Вопрос №2 урч с общей сеткой (общей базой, общим затвором)

УРЧ является первым каскадом в схеме РПК и к нему предъявляются высокие требования. Так, усилители должны быть с низким уровнем шумов и высокой устойчивостью в работе.

Наибольшей устойчивостью обладают высокочастотные пентоды, однако желательно для уменьшения шумов применять триоды. Но триоды обладают значительной проходной емкостью С_ПР (единицы пФ), а следовательно, малым значением коэффициента устойчивого усиления

Условием устойчивой работы является следующее соотношение: К ≤ К_УСТ, где К – реальный коэффициент усиления схемы.

Например, триод 6С17КВ предназначен для усиления колебаний с частотами до 3000 МГц. Однако в схеме с ОК уже на частоте до 200 МГц K_УСТ ≈1,15, так как С_ПР = 1,5 пФ. Это означает, что эта схема практически непригодна для усиления. Противоречия между требованием обеспечения низкого уровня шумов и устойчивостью работы усилителя разрешаются в каскаде, где триод включен по схеме с общей сеткой (рис.16.5).

С_АС

U_ВЫХ U_ВХ

С_СК С_АС

Рис.16.5. Включение лампы по схеме с общей сеткой

В схеме (рис.16.6) выходной контур включен между анодом и сеткой лампы, входной контур, являясь элементом входной цепи, включен между катодом и сеткой.

Рис.16.6. Принципиальная схема УРЧ на лампе, включенной по схеме с ОС

Общий принцип усиления схемы ничем не отличается от принципа усиления в схеме с ОК. На схеме входное напряжение обозначено U1, выходное напряжение – U2.

Отличием по сравнению с каскадом с ОК является то, что в этом каскаде с ОС катод и сетка поменялись местами. Анод также подключен к нагрузке. При этом U_ВЫХ оказывается в фазе с входным, а в схеме с ОК U_ВЫХ и U_ВХ находятся в противофазе.

Высокая устойчивость каскада с ОС обусловливается двумя факторами.

1. Большая емкость C_АС (между анодом и сеткой) включена параллельно выходному контуру и не оказывает влияния на устойчивость работы усилителя. Входная емкость С_СК (между сеткой и катодом) подключена параллельно входному контуру, который настраивается с учетом этой емкости. Связь между входным и выходным контурами может осуществляться только через емкость С_АК (емкость анод-катод), но С_АК << С_АС: С_АК = 0,015 пФ, С_АС = 1,5 пФ.Управляющая сетка становится электростатическим экраном, что еще больше уменьшает проходную емкость С_ПР.

Вывод: ПОС в схеме с общей сеткой более слабая, чем в схеме с ОК.

2. В схеме с ОС переменная составляющая выходного тока проходит через входной контур. Вследствие этого создается сильная отрицательная связь, повышающая устойчивость работы усилителя.

Параметры схемы

Коэффициент усиления

На практике

Входное сопротивление R_ВХ – сотни Ом.

Низкое R_ВХ возникает вследствие наличия глубокой параллельной ООС по току, которая создается за счет протекания практически всего I_ВЫХ через входную цепь усилителя. Малая величина R_ВХ кроме сильного шунтирующего действия существенно сказывается на коэффициенте усиления по мощности

Если для схемы с ОС коэффициент усиления по напряжению К_U равен такому же коэффициенту K_U для схемы ОК, то коэффициент усиления по мощности К_Р значительно меньше.

Выходное сопротивление .

Лампа с R_АК вносит в контур проводимость (сопротивление). Для схемы с ОК и ОС R_ВЫХoc = R_ВЫХ, поэтому избирательные свойства каскада с ОС и ОК практически одинаковы, так как шунтирующее действие одинаково.

В усилителе действуют два вида обратной связи (ОС):

− отрицательная ОС обеспечивает устойчивость работы;

− положительная ОС, параллельная по напряжению − через емкость С_АК.

Каскад может возбуждаться при уменьшении вносимого сопротивления

Условие устойчивой работы К ≤ К_УСТ

Так как С_АК < C_АС усиление более устойчивое. Например, триод 6С17КВ даже при f = 3000 МГц имеет K_УСТ = 10.

Схема УРЧ на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, имеет такой же принцип работы и параметры, аналогичные схеме с общей базой.

Рис.16.7. Схема УРЧ на транзисторе, включенном по схеме с общей базой

Выводы по 2-му вопросу:

1. Так как R_ВХ мало, то большое шунтирующее действие и избирательность входной цепи падают. Поэтому самостоятельно такой каскад не используется, а применяется в специальных схемах, например, каскодной.

2. Аналогичные схемы с общей сеткой и общим затвором работают так же как и схема с общей сеткой.

3. Устойчивость усиления схемы с ОС больше, чем у схемы с ОК.

4. Шумовые свойства каскадов с ОС и ОК одинаковые.

5. Коэффициенты усиления по мощности у схемы с ОС меньше, чем у ОК, а коэффициенты усиления по напряжению практически одинаковы.