Главная - Литература

0 1 [2] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

жим их использования) позволяет получать на выходе также скачкообразное изменение напряжения. Чтобы выходное напряжение походило по форме на входное, требуется плавное изменение сопротивления лампы или транзистора, т. е. необходим так называемый усилительный режим их использования.

Если на вход усилителя подано синусоидальное напряжение (рис. 1.8,а), а управляющим электродом является сетка электронной лампы или база транзистора, то при отсутствии искажений на выходе появится напряжение, показанное на рис. 1.8,6.

Из рис. 1.8 видно, что переменное выходное напряжение имеет противоположную фазу по сравнению с входным. Выходное напряжение усилителя не обязательно сдвинуто по отношению к входному на 180°. Например, сдвиг исчезнет, если поменять местами сопротивления i?„ и Ял (см. рис. 1.7). Однако для показанной на рис. 1.7 схемы, являющейся аналогом наиболее распространенных схем транзисторных или ламповых усилителей, имеет место сдвиг на 180°, потому что увеличение входного напряжения вызывает уменьшение сопротивления лампы или транзистора, а следовательно, и уменьшение напряжения на выходе.

Из рис. 1.8 также видно, что изменение напряжения на выходе ограничено сверху напряжением источника, а снизу нулем. Поэтому амплитуда выходного напряжения не может превышать половины напряжения источника. Но если полезную нагрузку включить через трансформатор или в качестве сопротивления нагрузки использовать настроенный колебательный контур, то бла-


Рис. 1.8. Входное и выходное напрйжения усилителя Рис. 1.9. Параметрическое усиление:

а - изменение емкости колебательного контура усилителя; б - усиливаемый сигнал; в - изменение усиливаемого напряжения на конденсаторе без учета затухания в Контуре



годаря очень малому сопротивлению постоянному току обмотки трансформатора или колебательного контура напряжение в рабочей точке увеличится почти до Un и максимальная амплитуда переменного выходного напряжения может достигать Un-

Кроме указанных особенностей, а именно наличия фазового сдвига на 180° между входным и выходным напряжениями и ограничения амплитуды выходного напряжения, укажем следующие особенности схемы:

один входной и один выходной зажимы имеют общую точку, которая соединена с источником питания. Сопротивление в этой точке по отношению к «земле» малое, следовательно, один из полюсов входного и выходного напряжений является как бы заземленным;

в основе принципа усиления лежит изменение сопротивления лампы или транзистора постоянному току;

источником энергии, которую несет выходное напряжение, является источник питания, например батарея, показанная на рис. 1.7. Другими словами, усиление входного напряжения по существу представляет собой процесс управления той частью энергии, которая отбирается от источника постоянного тока.

Рассмотрим принцип параметрического усиления (рис. 1.9).

Параметрическим усилителем называется устройство, в котором усиление получается за счет энергии источника переменного тока. Такой источник энергии называют генератором накачки. Генератор накачки периодически изменяет значение реактивного параметра усилителя, т. е. индуктивность или емкость. Например, можно осуществить параметрическое усиление сигнала, введенного в колебательный контур, изменяя емкость колебательного контура (рис. 1.9,а), настроенного на частоту сигнала, скачкообразно с частотой, в два раза превышающей частоту усиливаемого сигнала (рис. 1.9,6). При этом напряжение на конденсаторе колебательного контура будет иметь вид, показанный на рис. 1.9,6.

В моменты tz, ti, te,, ... емкость конденсатора контура уменьшается на АС. Заряд на конденсаторе q = Cuc, где С -емкость конденсатора; Ыс - напряжение на конденсаторе. Заряд мгновенно измениться не может, поэтому в моменты уменьшения емкости напряжение на конденсаторе Uc увеличивается. В результате при каждом уменьшении емкости энергия электрического поля в конденсаторе увеличивается. Это увеличение происходит за счет работы, совершаемой для уменьшения емкости. Например, для механического раздвижения пластин конденсатора в целях уменьшения его емкости необходимо совершать механическую работу против сил притяжения электрических зарядов.

Обычно емкость контура изменяют не механически, а электрически. Для этого параллельно конденсатору постоянной емкости подключают полупроводниковый диод, запертый с помощью приложенного к нему постоянного напряжения. Подав на диод последовательно с постоянным напряжением переменное напряжение от генератора накачки, можно получить периодическое изменение



емкости запертого диода. Таким образом, генератор накачки выполняет работу, связанную с периодическим уменьшением емкости.

Нетрудно заметить, что в моменты ti, h, когда емкость увеличивается, работа не затрачивается, поскольку в эти моменты напряление на конденсаторе равняется нулю (см. рис. 1.9б).

Параметрическим способом можно получить не только усиление, но и генерацию колебаний. Это видно из рис. 1.9,6, на котором амплитуда колебаний растет с течением времени. В действительности в усилительном режиме амплитуда с течением времени не растет, так как ее периодические скачкообразные возрастания компенсируются непрерывным затуханием колебаний вследствие потерь в контуре.

Главное достоинство параметрического усилителя - малые шумы. Параметрические усилители применяются на сверхвысоких частотах. Периодическое изменение реактивного параметра эквивалентно внесению в колебательный контур отрицательного сопротивления. Усиление колебаний за счет введения отрицательного сопротивления характерно не только для параметрических усилителей. Это свойство лежит, например, в основе работы усилителей на туннельных диодах.

Недостатками всех усилителей с отрицательным сопротивлением являются склонность их к генерации и трудность получения большого усиления в достаточно широкой полосе усиливаемых частот.

В современной радиоэлектронике находят применение и другие принципы усиления. Например, на сверхвысоких частотах, где большое внимание уделяется внутренним шумам усилителя, применяются малошумящие молекулярные (квантовые) усилители.

1.5. ПОМЕХИ И БОРЬБА С НИМИ

В § 1.3. упоминались акустические шумы. Наиболее эффективным средством борьбы с ними является изоляция микрофона прн передаче и уха человека при приеме от воздействия на них акустических шумов. Например, радиовещание ведется из специальных звукоизолированных помещений, называемых студиями.

Не менее трудной является борьба с посторонними электрическими колебаниями. Они называются электрическими помехами или шумами, так как после детектирования могут создавать мешающий шум. Посторонние мешающие колебания принято называть шумом даже в том случае, когда результат их мешающего действия не проявляется в виде акустического шума.

Из принципа радиопередачи следует, что радиосигналы всех действующих передатчиков излучаются передающими антеннами в «эфир». Очевидно, что в месте приема по отношению к сигналу одного из передатчиков сигналы остальных являются помехами. Для уменьшения влияния помех часто используется пространственная направленность передающих и приемных антенн - прост-



0 1 [2] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169



0.0416