Усилитель сигналов радиочастоты

В усилителе радиочастоты (УРЧ), представленном на рис. 5.2, в качестве

нагрузки используется резонансная колебательная система, обладающая избирательными свойствами по частоте. Для увеличения избирательности такая же колебательная система, называемая входной цепью (ВЦ), включается на входе УРЧ, обеспечивая при этом его согласование с генератором сигналов (антенной).

Рис. 5.2. Схема усилителя радиочастоты

Собственно усилитель может быть представлен схемой замещения, приведенной на рис. 5.3. Выходная проводимость транзистора VT и входная проводимость следующего каскада (нагрузка) вместе с монтажными емкостями С_м1и С_м2 вносятся в колебательный контур через коэффициенты автотрансформаторного включения m²₁ и m²₂.

Рис. 5.3. Схема замещения каскада УРЧ

Здесь

(5.10)

(5.11)

следовательно,

(5.12)

а приведённая к выходу четырехполюсника суммарная нагрузка может

быть оценена формулой:

(5.13)

где Y_k = g_k +j b_k − проводимость контура в режиме холостого хода;

Y_вх.2 = Y_н = g_н + j b_н − нагрузка УРЧ или входная проводимость следующего каскада;

суммарная проводимость паразитных емко-

стей.

Согласно уравнению (5.2)

(5.14)

и можно получить выражение:

(5.15)

при этом малой проводимостью Y₁₂ можно просто пренебречь.

С учетом уравнения (5.12), поделив U_выхна U_вх, получим выражение для расчета коэффициента усиления УРЧ:

(5.16)

При настройке контура в резонанс (f₀ = f_рез) мнимая часть проводимостей приведенной нагрузки Y^I_H (5.16) обратится в нуль. Резонансный коэффициент усиления

(5.17)

При этом эквивалентную емкость и индуктивность колебательной системы можно вычислить по формулам:

(5.18)

(5.19)

Эквивалентная резонансная проводимость контура может быть представлена выражением:

(5.20)

где d_э − эквивалентное затухание контура (величина, обратная эквивалентной добротности Q_э). Из формулы (5.19) получаем:

(5.21)

Индуктивность контура L_k характеризуется начальной конструктивной добротностью Q_k и затуханием d_k:

(5.22)

при этом

(5.23)

Из формулы (5.23) видно, что затухания в колебательную систему вносят проводимость нагрузки g_H и выходная проводимость активного элемента g₂₂. Для уменьшения их влияния и сохранения нужной избирательности контура используется автотрансформаторное включение входных и выходных цепей в колебательную систему.

Выражение (5.16) можно переписать в виде:

(5.24)