Как он работает усилитель высокой частоты (УВЧ), примеры схем

Назначением усилителя высокой частоты в приемнике являются усиление колебаний высокой частоты, полученных в антенне под действием радиоволн, и повышение избирательности приемника.

В отличие от усилителей низкой частоты, которые служат для усиления колебаний во всем диапазоне звуковых частот, усилители высокой частоты должны усиливать колебания не всех частот сразу, а только одной определенной высокой частоты или некоторой сравнительно узкой полосы высоких частот.

Это достигается применением настроенных в резонанс колебательных контуров, и потому усилители высокой частоты иногда называют резонансными усилителями.

Входной контур. Колебания из антенны подаются на сетку лампы каскада усиления высокой частоты через входной контур LC, который, как правило, не включается непосредственно в антенну, а связывается с нею индуктивно через катушку LA (рис. 1 ,а) или через небольшую емкость СА (рис. 1,б.).

Непосредственное включение входного .контура в антенну неудобно потому, что тогда довольно большая емкость антенны войдет в состав контура, значительно уменьшит его собственную частоту и уменьшит коэффициент перекрытия на более коротких волнах.

В большинстве случаев антенная цепь в приемнике не настраивается, .но все же иногда для увеличения громкости приема и повышения избирательности ее настраивают в резонанс на частоту принимаемого сигнала.

Схема с анодным контуром. Одна из наиболее распространенных схем усилителя высокой частоты дана на рис. 2. Она называется схемой с анодным контуром.

Схемы связи входного контура с антенной

Рис. 1. Схемы связи входного контура с антенной.

Схема усилителя высокой частоты с анодным контуром

Рис. 2. Схема усилителя высокой частоты с анодным контуром.

Вариант схемы усилителя высокой частоты с анодным контуром

Рис. 3. Вариант схемы усилителя высокой частоты с анодным контуром.

Схема усилителя высокой частоты с параллельным анодным питанием

Рис. 4. Схема усилителя высокой частоты с параллельным анодным питанием.

Трансформаторная схема усилителя высокой частоты

Рис. 5. Трансформаторная схема усилителя высокой частоты.

Переменное напряжение высокой частоты в этой схеме подается на управляющую сетку лампы и создает в анодной цепи ток, пульсирующий с той же частотой.

Анодный колебательный контур LC является большим нагрузочным сопротивлением для переменной составляющей анодного тока. Чем больше его сопротивление, тем больше коэффициент усиления каскада.

Контур настраивается всегда с резонанс, а в этом случае в контуре возникают наиболее сильные колебания, которые будут тем значительнее, чем меньше потери в контуре, т. е. чем выше его добротность.

Постоянная составляющая анодного тока проходит свободно через катушку, а переменная составляющая создает на контуре переменное напряжение, значительно усиленное по сравнению с напряжением, поданным на управляющую сетку.

Триоды в усилителях высокой частоты, как правило, не применяются, так как они обладают значительной паразитной емкостью анод — сетка, которая особенно вредна «а высоких частотах.

Сопротивление анодного контура практически не удается сделать больше нескольких десятков тысяч ом. Поэтому коэффициент усиления каскада получается небольшим по сравнению с коэффициентом усиления самой лампы.

Каскады усиления высокой частоты на более коротких волнах дают меньшее усиление, так как сопротивление анодного контура на коротких волнах всегда бывает ниже, чем «на более длинных волнах.

Схема каскада, изображенная на рис. 2, имеет тот недостаток, что в ней конденсатор С анодного контура находится под высоким анодным напряжением и его ротор нельзя соединить с землей (точнее, с корпусом, т. е. с общим минусом).

Несколько измененная схема, показанная на рис. 3, не обладает этим недостатком. В ней блокировочный конденсатор Сб, служащий для пропускания переменной составляющей анодного тока, включен в анодный контур, и это позволяет соединять ротор конденсатора С с корпусом.

Конденсатор Сб имеет обычно емкость в несколько тысяч или десятков тысяч пико-фарад и его включение последовательно с конденсатором контура лишь незначительно уменьшает емкость анодного контура.

Когда каскад усиления высокой частоты применяется в приемнике, на управляющую сетку лампы подаются колебания из входного контура или предыдущего каскада, а усиленные колебания от анодного контура данного каскада подаются на сетку следующего каскада.

Для уменьшения паразитной емкости между анодной и сеточной цепями каскада делают экранировку. Провод, подключенный к верхнему контакту лампы, окружают экранирующей оболочкой, ставят экраны, разделяющие детали и провода анодной и сеточной діепей.

Анодный контур часто помещают в экран. Если лампа стеклянная и не имеет металлизации баллона, то ее также иногда полностью экранируют.

Рассмотренные схемы каскадов усиления высокой частоты являются схемами с так называемым последовательным анодным питанием. 'Эти схемы характеризуются тем, что постоянный анодный ток проходит через катушку анодного контура и контур находится под высоким анодным напряжением.

Параллельное анодное питание. Применяется также схема усилителя высокой частоты с параллельным анодным питанием, показанная на рис. 4. В ней постоянная составляющая анодного. тока проходит через дроссель Др, а переменная составляющая тока высокой частоты, для которой дроссель представляет большое индуктивное сопротивление, проходит от лампы через разделительный конденсатор Ср в контур LC.

Изучая путь этих токов на схеме, нужно всегда помнить, что источником постоянного анодного тока служит анодная батарея, а генератором переменного анод-' ного тока в любом усилительном каскаде является сама лампа.

Удобство схемы с параллельным анодным питанием заключается в том, что анодный контур не находится под высоким анодным напряжением и поэтому ротор конденсатора переменной емкости может быть непосредственно соединен с корпусом приемника.

Некоторым недостатком схемы является наличие дополнительных деталей: анодного дросселя и разделительного конденсатора. Трудно сделать дроссель таким, чтобы он в пределах широкого диапазона частот имел большое индуктивное сопротивление, так как оно меняется при изменении частоты. Этому также мешает собственная емкость дросселя, которая будет оказывать малое сопротивление токам более высоких частот.

Иногда в приемниках вместо дросселя включают активное сопротивление, величина которого при изменении частоты остается почти постоянной.

Трансформаторная схема. Большое применение имеет еще одна схема каскада усиления высокой частоты, называемая трансформаторной (рис. 5). В ней анодная цепь усилителя высокой частоты связана с последующим каскадом с помощью трансформатора высокой частоты, состоящего из катушек L и L1.

Катушка L входит в состав резонансного контура, который обычно является сеточным контуром следующего каскада. Катушки L и L1 располагаются всегда неподвижно одна относительно другой, например наматываются рядом на один каркас.

Трансформаторная схема удобна тем, что контур LC изолирован от анодной цепи и, следовательно, ротор конденсатора С можно соединить с корпусом приемника.

При правильном подборе взаимной индуктивности между катушками L и L1 схема может дать примерно такое же усиление, как и схема с анодным контуром.

В каскадах усиления высокой частоты приемника амплитуды колебаний обычно весьма малы. Поэтому часто эти каскады работают без отрицательного напряжения смещения. Однако применение небольшого напряжения смещения (2—3 в) желательно для устранения сеточного тока и для уменьшения расхода анодного тока, что особенно важно для батарейных приемников.

Так как применение отдельной сеточной батареи для создания напряжения смещения іна сетке неудобно, в современных приемниках это напряжение берется от батарей .накала или от анодной батареи.

Источник: Бурлянд В.А., Жеребцов И.П. Хрестоматия радиолюбителя. 1963 г.

1
1806
Добавить комментарий