسم محولات التردد إلى:

اعتمادا على نوع PE: الصمام الثنائي، الترانزستور، متكاملة;

اعتمادا على عدد PE: بسيط(واحد بي)، متوازن(اثنان بي)، جرس(أربعة PE).

إذا، فإن موضع النطاقات الجانبية للإشارة بالنسبة لتردد الموجة الحاملة لا يتغير بعد تحويل التردد ( محول التردد غير المقلوب).

إذا، فإن الخطوط الجانبية تتغير أماكنها بعد التحويل، ويصبح الجزء السفلي هو الجزء العلوي، والعكس صحيح ( محول التردد المقلوب).

الاستنتاجات:

1. عند تحويل التردد، لا يتم انتهاك قانون تعديل جهد الإدخال، ولكن يتغير تردد الناقل فقط.

2. لتحويل التردد، يتم استخدام الدوائر الخطية ذات المعلمات المتغيرة بشكل دوري.

3. تحت تأثير جهد المذبذب المحلي، يتغير وضع تشغيل PE بشكل دوري بمرور الوقت، ونتيجة لذلك يتغير ميل PE مع التردد. في هذه الحالة، يحتوي التيار عند خرج PE، بالإضافة إلى المكون ذو تردد الإشارة، على عدد من المكونات المجمعة، أحدها بتردد (عادة أو )، معزول بواسطة المرشح، يخلق جهدًا عند إخراج محول التردد.

11.2 النظرية العامةتحويل التردد

عند تحليل محول التردد، عن طريق القياس مع مكبرات الصوت الرنانة، يتم حل مشكلتين:

1) تحديد جهد الخرج الذي نجد فيه مكون التيار المفيد التردد المتوسط، والذي يتزامن مع تردد الرنين للمرشح، وبعد ذلك يتم حساب المؤشرات الرئيسية للمحول - الكسب، واستجابة التردد، واستجابة الطور، وما إلى ذلك؛

2) ابحث عن مكون تيار إدخال المحول عند تردد الإشارة الذي يخلق حملاً لمصدر الإشارة.

سنقوم بإجراء التحليل وفقًا للافتراضات التالية:

1) نفترض أن ثلاثة جهود توافقية تعمل على PE (الشكل 11.3):

يتم إنشاء الفولتية على مرشحات الإدخال والإخراج بواسطة تيارات الإدخال والإخراج ذات الترددات المركبة المختلفة. عادةً ما تكون هذه الفولتية صغيرة لأن مقاومات المرشح للترددات المركبة لا تذكر؛

2) نحسب؛ ، أي. نحن نفترض أن PE يعمل في الوضع الخطي بالنسبة لجهد الإشارة; بالنسبة لجهد المذبذب المحلي، يعمل PE دائمًا في وضع غير خطي؛

3) PE هو جهاز خالي من القصور الذاتي ولا يحتوي على عناصر سعوية واستقرائية؛ ولذلك، فإن تياره لا يعتمد على مشتقات أو تكاملات الجهود المطبقة على PE. بالنسبة لـ PE الخالي من القصور الذاتي، يتم تحديد تيارات الإدخال والإخراج من خلال خصائص الجهد الحالي الثابت:

لا يحتوي المكون الحالي على مكون تيار مفيد ذو تردد

تحويل التردد ممكن عند أي ميل توافقي:

يتم استخدام واحدة فقط من هذه القيم.

إذا كان عند، فسيتم استدعاء تحويل التردد بسيط.

إذا كان عند، فسيتم استدعاء تحويل التردد التوافقي; فمن الممكن بسبب ظهور التوافقيات الانحدار.

وبالتالي، من بين جميع مكونات تيار الخرج، هناك عنصر واحد فقط ذو تردد مفيد:

حيث يتوافق (فقط عندما يكون للمكون الحالي تردد متوسط).

في التعبير (11.8)، يصف المصطلح الأول تحويل التردد، والثاني - استجابة المرشح.

الانحدار التحويل المباشر حسب تعريف المنحدر عند . وفقا ل (11.8)،

أين هو معامل التناسب بين سعة تيار الخرج للتردد المتوسط وسعة جهد الإشارة عند الإدخال مع قصر دائرة خرج PE.

الموصلية الداخلية لمحول الترددحسب التعريف، في . وفقًا لـ (7.8) فإن الموصلية الداخلية للمحول تساوي المكون الثابت للتوصيل الداخلي للـ PE:

تحويل الكسب الداخلي

مع مراعاة التدوين المقبول

11.3 استجابة التردد للمحول

تُفهم استجابة التردد لمحول التردد على أنها اعتماد معامل الإرسال الخاص به على تردد إشارة الدخل عند تردد مذبذب محلي ثابت؛ يختلف تردد الإشارة على نطاق واسع.

دع دائرة طنين واحدة مضبوطة على التردد تستخدم كمرشح محول (الشكل 11.5).

الشكل 11.5 الدائرة المكافئة للعاكس

مع التغيير بقيمة ثابتة، يتغير التردد المتوسط.

الشكل 11.6 التبعيات الرسومية

تظهر التبعيات الرسومية التي تم إنشاؤها وفقًا لـ (7.7) في الشكل 11.6، أ. في ؛ في، الخ.

وهكذا تتوافق القيم المختلفة معاني مختلفة، وتعتمد القيمة على عدد توافقيات الانحدار التي يحدث عندها تحويل التردد. سوف يظهر الجهد الكهربي على دائرة خرج المحول فقط عند استيفاء شرط الرنين، أي. في .

وفقا للشكل 6 أ، يتم استيفاء حالة الرنين ليس عند تردد إشارة واحد، ولكن عند عدة ترددات؛ ولذلك فإن استجابة التردد للمحول لها عدة ارتفاعات. يتوافق كل ارتفاع مع عرض نطاق معين يمكن من خلاله تمرير مكونات طيف الإشارة والتداخل إلى خرج جهاز الاستقبال. تسمى عروض النطاق الترددي هذه قنوات الاستقبال. تتوافق كل قناة مع تردد الإشارة الخاص بها. تظهر استجابة التردد للمحول في الشكل 60 ب، يعتمد شكل الاستجابة الترددية لكل قناة على نوع مرشح IF.

11.4 محولات تردد الصمام الثنائي

مكبرات الصوت للترددات الراديوية وجهاز استقبال الراديو للترددات المتوسطة

اسم المعلمة	معنى
موضوع المقال:	مكبرات الصوت للترددات الراديوية وجهاز استقبال الراديو للترددات المتوسطة
الموضوع (الفئة الموضوعية)	اتصال

يتم تضخيم إشارات الراديو المستقبلة في جهاز الاستقبال في محددها المسبق، ᴛ.ᴇ. عند التردد الراديوي وبعد محول التردد - عند التردد المتوسط. وبناء على ذلك، يتم التمييز بين مكبرات التردد الراديوي (RFA) ومكبرات التردد المتوسطة (IFA). في هذه مكبرات الصوت، جنبا إلى جنب مع التضخيم، يجب ضمان انتقائية التردد للمستقبل. ولهذا الغرض، تحتوي مكبرات الصوت على دوائر رنانة: دوائر تذبذبية مفردة، ومرشحات على دوائر مزدوجة، وأنواع مختلفة من مرشحات الانتقائية المركزة. عادةً ما يتم تصنيع مضخمات التردد الراديوي ذات الضبط المتغير بنظام انتقائي مشابه لذلك المستخدم في دائرة الإدخال لجهاز الاستقبال، وغالبًا ما تكون هذه دوائر انتقائية أحادية الدائرة.

تُستخدم أنواع معقدة من الأنظمة الانتقائية ذات الاستجابة الترددية القريبة من المستطيلة، مثل المرشحات الكهروميكانيكية، في مكبرات التردد المتوسطة. (المجالات الكهرومغناطيسية ), مرشحات الكوارتز (QF)، والمرشحات القائمة على الموجات الصوتية السطحية (السائبة) (SAW، SAW)، وما إلى ذلك.

تستخدم معظم أجهزة الاستقبال الحديثة مكبرات صوت أحادية المرحلة. بشكل أقل شيوعًا، مع المتطلبات العالية للانتقائية وشكل الضوضاء، يمكن أن تحتوي AMPs على ما يصل إلى ثلاث مراحل.

من بين الأساسية الخصائص الكهربائيةمكبرات الصوت تشمل:

1. كسب الجهد الرنيني .

في الترددات الفائقة (موجات الميكروويف)، يتم استخدام مفهوم كسب الطاقة في كثير من الأحيان، حيث - المكون النشط لمدخلات مكبر الصوت ؛ - العنصر النشط في موصلية الحمل.

2. انتقائية التردد للمكبريُظهر الانخفاض النسبي في الكسب لتفجير معين.

في بعض الأحيان تتميز الانتقائية بمعامل التربيع، على سبيل المثال، .

3. الرقم الضوضاءيحدد خصائص الضوضاء لمكبر الصوت.

4. تشويه الإشارة في مكبر الصوت: السعة والتردد، المرحلة، غير الخطية.

5. استقرار مكبر للصوتيتم تحديده من خلال قدرته على الحفاظ على الخصائص الأساسية أثناء التشغيل (عادةً K o واستجابة التردد)، فضلاً عن عدم وجود ميل إلى الإثارة الذاتية.

توضح الأشكال 1-3 الدوائر الرئيسية للمكبر، ويوضح الشكل 4 دائرة المضخم مع مرشح التركيز الانتقائي (FSI) على شكل مرشح كهروميكانيكي.

الشكل 1. URCH على ترانزستور التأثير الميداني

الشكل 2. URCH على الترانزستور ثنائي القطب

الشكل 3. URCH مع اقتران حثي للنظام الانتخابي

الشكل 4. مكبر للصوت مع مرشح الانتقائية المركزة

في مكبرات الصوت ذات التردد الراديوي والتردد المتوسط، يتم استخدام خيارين لتوصيل جهاز التضخيم بشكل أساسي: مع باعث مشترك (مصدر مشترك) ودائرة cascode لتوصيل الترانزستورات.

يوضح الشكل 1 دائرة مكبر للصوت تعتمد على ترانزستور تأثير المجال مع مصدر مشترك. يتم تضمين دائرة تذبذبية في دائرة الصرف إل ك س ك.يتم ضبط الدائرة بواسطة المكثف C ل(يمكن استخدامها لتكوين دائرة مصفوفة varicap أو varicap).

يستخدم مكبر الصوت طاقة التصريف التسلسلي من خلال مرشح R3C3.بوابة التحيز الجهد VT1يتم تحديده من خلال انخفاض الجهد من مصدر التيار عبر المقاوم R2.المقاوم ر1هي مقاومة التسرب للترانزستور VT1ويعمل على نقل الجهد التحيز إلى بوابة الترانزستور.

في الشكل. يوضح الشكل 2 دائرة مماثلة لمضخم التردد اللاسلكي استنادًا إلى ترانزستور ثنائي القطب. هنا، يتم استخدام التضمين المزدوج غير المكتمل للدائرة مع الترانزستورات VT1، VT2، مما يسمح بتجاوز الدائرة بشكل مهم للغاية من جانب الإخراج للترانزستور VT1 ومن جانب الإدخال للترانزستور VT2 . يتم توفير جهد الإمداد لمجمع الترانزستور من خلال مرشح R4C4 وجزء من لفات ملف الدائرة إل ك.الوضع بواسطة العاصمةويتم ضمان استقرار درجة الحرارة باستخدام المقاومات R1 و R2 و R3. سعة ج2يزيل ردود فعل التيار المتردد السلبية.

في الشكل. يوضح الشكل 3 دائرة بها اتصال محول للدائرة بمجمع الترانزستور واتصال محول ذاتي بمدخل المرحلة التالية. عادة، في هذه الحالة، يتم استخدام إعداد الدائرة "الممتدة" (انظر العمل المختبري رقم 1).

في الشكل. يوضح الشكل 4 رسمًا تخطيطيًا لسلسلة مضخم صوت مع FSI، مصنوعة على شريحة 265 UVZ . الدائرة الدقيقة عبارة عن مضخم صوت cascode OE - OB.

توفر مكبرات الصوت ذات التردد المتوسط الكسب الرئيسي والانتقائية للمستقبل في القناة المجاورة. هُم ميزة مهمةهو أنها تعمل بتردد متوسط ثابت ولها ربح كبير من حيث الحجم.

عند الاستخدام أنواع مختلفة FSI، يتم تحقيق كسب مكبر الصوت المطلوب باستخدام شلالات النطاق العريض.

من الأمور المشتركة بين جميع المخططات هو الدمج المزدوج غير الكامل للنظام الانتخابي. (يمكن اعتبار التضمين الكامل حالة خاصة عندما تكون معاملات التحويل m وn مساوية لواحد). لهذا السبب، يمكن استخدام دائرة مكافئة معممة واحدة للمكبر للتحليل (انظر الشكل 5).

الشكل 5. الدائرة المكافئة المعممة لمضخم الرنين

في الرسم التخطيطي، يتم استبدال الترانزستور الموجود على جانب الإخراج بمولد تيار مكافئ مع المعلمات والتيار، وعلى جانب الإدخال للمرحلة التالية، بواسطة الموصلية. يتم استبدال مقاوم التسرب R4 (الشكل 1) أو المقسم (الشكل 2) بالتوصيل (أو).

عادة ما يعتبر مجموع الموصلية هو موصلية الحمل جي إتش, ᴛ.ᴇ.

يتيح لنا تحليل الدائرة المكافئة الحصول على جميع العلاقات المحسوبة لتحديد خصائص الشلال.

وبالتالي، يتم تحديد الكسب المعقد للسلسلة من خلال التعبير

الموصلية الرنانة المكافئة للدائرة ؛

تفجير الكفاف المعمم.

من هذه العلاقة يسهل تحديد معامل المعامل

يكسب

وكسب الرنين لسلسلة مضخم الترددات اللاسلكية

يصل كسب الرنين إلى قيمته القصوى مع نفس تحويل الدائرة من جانب الإخراج للجهاز النشط ومن جانب التحميل (مدخل المرحلة التالية)، ᴛ.ᴇ. متى

تسمح لنا العلاقات المعطاة بالحصول على معادلة منحنى رنين مكبر الصوت. لذلك، بالنسبة للتفجيرات الصغيرة، . من حيث أن عرض النطاق الترددي RF عند المستوى 0.707 (- 3 ديسيبل) يساوي

كسب الرنين لسلسلة مكبر الصوت ذو الدائرة الواحدة هو نفس كسب مكبر الصوت ذو الدائرة الواحدة

بالنسبة لمكبر الصوت المزود بمرشح تمرير نطاق ذي دائرتين، يتم تحديد كسب الرنين للسلسلة من خلال التعبير

أين - عامل الاتصال بين الدوائر، و - معامل الاتصال بين الدوائر.

يجب حساب كسب (جهد) مكبر الصوت مع أي FSI عند مطابقة المرشح عند الإدخال والإخراج باستخدام الصيغة

فيما يلي الممانعات (الموجية) المميزة لـ FSI عند الإدخال والإخراج، على التوالي؛

معامل الإرسال للمرشح في نطاق الشفافية (النفاذية).

في حالة معرفة توهين المرشح في نطاق الشفافية بالديسيبل، إذن

عوامل الشمول مو نيتم حسابها من حالة مطابقة المرشح عند الإدخال والإخراج

يتم تحديد خاصية الرنين لسلسلة مكبر الصوت مع FSI بالكامل من خلال منحنى تغيير معامل النقل FSIمن التردد. النقاط الفردية لمنحنى الرنين FSIوترد في الكتب المرجعية.

يجب ألا يتجاوز كسب مكبر الصوت الانتقائي قيمة الكسب المستقر. بشكل عام، يمكن تقديره من التعبير

إذا تم استخدام دائرة cascode كعنصر تضخيم، فمن المهم للغاية استبدال قيم التوصيل المقابلة لدائرة cascode، على سبيل المثال، لدائرة OE - OB

في حالة الاستخدام ترانزستورات التأثير الميدانييمكن إهمال العنصر النشط للتوصيل و

مكبرات التردد الراديوي وجهاز استقبال الراديو ذو التردد المتوسط - المفهوم والأنواع. تصنيف ومميزات فئة "الترددات الراديوية ومكبرات التردد المتوسطة" 2017، 2018.

مكبرات الترددات اللاسلكيةعلى غرار مكبرات الصوت الأخرى. وهي تختلف بشكل رئيسي في نطاق تردد التشغيل الذي يشغل المنطقة من 10 إلى 30 ميجا هرتز.هناك فئتان من مكبرات الصوت للترددات الراديوية: قابلة للضبط وغير قابلة للضبط. الوظيفة الرئيسيةيعد مكبر الصوت غير القابل للضبط مكسبًا، ويجب أن تشغل استجابة تردد الاتساع أوسع نطاق ممكن من الترددات الراديوية. في المضخم القابل للضبط، يجب تحقيق مكاسب عالية في نطاق تردد ضيق أو عند تردد واحد. عادة، عندما يتحدث الناس عن مكبرات الصوت للترددات الراديوية، فمن المفترض أن تكون قابلة للضبط ما لم ينص على خلاف ذلك.

في أجهزة استقبال الراديو، يتم استخدام مضخمات التردد الراديوي لتضخيم الإشارة وعزل الإشارة المقابلة للتردد. في أجهزة الإرسال، يتم استخدام مضخمات التردد الراديوي لتضخيم الإشارة عند تردد معين قبل إرسالها إلى الهوائي. في الغالب، مضخمات استقبال الترددات اللاسلكية هي مضخمات الجهد ومكبرات إرسال الترددات اللاسلكية هي مضخمات الطاقة.

في دوائر الاستقبال، يجب أن يوفر مضخم التردد الراديوي كسبًا كافيًا لإشارة الاستقبال، وأن يكون به ضوضاء جوهرية منخفضة، ويوفر انتقائية جيدة، وأن يكون له استجابة تردد اتساع مسطحة عند ترددات مختارة.

يوضح الشكل مضخم التردد الراديوي المستخدم في راديو تعديل السعة.

تقوم المكثفات C 1 و C 4 بضبط الهوائي ومحول الإخراج T 1 على نفس التردد. يتم تطبيق إشارة الدخل عبر اقتران حثي إلى قاعدة الترانزستور Q 1. يعمل الترانزستور Q 1 كمضخم من الفئة A، حيث يوفر المكثف C 4 والمحول T 1 كسبًا عالي الجهد عند تردد الرنين لدائرة تحميل المجمع. يتم استغلال المحول لضمان مطابقة المعاوقة الجيدة مع الترانزستور.

مضخم الترددات اللاسلكية، يستخدم في موالف التلفزيون عالي التردد.

يتم ضبط الدائرة بواسطة المحاثات L 1A؛ ل 1 ب و ل 1 ج. عند تشغيل مقبض محدد القناة، يتم تضمين مجموعة جديدة من الملفات في الدائرة. وهذا يوفر كسب عرض النطاق الترددي المطلوب لكل قناة. تدخل إشارة الدخل إلى دائرة قابلة للضبط تتكون من L 1A وC 1 وC 2. يعمل الترانزستور Q 1 كمضخم من الفئة A. دائرة تجميع الخرج عبارة عن محول مزدوج قابل للضبط. يتم ضبط الملف L 1B بواسطة المكثف C 4، ويتم ضبط الملف L 1C بواسطة المكثف C 7. يشكل المقاوم R 2 والمكثف C 6 مرشح فصل يمنع ترددات الراديو من دخول مصدر الطاقة وتفاعلها مع الدوائر الأخرى.

في أجهزة الراديو ذات تعديل السعة، يتم تحويل إشارة الراديو المدخلة إلى إشارة تردد متوسطة ثابتة. بعد هذا يتم استخدامه مضخم التردد المتوسط الثابتلزيادة مستوى الإشارة إلى القيمة المطلوبة. مضخم التردد المتوسط هو مضخم أحادي التردد (ضيق النطاق).. عادة، يتم استخدام مرحلتين أو ثلاث مراحل تضخيم التردد المتوسط لتضخيم الإشارة إلى المستوى المطلوب. يتم تحديد حساسية جهاز الاستقبال من خلال كسب مضخم التردد المتوسط. كلما زاد الربح، زادت الحساسية. يوضح الشكل مضخم تردد متوسط نموذجي لجهاز استقبال راديوي متضمن السعة.

التردد المتوسط هو 455000 هرتز.

يوضح الشكل مضخم التردد المتوسط لجهاز استقبال التلفزيون.

يقارن الجدول بين ترددات أجهزة استقبال الراديو والتلفزيون.