Zaprojektowany do współpracy z transceiverem o zasięgu 2 metrów. Moc wyjściowa zależy od tranzystora wyjściowego: KT 904 - od 4 do 5 W, KT 907 - od 7 do 8 W, 2N3375 - od 7 do 10 W, 2N3632 - od 8 do 12 W. realizowane przez przełącznik VOX, wykonany na tranzystorach VT2 / VT3 (KT315). Codenser Cl - 0,5-2,2 pF, zapewnia niezawodną pracę przekaźnika Kl.Dławiki L6 - L8 wykonane są z drutu 0,4 mm, L6 / L7 -6 zwojów, L8 - 100 zwojów. Cewki wysokiej częstotliwości nawinięte są drutem srebrzonym 0,8 mm: LI - 2 zwoje, rama - 8 mm, długość uzwojenia 11 mm; L2 / L3 - 4 zwoje, rama - 6,8 mm, długość uzwojenia 10 mm; L4 / L5 - 5 zwojów, rama - 5,2 mm, długość uzwojenia 12 mm. Impedancja wyjściowa stopnia wynosi 75 omów. Kondensator C4 zawiera od 33 do 180 pF. Elektronisches Jarbuch 1989, str. 190-191 ....
Dla schematu „GIR na tranzystorze polowym”
Sprzęt pomiarowy GIR w terenie Powszechnym instrumentem wśród radioamatorów jest heterodynowy wskaźnik rezonansu (GIR). Oprawy lampowe tego typu były niewygodne w obsłudze, ponieważ zawierały ciężki prostownik i wymagały podłączenia do zasilania sieciowego AC. Urządzenia tranzystorowe są dużo lżejsze, wygodniejsze w obsłudze, a co za tym idzie cieszą się zasłużonym sukcesem. Pojawienie się tranzystorów polowych umożliwiło stworzenie bardziej czułego GIR. Schemat najprostszego żyroskopu w terenie pokazano na ryc. 1. Wskaźnik wskazówkowy MT może mieć prąd pełnego odchylenia od 50 do 500 mka. Zastępcze cewki dla różnych zakresów fal można pobrać z przemysłowych obwodów radiowych tranzystorów. Obwody tyrystorowe ładowarki samochodowej z wyjściem transformatorowym 28 Dla cewek pracujących w zakresach do 5-6 MHz konieczne jest wykonanie średniej mocy. W wyższych zakresach częstotliwości środkowy pin nie jest wymagany. GIR jest kalibrowany względem znanego, działającego fabrycznego odbiornika radiowego Puc.1 W przypadku braku czułego czujnika zegarowego można to zrobić z mniej czułym, np. Ze skalą 0-5 ma. W takim przypadku dodaj wzmacniacz prąd stały włączony jeden tranzystor T2 (rys. 2). Czułość wskaźnika można regulować w szerokim zakresie potencjometrem R5. Rys.2 Zamiast tranzystora T1 można użyć tranzystor polowy KP302 z dowolnym indeksem literowym: zamiast tranzystora G2 - MP37 lub MP38 z dowolnym indeksem literowym; dioda D1-D2A. Przy tej wymianie trzeba zmienić polaryzację baterii i diody D1 ...
Dla schematu „Wzmacniacz liniowy małej mocy przy częstotliwości 430 MHz”
Dla schematu „Wzmacniacz małej mocy klasy C przy częstotliwości 430 MHz”
Dla schematu „TRANSVERTER 14428 MHz”
Nadajniki radiowe, stacje radiowe TRANSWERTER 144/28 MHz Heterodyna transwertera ma trzy stopnie. Częstotliwość wyjściowa - 116 MHz. Oscylator kwarcowy jest zamontowany tranzystor KP312A i działa na częstotliwości 58 MHz. Rezonatorem jest próżnia. Po tym następuje podwajacz częstotliwości i wzmacniacz heterodyna na tranzystorach takich jak KT368A, KT355, 2T311. Z lokalnego oscylatora sygnał trafia do mikserów toru odbiorczego i nadawczego. / Img / trsv1441.gif Mikser toru odbiorczego jest zamontowany na tranzystor KP350. UHF na częstotliwości 144 MHz - na tranzystorach takich jak KT399, KT368, KT939. Ścieżka nadawcza składa się z czterech etapów. Mikser push-pull na tranzystorach typu KP350 i trójstopniowy wzmacniacz moc - na tranzystorach takich jak KT939A (KT610A), KT904A, KT922 B (V). /img/trsv1442.gif Transwerter może być podłączony do dowolnego transceivera KB z pasmem 28 MHz i ciągłą regulacją mocy PODSTAWOWE CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA: Moc wejściowa ................ nie więcej niż 100 mW Moc wyjściowa ............... nie mniej niż 10 W Współczynnik szumów ................ nie gorszy niż 1,5 dB (przy Z \u003d 50 omów) obciążenie .......... 75 omów Napięcie zasilania .............. 24-28 V Pobór prądu w trybie. wcześniej ... nie więcej niż 3 A Procedura podłączania Podłącz złącze RX 28 MHz do wyjścia małej mocy (nie więcej niż 0,5 W) transceivera KB. Podłącz antenę 144 MHz o impedancji 50 omów do złącza „Ant” wysokiej częstotliwości. Podłączyć napięcie 24-28 V do pinu 3 złącza zasilania, pin 2 jest zasilany napięciem +24 ... 28 V w trybie transmisji, a pin 1 jest zasilany napięciem 24 ... 28 V zasilania (masa) . Kiedy napięcie zasilające jest podawane do transwertera, szum transceivera KB w trybie odbioru wzrasta. W trybie nadawania, ustaw pokrętło transceivera KB na miejscu.
W przypadku schematu „WZMACNIACZ KASKODU”
Dla projektanta radioamatorów CASCODE Wzmacniacz Cascode, którego obwód pokazano na rysunku, ma wysoką stabilność w szerokim zakresie temperatur. Stopień na tranzystorach V2, V3 tworzy najpowszechniejszy obwód kaskodowy - „wspólny emiter - wspólna baza”, zapewniający małą pojemność wejściową. Niską impedancję wyjściową całego wzmacniacza uzyskuje się poprzez włączenie wtórnika emitera na jego wyjściu tranzystor V4. Konwencjonalne schematy stabilizacji trybu pracy nie mają zastosowania do połączeń kaskodowych, ponieważ ze względu na duże wzmocnienie wewnętrzne niemożliwe jest zastosowanie głębokich ujemnych sprzężeń zwrotnych bez niebezpieczeństwa zakłócenia stabilnej pracy wzmacniacza. Wymagane odchylenie stopnia na tranzystorach V2 i V3 jest ustalane przez dzielnik napięcia utworzony przez elementy VI, R1 - R4. Ponieważ prąd dzielnika jest prądem kolektora tranzystora V1. wtedy każda zmiana reżimu temperaturowego wzmacniacza prowadzi do odpowiedniej zmiany polaryzacji bazy tranzystorów V2 i V3. Należy zauważyć, że V1 musi być tego samego typu co inne, aby zapewnić skuteczną stabilizację. Jeszcze lepiej jest, jeśli wszystkie cztery tranzystory są częścią zespołu tranzystora, wykonanego w jeden kryształ krzemu. Wzmocnienie wzmacniacza jest równe stosunkowi rezystancji rezystorów R6 i R7 i wynosi około 10 przy maksymalnej amplitudzie napięcia wyjściowego 3 V i szerokości pasma 6 MHz. „Radio, fernsehen, elekfronik” (NRD ). 1978, nr 9 Uwaga. We wzmacniaczu kaskodowym można zastosować zespoły tranzystorów 1MM6.0, KT365CA. K1HT291. K1NT591 ....
Do schematu „Szerokopasmowe wzmacniacze mocy na tranzystorach polowych”
Schemat „Regulator mocy na trzech częściach”
W ostatnim czasie prawdziwy renesans przeżywają rezystorowe i tranzystorowe regulatory mocy. Są najbardziej nieekonomiczne. Sprawność regulatora można zwiększyć w taki sam sposób jak regulatora poprzez włączenie diody (patrz rysunek). Daje to wygodniejszy limit regulacji (50-100%). Półprzewodniki można umieścić na radiatorze. Yu.I. Borodaty, obwód Iwano-Frankowski Literatura 1 Danilchuk A.A. Regulator moc do lutownicy / / Radioamator-Electric. -2000. -Adu9. -P.23. 2.Rishtun Regulator szczelności na sześciu częściach // Radioamator-Electric. -2000. -Adu11. -S.15 ....
Dla diagramu „Prosty oscyloskop”
Technika pomiarowa Prosty oscyloskop Wykorzystując tranzystory w tak zwanym trybie lawinowym (Radio nr 9, 1972), można wykonać prosty oscyloskop do obserwacji procesów niskiej częstotliwości w zakresie od 30 Hz do 20 kHz. trzy tranzystory. Pierwsza kaskada - odchylenie pionowe na P26A - P26B. Drugi stopień to generator zamiatania na P416A, B. Trzeci stopień to generator przemiatania, w którym można zastosować tranzystory o napięciu Ukemax \u003d 70-100V (P26B), lampę oscyloskopową taką jak 5LO38 lub LO247.Rezystor R1 reguluje amplitudę napięcia wejściowego. Przełącznik S1 ustawia zgrubnie i płynnie częstotliwość przemiatania za pomocą potencjometru R10. Amplituda synchronizacji ustawiana jest potencjometrem R6. Przesunięcie w pionie i w poziomie ustawia się za pomocą odpowiednio potencjometrów R9 i R12. Jasność - R21, ogniskowanie - R22. Moc transformatora zasilającego to około 8 W. ...
Jak wiadomo, z trzech głównych obwodów przełączających tranzystorów, obwód ze wspólnym emiterem (OE) ma najwyższy współczynnik wzmocnienia mocy (rys. 1.1a).
Rysunek 1.1 - Kaskada ze wspólnym emiterem:
a - schemat ideowy, b - model RF, c - obwód z korekcją indukcyjną
Jednak ten schemat ma również najgorsze właściwości częstotliwości. To wszystko jest winne efektowi Millera, ze względu na pojemność między kolektorem a podstawą tranzystora C SV, dlatego obwód z OE zachowuje się wysokie częstotliwości jako ogniwo integrujące. W tym przypadku źródło sygnału okazuje się być ładowane na obwód RC o równoważnej stałej czasowej τ, co zgodnie z uproszczonym modelem RF kaskady ze wspólnym emiterem pokazanym na rys. 1.1b, określa wyrażenie
τ \u003d (1 + K V) C CB (R S || r B), (1.1)
gdzie K V jest współczynnikiem wzmocnienia stopnia przy średnich częstotliwościach, R S jest wewnętrzną rezystancją źródła sygnału, r B jest rezystancją podstawy tranzystora.
Najprostszym sposobem jest rozszerzenie pasma stopnia za pomocą OE poprzez połączenie szeregowo z obciążeniem kolektora indukcyjności kilku mikroelementów (rys. 1.1c), co skoryguje zanik wzmocnienia przy wysokich częstotliwościach. W ten sposób układy wzmacniaczy szerokopasmowych ERA-xSM firmy Mini-Circuits ze wzmocnieniem do 20 dB w paśmie O ... 8GTz i TSH690 firmy ST Microelectronics ze wzmocnieniem 20 dB w paśmie 40 ... 900 MHz zespół jest zbudowany.
Schemat ideowy wzmacniacza ERA-3SM oraz typowy schemat jego podłączenia przedstawiono na rys. 1.2.
Rysunek 1.2 - Wzmacniacz ERA-3SM.
a - schemat ideowy, b - typowy schemat połączeń
Układ scalony jest wykonany na bazie arsenku galu i umieszczony jest w miniaturowym opakowaniu o średnicy około 2,2 mm i wysokości 1,5 mm z czterema pinami.
W obwodzie z OB efekt Millera jest nieobecny, ale ze względu na małą wejściową i wysoką rezystancję wyjściową stopnia, wzmocnienie mocy jest tutaj możliwe tylko przy pracy ze źródłem sygnału o niskiej rezystancji i obciążeniu o wysokiej rezystancji, który jest nie zawsze możliwe do wdrożenia w praktyce. Stopień OK (wtórnik emitera) również zapewnia szerokie pasmo, ale nie wzmacnia sygnału napięciowego. Z tych powodów do budowy wzmacniaczy szerokopasmowych często stosuje się bardziej złożone układy przełączające tranzystorów kompozytowych, pokazane na rys. 1.3 (nie pokazano łańcuchów odchylenia).
Rysunek 1.3 - Schematy kaskad wysokiej częstotliwości włączone
tranzystory kompozytowe
Pierwszy z nich, obwód OB-OK (rys. 1.3a) ma niską rezystancję wejściową (stopień z OB) i wyjściową (stopień z OK) i może służyć do budowy wzmacniaczy magistralnych (sterowników liniowych) dla przewodowych linii komunikacyjnych. o charakterystycznej impedancji 50 Ohm, a także w odbiornikach sygnałów ultradźwiękowych. Obciążenie o wysokiej rezystancji niezbędne do wzmocnienia sygnału napięciowego na stopniu wejściowym z OB (VT 1) jest zapewniane przez podłączenie wtórnika nadajnika (VT 2) o dużej rezystancji wejściowej do jego wyjścia.
W obwodzie OE-OB (ryc. 1.3b) efekt Millera jest praktycznie eliminowany poprzez ustalenie potencjałów kolektora tranzystora VT 1 i podstawy tranzystora VT 2. Zgodnie z tym schematem budowane są jednostopniowe wzmacniacze różnicowe: LM6361 o KV \u003d 3000, f T \u003d 50 MHz i szybkości narastania 300 V / μs oraz THS4001 (KV \u003d 10000, f T \u003d 270 MHz i 400 V / μs).
Obwód OK-OB (rys. 1.3c) jest szeroko stosowany w stopniach wejściowych wzmacniacza operacyjnego. Tutaj efekt Millera jest również eliminowany przez ustalenie potencjałów kolektora tranzystora VT 1 i podstawy tranzystora VT 2.
W obwodzie OK-OE (rys. 1.3d) niska rezystancja wyjściowa wtórnika emitera na tranzystorze VT 1 może znacznie zmniejszyć stałą czasową łącza sprzężenia zwrotnego stopień wzmacniacza z OE na tranzystorze VT 2, a tym samym, zgodnie z (1.1), zwiększyć częstotliwość odcięcia wzmacniacza. Ten obwód jest często używany w stopniach wzmacniania napięcia wzmacniacza operacyjnego.
9. Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych do wzmacniania sygnałów RF.
Wraz z pojawieniem się wzmacniaczy operacyjnych o częstotliwości wzmocnienia równej ponad 300 MHz, programiści mają możliwość wykorzystania tych zintegrowanych urządzeń do wzmacniania i konwertowania sygnałów RF. Wzmacniacze operacyjne tej klasy, zgodnie z szeregiem kryteriów, mają pewne zalety w stosunku do konwencjonalnych wzmacniaczy RF, co wyraźnie widać po porównaniu ich właściwości podanych w tabeli 2.1.
Tabela 2.1 - Porównanie parametrów wzmacniacza RF i szerokopasmowego wzmacniacza operacyjnego
Kontynuacja tabeli 2.1
| Stosunek fali stojącej napięcia wejściowego / wyjściowego | Wartość typowa 1,5 | Może być znacznie lepiej dostrojony do określonej częstotliwości niż wzmacniacz RF |
| Oddzielenie między wejściem a wyjściem | 20 ... 30 dB jest uważane za dobry wskaźnik. Słabo zależne od częstotliwości | Możliwa jest znacznie wyższa rozdzielczość. Rozkłada się przy wysokich częstotliwościach. Wyższe z połączeniem nieodwracającym niż z odwracaniem |
| Współczynnik szumów | Może być bardzo niska. Typowe wartości 2 ... 5 dB | Zależy od zysku. Gdy duże zyski lepiej, ale nie mniej niż 12 dB dla typowych wzmacniaczy operacyjnych. Obwody można zredukować do<5 дБ |
| Współczynnik tłumienia zniekształceń intermodulacyjnych w dwóch tonach | Średnie poziomy. Niewiele zależy od częstotliwości | Bardzo dobre tłumienie przy stabilizowanym karmieniu. Pogarsza się znacznie wraz ze wzrostem częstotliwości. Zniekształcenia można znacznie zmniejszyć przy niskich częstotliwościach |
| Zniekształcenie amplitudy | Niski poziom przy zasilaniu ze stabilnych źródeł napięcia. Słabo zależne od częstotliwości | Dla takiej samej mocy wyjściowej jak wzmacniacze RF wymagane są duże zakresy napięcia zasilania. Zwiększyć szybko wraz ze wzrostem częstotliwości ze względu na ograniczoną szybkość narastania napięcia wyjściowego |
| Prąd zasilania | Zwykle jedzenie jednobiegunowe. Duże prądy spoczynkowe | Zazwyczaj karmienie dwubiegunowe, jednak karmienie jednobiegunowe jest prawie zawsze możliwe. Stosunkowo małe prądy spoczynkowe |
Typowe obwody włączania wzmacniacza operacyjnego jako wzmacniaczy RF pokazano na ryc. 2.1.
Rysunek 2.1 - Typowe obwody do włączania wzmacniacza operacyjnego jako wzmacniaczy HF: a - nieodwracający, b- odwracający
Przełączanie nieodwracające (rys. 2.1a) różni się od standardowego obecnością rezystorów R С i R OUT na wejściu i wyjściu wzmacniacza. Rezystory te dopasowują wejście i wyjście wzmacniacza do standardowego kabla koncentrycznego 50 omów. Ponieważ impedancja wyjściowa wzmacniacza operacyjnego rośnie wraz ze wzrostem częstotliwości, kondensator kompensacyjny C K o pojemności 5 ... 20 pF należy podłączyć równolegle do R OUT. Środek ten pozwala rozszerzyć zakres częstotliwości o 30 ... 40% do setek megaherców przy dopuszczalnym VSWR.
Na rys. 2.1b przedstawia schemat odwracającego połączenia wzmacniacza operacyjnego. Ponieważ impedancja wejściowa obwodu musi być dopasowana do źródła sygnału, konieczne jest, aby R C || R 1 \u003d 50 omów.
Jeżeli pasmo częstotliwości wzmacnianych sygnałów nie zaczyna się od zera, to można zastosować jednobiegunowe obwody zasilania (rys. 2.2). 
Rysunek 2.2 - Obwody wzmacniacza HF we wzmacniaczu operacyjnym z zasilaniem jednobiegunowym:
a - nieodwracające, b - odwracające
Tutaj dopasowującą rezystancję wejściową R С obwodu nieodwracającego (ryc. 2.2a) należy obliczyć z warunku RC || (R / 2) \u003d 50 Ohm, a odwracającego (ryc. 2.2b) - z warunek RC || R 1 \u003d 50 Ohm.
10. Szerokopasmowe wzmacniacze operacyjne z prądowym sprzężeniem zwrotnym.
Jak pokazano w Tabeli 2.1, szybkie wzmacniacze operacyjne są gorsze od konwencjonalnych wzmacniaczy RF pod względem zniekształceń amplitudy. Wynika to ze stosunkowo małych wartości granicznej szybkości narastania napięcia wyjściowego wzmacniacza operacyjnego, co jest spowodowane powolnym ładowaniem wewnętrznych pojemności wzmacniacza przy niskich prądach stopni wejściowych. W ostatnich latach wiele firm oferowało wzmacniacze operacyjne z wejściem sprzężenia zwrotnego prądu (o niskiej impedancji), tak zwane wzmacniacze operacyjne z prądowym sprzężeniem zwrotnym (wzmacniacze OCT), które zapewniają wyjątkowo wysokie szybkości narastania. Wejścia impedancyjne, które można nazwać wzmacniaczami ze sprzężeniem zwrotnym napięcia (wzmacniacze OSN), składają się z obwodów stopnia wejściowego. Na rys. 3.1 przedstawia uproszczone typowe obwody stopni wejściowych wzmacniaczy OSN (a) i OST (b).
Rysunek 3.1 - Schematy etapów wejściowych:
a - wzmacniacz OSN, b - wzmacniacz OST
Jest dość oczywiste, że wzmacniacze OSN mają lepszą charakterystykę dokładności niż wzmacniacze OST, ponieważ charakteryzują się:
§ niskie napięcie wejściowe offsetu;
§ spójna wielkość i bardzo małe prądy wejściowe;
§ wysoka wartość współczynnika tłumienia niestabilności zasilania K PP;
§ wysokie tłumienie sygnału wspólnego (CMRR).
Charakterystycznymi cechami stopnia wejściowego wzmacniacza OST są jego następujące parametry:
Niezerowe przesunięcie napięcia wejściowego;
Niespójne prądy wejściowe;
Znacząca różnica między impedancjami wejściowymi wejść odwracających i nieodwracających.
Stopień wejściowy typowego wzmacniacza OST to bipolarny popychacz-popychacz, którego każde ramię zbudowane jest na parze uzupełniających się tranzystorów połączonych według schematu OK - OK. Aby napięcie polaryzacji na wyjściu stopnia było równe zeru, konieczne jest, aby napięcie baza-emiter tranzystorów n-p-n i p-n-p było równe. Ponieważ tranzystory o różnych typach przewodnictwa są tworzone na różnych etapach produkcji układów scalonych, takie dopasowanie jest trudne do zapewnienia. Prądy wejściowe na wejściach n- i p- we wzmacniaczu OST są zasadniczo różne. Podczas gdy prąd wejściowy wejścia nieodwracającego (wejście p) jest równy różnicy między prądami bazowymi, prąd wejściowy wejścia odwracającego (wejście n) jest różnicą między prądami emitera, które są dziesiątki razy większe niż prądy bazowe. W konsekwencji, jeśli charakterystyka tranzystorów komplementarnych nie jest dokładnie dopasowana, prąd wejściowy wejścia n może znacznie przekroczyć prąd wejściowy wejścia p. Na przykład w AD813 (3-kanałowy wzmacniacz wideo OST RGB) typowe prądy wejściowe wynoszą 0,5 μA dla wejścia p i 5 μA dla wejścia n. Aby wyrównać wejściowe prądy spoczynkowe w wielu modelach wzmacniaczy OCT, podstawa tranzystorów z wejściem p jest podłączona do ich kolektorów (rysunek 3.2).
Rysunek 3.2 - Uproszczony obwód wzmacniacza OCT
Ułatwia również dopasowanie tranzystorów w celu zmniejszenia napięcia polaryzacji. Przy takim schemacie przełączania wejściowe prądy spoczynkowe na przykład dla wzmacniacza operacyjnego typu THS3001 są dość bliskie i wynoszą 1 i 2 μA. Jednocześnie dynamiczne impedancje wejściowe tego wzmacniacza są równe: 1,5 MΩ na wejściu p i 15 Ω na wejściu n.
Jedną z głównych zalet wzmacniaczy OCT jest to, że wymagają mniej stopni wzmocnienia napięcia niż wzmacniacze OST. Często wzmacniacz operacyjny z OCT składa się tylko z wtórnika bufora wejściowego, jednego stopnia wzmocnienia napięcia i wtórnika bufora wyjściowego. Mniejsza liczba stopni wzmocnienia napięcia oznacza mniejsze opóźnienie fazowe w otwartej pętli. Podstawową konstrukcją OCT jest jednostopniowy wzmacniacz napięcia (patrz rys. 3.2). Jedynym węzłem o wysokiej impedancji w obwodzie jest punkt połączenia wejścia bufora wyjściowego. W przeciwieństwie do wzmacniaczy OCT, wzmacniacze z OCH wymagają dwóch lub nawet więcej stopni wzmocnienia napięcia. Zwiększa to kolejność układu i pogarsza jego stabilność, dla czego często konieczne jest zmniejszenie szerokości pasma wzmacniacza.
Zniekształcenie sygnału we wzmacniaczach operacyjnych ze względu na nieliniowość odpowiedzi przejściowej i maksymalną szybkość narastania napięcia wyjściowego. Ze względu na dużą symetrię obwodu stopnia wejściowego, wzmacniacze OCT mają bardzo niską nieliniowość odpowiedzi przejściowej. Wzmacniacze OST charakteryzują się również wyższą szybkością narastania napięcia wyjściowego. Rysunek 3.2 pokazuje, że szybkość narastania zależy od prądów, którymi tranzystory VT 3 i VT 4 mogą ładować kondensatory korekcyjne C K. W przeciwieństwie do wzmacniaczy OCH, ten prąd nie jest ograniczony do żadnej stałej wartości. W pierwszym przybliżeniu można nawet założyć, że we wzmacniaczu OCT nie ma ograniczenia szybkości narastania. Na przykład we wspomnianym THS3001 szybkość narastania napięcia wyjściowego sięga 6500 V / μs. Niektóre wzmacniacze OCH, na przykład LM7171, mają stopień wejściowy OST, ale sygnał jest podawany na wejście odwracające przez wzmacniacz buforowy. Rozszerza to możliwe schematy budowy obwodów sprzężenia zwrotnego takich wzmacniaczy przy zachowaniu wysokich charakterystyk dynamicznych.
Rozważ charakterystykę wzmacniacza OCT w różnych opcjach przełączania (rys. 3.3).
Rysunek 3.3 - Obwody wzmacniacza OST
a - połączenie nieodwracające, b - obwód zastępczy przewodnictwa transferowego wzmacniacza OCT, c - obwód zastępczy wzmacniacza nieodwracającego OCT dla małego sygnału
Rysunek 3.3c przedstawia równoważny obwód małosygnałowy takiego wzmacniacza w połączeniu nieodwracającym. Zakładamy, że charakterystyka wejściowa wzmacniacza jest idealna. Dla wzmacniacza OCT oznacza to R IN _ NEINV \u003d, R IN _ INV \u003d 0, V OFF. Znajdźmy transmitancję tego obwodu, dla którego równania są ważne:
,…………… ….. (3.1)
, (3.2)
gdzie Z (s) - impedancja transferu - główny parametr wzmocnienia
Wzmacniacz OST.
Dla prądu stałego typowe wartości impedancji transferowej wzmacniaczy OCT mieszczą się w zakresie od setek kΩ do setek MΩ. Podstawiając (3.2) do (3.1), po przekształceniach otrzymujemy:
. (3.3)
Oznaczamy
(R 1 + R 2) / R 1 \u003d K. (3,4)
Impedancję transferową modeluje obwód zastępczy na rys. 3.3b, gdzie C K jest pojemnością kondensatora korekcyjnego przy pełnej korekcji częstotliwości wzmacniacza. Następnie
, (3.5)
co odpowiada rzeczywistej charakterystyce częstotliwości wzmacniacza OCT. Podstawiając (3.4) i (3.5) do (3.3) i biorąc pod uwagę, że gR 2<<1, окончательно получим:
Wyrażenie (3.6) pozwala nam zrobić ważny wniosek:
Szerokość pasma i wzmocnienie wzmacniacza OCT można ustawić niezależnie od siebie.
Rzeczywiście, podczas regulacji wzmocnienia poprzez zmianę rezystancji rezystora R 1, górnej częstotliwości odcięcia 
nie zmienia.
Aby włączyć odwrócenie w podobny sposób, możesz uzyskać:
a to oznacza możliwość niezależnej kontroli wzmocnienia i szerokości pasma wzmacniacza OCT nawet przy włączaniu odwracania.
Należy zauważyć, że w odwracającym obwodzie wzmacniacza OCH istnieje również możliwość niezależnej regulacji szerokości pasma i wzmocnienia poprzez podłączenie dodatkowego rezystora między wejściem odwracającym (wirtualne zero) a masą. W takim przypadku wzmocnienie sygnału wejściowego nie ulegnie zmianie, a szerokość pasma zostanie zawężona ze względu na zmniejszenie wzmocnienia pętli sprzężenia zwrotnego.
Podsumowując powyższe, możemy wskazać następujące zalety wzmacniaczy każdego typu:
Wzmacniacze OCH
· Niższy poziom hałasu.
· Lepsza konwersja sygnałów DC.
· Większa swoboda wyboru obwodów sprzężenia zwrotnego.
Wzmacniacze OST
· Wysokie szybkości narastania.
· Mniejsze zniekształcenia.
· Możliwość niezależnej regulacji wzmocnienia i szerokości pasma w połączeniach odwracających i nieodwracających.
Analiza stabilności wzmacniaczy OCT. Na pierwszy rzut oka na funkcje transferowe wzmacniacza OCT (3.6), (3.7) może się wydawać, że ponieważ są one pierwszego rzędu, zapewniona jest stabilność dla każdego rezystancyjnego sprzężenia zwrotnego. W rzeczywistości tak nie jest. Chociaż stopnie buforowe wejściowe i wyjściowe nie wzmacniają ani nie tłumią sygnałów napięciowych, przy bardzo wysokich częstotliwościach powodują zauważalne ujemne przesunięcia fazowe, które zmniejszają marginesy stabilności. Typowe LAFC i LPFC wzmacniacza OCT pokazano na rys. 3.4.
Rysunek 3.4 - Typowy wzmacniacz LFC OST
Aby przeanalizować stabilność, używamy udoskonalonego obwodu zastępczego pokazanego na ryc. 3.5.
Rysunek 3.5 - Udoskonalony obwód zastępczy
Na potrzeby tego schematu możesz napisać następujący układ równań:
I IN \u003d Ja 1 - Ja 2, (3,8)
, (3.9)
(3.11)
Przekształcając ten układ, znajdujemy funkcję przenoszenia wzmacniacza objętą sprzężeniem zwrotnym
. (3.12)
Oto wzmocnienie obwodu. Typowe wartości R IN dla wzmacniaczy OST mieszczą się w zakresie 8 ... 500 Ohm, a R OUT - 5 ... 25 Ohm.
Ilość
(3.13)
jest funkcją przenoszenia otwartej pętli sprzężenia zwrotnego i jej mianownikiem, który oznaczymy R T,
(3.14)
jest wzmocnieniem statycznym, a zatem jest analogiczne do współczynnika 1 / β stosowanego do analizy stabilności wzmacniaczy OCH. Jak widać z wyrażeń (3.3) - (3.6), wartość RT określa szerokość pasma wzmacniacza.
Z odpowiedzi częstotliwościowej można zauważyć, że obwód ma wystarczającą stabilność fazową (\u003e 60 °) przy szerokości pasma 450 MHz.
4. Wzmacniacze linii różnicowych.
Linie przesyłowe sygnałów o wysokiej częstotliwości różnią się znacznie od linii komunikacyjnych stosowanych w urządzeniach o niskiej częstotliwości. Różnice te wynikają z współmierności długości linii wysokich częstotliwości do długości fali przesyłanych sygnałów, a także z konieczności zabezpieczenia się przed zakłóceniami w bardzo szerokim paśmie częstotliwości. Urządzenia o niskiej częstotliwości zazwyczaj starają się utrzymać najniższą impedancję wyjściową źródeł sygnału i najwyższą impedancję wejściową odbiorników. Zapewnia to maksymalne wzmocnienie napięcia sygnału. Podczas przesyłania sygnałów o częstotliwości radiowej wymóg jest zupełnie inny: całkowita impedancja wejściowa i wyjściowa źródeł sygnału i odbiorników musi być równa impedancji charakterystycznej linii komunikacyjnej lub, jak mówią, linia musi być dopasowana na obu końcach. Tylko w tym stanie nie ma odbić sygnałów z końców linii, dzięki czemu zapewniona jest transmisja maksymalnej mocy sygnału w kierunku od źródła do odbiornika.
Kable koncentryczne i ekranowane lub nieekranowane skręcone pary przewodów są powszechnie stosowane jako linie transmisyjne sygnałów o wysokiej częstotliwości. Kable koncentryczne z niesymetrycznym połączeniem nadajnika i odbiornika to niesymetryczny układ komunikacyjny, w którym szum w trybie wspólnym ma inny wpływ na ekran i przewód środkowy, co zmniejsza odporność na zakłócenia transmisji. Znacznie wyższą odporność na zakłócenia w transmisji sygnału można uzyskać za pomocą różnicowych systemów komunikacyjnych, które tworzą parę napięć przeciwfazowych + v C (t) i -v C (t) z oryginalnego sygnału single-ended v C (t) i transmitują je na skręconej parze przewodów symetrycznie względem „ziemi”. Na końcu linii są odbierane przez odbiornik różnicowy, który w razie potrzeby przetwarza sygnał zbalansowany na sygnał single-ended.
Zatem wyposażenie różnicowej linii komunikacyjnej na ogół obejmuje, oprócz samych linii w postaci skręconych par, nadajników różnicowych lub sterowników linii (DL), wzmacniacze magistrali (pośrednie) (MU) (kompensujące tłumienie sygnału w linia) i odbiorniki różnicowe (DP) (rys. 4.1). 
Rysunek 4.1 - Różnicowa linia komunikacyjna
Najprostszy schemat sterownik linii różnicowej pokazano na ryc. 4.2.
Rysunek 4.2 - Schemat najprostszego sterownika linii różnicowej
Tutaj wzmacniacze są skonfigurowane jako repeatery nieodwracające (U 1) i odwracające (U 2). Rezystor podłączony między wejściami U 1 zapewnia takie samo wzmocnienie pętli wzmacniaczy U 1 i U 2, równe dwóm, co jest pożądane z punktu widzenia równości marginesów stabilności wzmacniaczy i charakterystyk procesów przejściowych. Amplituda wyjściowego napięcia różnicowego jest dwukrotnie większa niż amplituda wejściowego sygnału niesymetrycznego. Wadą tego obwodu jest niska impedancja wejściowa. National Semiconductor produkuje dwukanałowy wzmacniacz buforowy CLC5612 z wbudowanymi rezystorami sprzężenia zwrotnego 1 kΩ, na bazie którego obwód przedstawiony na rysunku 4.2 można zbudować praktycznie bez dodatkowych elementów zewnętrznych. Pozostałe dwa typy konwerterów single-ended na zbalansowane różnicowe mają wysokie impedancje wejściowe. Pierwszy z nich pokazano na ryc. 4.3.
Rysunek 4.3 - Sterownik liniowy o wysokiej impedancji wejściowej
Sygnał wejściowy podawany jest na wejście nieodwracające wzmacniacza U 1, podczas gdy to samo wejście U 2 jest połączone ze wspólnym punktem obwodu. Zatem wejście odwracające Y2 jest wirtualną masą. Dlatego przy parametrach wskazanych na schemacie U 1 wzmacnia sygnał wejściowy pięć razy bez odwracania - (1 + R 1 / R K). Sygnały na wejściach wzmacniacza Y 1 są równe, więc napięcie na górnym zacisku rezystora R K jest równe V IN. Dlatego wzmacniacz U 2 wzmacnia napięcie wejściowe pięciokrotnie z inwersją (-R 2 / R K). W ten sposób napięcia na wyjściach U 1 i U 2 zmieniają się w przeciwnych kierunkach z tą samą amplitudą i tworzą symetryczny sygnał różnicowy.
Obwód ten może pracować z różnymi wzmocnieniami przy odpowiednim doborze wartości rezystorów. Aby jednak zmienić wzmocnienie obwodu, należy zmienić w nim rezystancje dwóch rezystorów. Ponadto wzmocnienia pętli w tym obwodzie są różne, a jeśli tak, to szerokości pasma wzmacniaczy (nawet jeśli te ostatnie są takie same) nie będą dopasowane.
Drugi obwód, który nie ma żadnych wad związanych z poprzednim obwodem, można wykonać na dwukanałowym wzmacniaczu OCT (ryc.4.4).
Rysunek 4.4 - Ulepszony obwód sterownika linii różnicowej
Obwód ten, zbudowany na przykład na układzie scalonym AD815, może być używany jako potężny sterownik różnicowy, dostarczający do linii prąd do 0,5 A z wychyleniem wyjściowym do 40 V.
Ten schemat spełnia równania
, (4.1)
, (4.2)
V 2 \u003d V 1. (4,3)
Biorąc pod uwagę, że V p \u003d V n, z systemu (4.1 - 4.3) znajdujemy pod warunkiem R 3 \u003d R 4
Jak widać, wzmocnienie sterownika można ustawić, wybierając rezystancję jednego rezystora. Wzmocnienia pętli obu wzmacniaczy są również dopasowane. wzmacniacz pnia pokazano na ryc. 4.5.
Rysunek 4.5 - Schemat głównego wzmacniacza
Posiada dwa zbalansowane wejścia i dwa wyjścia. Wzmocnienie wzmacniacza to:
. (4.4)
Włączenie transformatora na wyjściu wzmacniacza ułatwia dopasowanie wzmacniacza do linii. Maxim produkuje jednoukładowy wzmacniacz magistralny MAX4147 o KMU \u003d 2. Wzmacniacz ma szerokość pasma 350 MHz i szybkość narastania 3600 V / μs. Analog Devices produkuje podobny wzmacniacz, AD8132, który jest zoptymalizowany pod kątem dopasowywania różnicowych źródeł sygnału do różnicowych przetworników wejściowych o dużej prędkości. Jego szerokość pasma wynosi 350 MHz, a maksymalna szybkość narastania to 1200 V / μs. Interesujące są układy scalone AD8322 i AD8323 tej firmy: są to wzmacniacze trunkingowe do zastosowań wideo z rezystancjami wejściowymi i wyjściowymi 75 Ohm i sterowanym programowo (przez interfejs szeregowy) wzmocnieniem (w szczególności dla AD8322-2 ... 100) .
Tak jak różnicowy odbiornik bagażnika zwykle stosuje się wzmacniacz różnicowy o dużej szybkości, zbudowany zgodnie z obwodem trójwzmacniacza (ryc. 4.6).
Rysunek 4.6 - Schemat odbiornika linii miejskiej
Typowym przykładem jest odbiornik MAX4144. Ma wzmocnienie 2, szerokość pasma 130 MHz i szybkość narastania 1000 V / μs. Kolejnym układem scalonym zaprojektowanym specjalnie jako odbiornik linii różnicowej jest AD830. Posiada również trzy wzmacniacze operacyjne w pakiecie IC, ale każdy z dwóch wzmacniaczy wejściowych jest wzmacniaczem różnicowym, a napięcie wyjściowe IC jest proporcjonalne do różnicy prądów wyjściowych tych wzmacniaczy. Taka konstrukcja umożliwia konfigurację AD830 na różne sposoby w wielu zastosowaniach, takich jak dodawanie lub odejmowanie sygnałów bez dodatkowych zewnętrznych rezystorów. Ten wzmacniacz ma szerokość pasma 85 MHz i szybkość narastania 360 V / μs. Charakterystyki porównawcze niektórych typów szerokopasmowych wzmacniaczy zintegrowanych podano w tabeli. 4.1 Tabela 4.1 - Parametry modułów szerokopasmowych wzmacniaczy operacyjnych 
Wzmacniacze szerokopasmowe są integralną częścią wielu systemów i urządzeń radiowych. W niektórych przypadkach, oprócz innych, muszą one pasować do standardowej ścieżki 50 lub 75 omów. Jedno z najbardziej udanych rozwiązań obwodów do budowy takich
wzmacniacze wykorzystują sprzężenie zwrotne (L1, L2, L3), zapewniające dopasowanie na wejściu i wyjściu, stałą wartość górnej częstotliwości odcięcia wraz ze wzrostem liczby stopni wzmacniacza i wysoką powtarzalnością ich charakterystyk. Ponadto wzmacniacze ze sprzężeniem zwrotnym praktycznie nie wymagają strojenia.
Specyfikacje wzmacniacza:
- Robocze pasmo częstotliwości ... 0,5-70 MHz.
- Napięcie wyjściowe, nie mniej ... 1 V.
- Zysk ..... 20 ± 1 dB.
- Impedancja wejściowa / wyjściowa ... 50 Ohm.
- Pobór prądu ........ 120mA.
- Napięcie zasilania .......... 12V.
- Wejście VSWR, nie więcej ......... 1.5.
- Wyjście VSWR, nie więcej ......... 3.
- Wymiary gabarytowe ..... 70x45 mm.
Schemat
Na rys. 1 pokazuje schemat ideowy wzmacniacza ze sprzężeniem zwrotnym, w którym stopień wyjściowy jest realizowany zgodnie ze schematem Darlingtona, to znaczy zastosowano szeregowo-równoległe połączenie tranzystorów, co umożliwia zwiększenie poziomu napięcia wyjściowego ( L.4). Na rys.
2 przedstawia rysunek płytki obwodu drukowanego.
Wzmacniacz zawiera dwa stopnie wstępne na tranzystorach ME1 i ME2 oraz stopień wyjściowy na tranzystorach MEZ i ME4, połączone zgodnie z układem Darlingtona.
Wszystkie stopnie wzmacniacza pracują w trybie klasy A z prądami poboru 27 mA, które ustawia się dobierając wartości rezystorów R1, R5, R9, R13. Rezystory R3, R7, R10, R14 to lokalne rezystory sprzężenia zwrotnego. Rezystory R4, R8, R12 są popularnymi rezystorami sprzężenia zwrotnego.
Postać: 1. Schemat ideowy szerokopasmowego wzmacniacza RF.
Płytka drukowana (rys. 2) o wymiarach 70x45 mm wykonana jest z dwustronnie laminowanej folii z włókna szklanego o grubości 2 ... 3 mm. Przerywane linie na ryc.
2 pokazuje miejsca metalizacji końcówek, które można wykonać za pomocą metalowej folii, która jest przylutowana do spodu i góry płytki.
Ryc.2. Płytka drukowana wzmacniacza RF.
Konfiguracja wzmacniacza składa się z następujących kroków. Najpierw za pomocą rezystorów R1, R5, R9, R13 ustawia się prądy spoczynkowe tranzystorów wzmacniacza. Następnie, zmieniając wartość rezystora R4 w małych granicach, minimalizuje się współczynnik fali stojącej napięcia na wejściu wzmacniacza.
Stosunek fali stojącej napięcia na wyjściu wzmacniacza jest zminimalizowany poprzez zastosowanie rezystora R12. Zmieniając wartość rezystora R8, reguluje się szerokość pasma i wzmocnienie wzmacniacza.
W razie potrzeby można zwiększyć górną częstotliwość odcięcia wzmacniacza. Aby to zrobić, wymień tranzystory KT315G na tranzystory o wyższej częstotliwości. W tym przypadku dla obwodu pokazanego na ryc.
1, górna częstotliwość odcięcia będzie wynosić około 0,25 ... 0,3 ft, gdzie Ft jest częstotliwością odcięcia współczynnika przenoszenia prądu bazowego tranzystora (L.5). Zastosowanie rozważanej konstrukcji obwodu pozwala na tworzenie wzmacniaczy o górnej częstotliwości odcięcia do 2 GHz (L.2). Konstruując je należy mieć na uwadze, że ogólne obwody sprzężenia zwrotnego, składające się z elementów C4, R4; C6, R8; C7, R12, powinny być jak najkrótsze.
Wynika to z konieczności wyeliminowania zbędnych opóźnień fazowych sygnału w tych obwodach. W przeciwnym razie charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa wzmacniacza w obszarze wysokiej częstotliwości okazuje się wzrastać. Przy znacznym wydłużeniu tych obwodów możliwe jest samowzbudzenie wzmacniacza.
Titov A. Rk2005, 1.
Literatura:
- Titov AA Uproszczone obliczenia wzmacniacza szerokopasmowego. Inżynieria radiowa, 1979, nr 6, s. 88-90.
- Avdochenko B.I., Dyachko A.N. i in. Wzmacniacze ultraszerokopasmowe na tranzystorach bipolarnych. Sprzęt komunikacyjny. Ser. Sprzęt do pomiarów radiowych, 1985, Vyl. 3, s. 57-60.
- Abramov F.G., Volkov Yu.A. i inne Dopasowany wzmacniacz szerokopasmowy. Urządzenia i technika eksperymentalna. 1984. Nr 2, s. 111-112.
- Titov A.A., Iljuszczenko V.N. Wzmacniacz szerokopasmowy. Patent na wzór użytkowy nr 35491 Ros. agencje patentów i znaków towarowych. Publ. 10.01.2004 Bul. jeden.
- Petukhov V.M. Tranzystory i ich zagraniczne odpowiedniki: Podręcznik w 4 tomach.
Chciałbym przedstawić konstrukcję prostego, ale mocnego wzmacniacza niskotonowego opartego na nowoczesnych, niedrogich tranzystorach. Główne zalety tego wzmacniacza to łatwość montażu, przystępne cenowo i tanie części radiowe, a także gotowy wzmacniacz nie wymaga regulacji i działa od razu. Wzmacniacz rozwija bardzo dużą moc w porównaniu do podobnych układów. Spośród parametrów elektrycznych chciałbym zwrócić uwagę na bardzo dużą liniowość w zakresie częstotliwości pracy od 20 Hz do 20 kHz. To prawda, były też wady. Ten obwód ma zwiększony poziom szumów przy dużej głośności, ale jeśli weźmiemy pod uwagę prostotę i przystępną cenę, nadal warto złożyć wzmacniacz, szczególnie radzę kierowcom na mocny subwoofer, ponieważ moc takiego obwodu pozwala na huśtanie się importowane głowice o dużej mocy. Diagram pokazuje, że nie może być prostsze. Obwód wykorzystuje tylko 5 tranzystorów i kilka dodatkowych elementów radiowych.
Aby zmniejszyć poziom szumów wzmacniacza, na wejściu należy umieścić rezystor zmienny o rezystancji od 20 do 100 kOhm, a także regulują głośność. W tym przypadku przy niskiej głośności praktycznie nie będzie szumu, a przy dużej głośności prawie nie słychać szumu, a jeśli wzmacniacz pracuje z filtrem dolnoprzepustowym na wejściu (pod subwooferem) to nie będzie szumu w ogóle.
Wzmacniacz jest w stanie dostarczyć około 100 watów przy obciążeniu 8 omów! jeśli zostanie użyta głowica o rezystancji 4 omy, moc wzrośnie do 150 watów! Parametry UMZCH:
Wzmocnienie napięciowe .............................................. .. ...... 20
Uzupełnianie napięcia zasilania ............................................... ................................ + - 15 ... + -50V
Moc znamionowa P przy Usup \u003d + -30 V przy 4 Ohm ...................................... . .... 100W
Maksymalna moc Pmax Uzas \u003d + - 45V przy 4 Ohm ....................................... ..150W
Czułość wejściowa Uin ............................................... ........................ 1B
Całkowity współczynnik wszystkich rodzajów zniekształceń przy P \u003d 60W 4 Ohm, Kd ........................ 0,005%
Prąd spoczynkowy wzmacniacza Ixx .............................................. .................................... 20-25mA
Prąd spoczynkowy stopnia wyjściowego ............................................ .. ............................ 0mA
Pasmo odtwarzalnych częstotliwości na poziomie -3 dB, Hz, ............................ 5-100 000
Parametry są dostatecznie dobre, jedyną przeszkodą w wykorzystaniu układu jako wzmacniacza samochodowego jest zwiększone zasilanie bipolarne, ale nie jest to aż tak duża przeszkoda, ponieważ dziś znanych jest wiele układów przetwornic napięcia, jeden z takich obwodów jest wykonywany na mikroukład TL494. Obwód jest standardowy i pozwala uzyskać do 200 watów mocy na wyjściu transformatora, co wystarcza do pełnej pracy tego domowego wzmacniacza. Obwodu konwertera nie podaję, bo to zupełnie inny temat.