Усилитель высокой частоты

 

COOS СООЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК.,SU„„1646045 A1 (51)5 Н 03 F 3/42

ГОСУДМРСТВЕННЦЙ КОНИТЕТ

AO И306РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автсесномм саидвиъстем

2 ному току первый и третий транзисторы

1 и 3 включены последовательно, причем первый транзистор 1 в диодном включении, а все три транзистора 1-3 ло схеме источника тока с диодным смещением. В результате по постоянному току в устроистве достигается высокая стабильность режимных токов и напряжений при изменении окружающей температуры. По переменному току все три транзистора 1 — 3 оказываются включенными по схеме с общим эмиттером. Это достигается при помощи соответствующих включений первого и второго дросселеи 6 и 7 и первого и второго конденсаторов 8 и 9. В результате коэффициент усиления устройства оказывает- 3 ся максимально возможным для усилителеи, построенных на трех транзисторах. 1 нл. (21) 4649488/24-09 (22) 10 ° 02.89 (46) 30.04.91. Бал. М 16 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) Г.В. Уточкин и И.В. Гончаренко (53) 621.375.026(088.8) (56) Заявка франции М 2488076, кл. Н 03 F 3/34, 1982. (54) УСИЛИТЕЛЬ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изооретения — увеличение коэ ррициеита усиления и уменьшение потребляемой мощности от источника питания. В усилителе высокой частоты используются первый, второй и третий транзисторы 1 — 3 а также первый и второй дроссели 6 и 7, и первый и второй конденсаторы 8 и 9. По постоян4, коллекторную нагрузку 5 третьего транзистора 3, первый и второй дроссели 6, 7, первый и второй конденсаторы 8, 9.

Предложенный усилитель высокой частоты раоотает следуюыим образом.

Входной сигнал источника сигнала действует между базой первого транзистора 1 и точкой соединения первого конденсатора 8 и первого дросселя

6. Емкость первого конденсатора 8 выбирается такой, чтобы на частоте входного сигнала он имел низкое сопротивление и соединял по высок-й частоте

Изобретение относится к области радиотехники и может оыть использовано в радиотехнических устройствах для усиления сигналов высокой частоты.

Цель изобретения — увеличение коэффициента усиления и уменьшение потребляемой от источника питания мощности.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предложенного усилителя высокой частоты.

Предложенный усилитель высокой частоты содержит первый, второй и третий транзисторы 1 — 3, источник тока

1646045 с верхний вывод источника входного сигнала с общей шиной. Первый дроссель

6 служит для протекания постоянного базового тока первого транзистора 1, а его индуктивность выбирается такой, чтобы индуктивное сопротивление на частоте сигнала было значительно большим, чеи входное сопротивление второго транзистора 2. Внутреннее сопротивление источника входного сигнала по постоянному току должно быть намного меньше, чем входное сопротивление первого транзистора,1, т.е. транзисторов далеко от области насыщения. При столь ниэкои напряжении линейность передаточной характеристики первого транзистора 1 сохраняется только для малых входных сигналов, однако в предлагаемом усилителе высо- 2О кой частоты они и не могут быгь большими иэ-sa высокого коэффициента усиления устройства.

Второй каскад усилителя на втором транзисторе 2 также образует схеиу с ОЭ, причем усилеинь41 им сигнал выделяется нв коллекторяой нагрузке, выполненной в виде источника тока 4, в качестве которого может быть использован, например, резистор. 30

Усиленньи4 вторым каскадом сигнал поступает на базу третьего транзистора 3, который образует третий каскад усилителя. В коллекторную цепь транзистора 3 включена коплеВторнвя нвг» руэкв 5, вьв олненнвя, например, в виде параллельного колебательного контура. Второй конденсатор 9, включенный между эииттером третьего транзистора 3 и общей жной, является блоки- 40 ровочным и осуществляет эаэемпение эииттера третьего транзистора 3 на частоте входного сигнала.

Такии образом, все три транзистора в предлагаемой схеме включены для частоты входного сигнала по схеме с

ОЭ и образуют высокочастотный усилитель ОЭ-ОЭ-ОЭ, обладающий наибольшим коэффициентом усиления по сравнению с другйии схемами включения транэисто- ров в трехтранзисторных усилителях.

Поэтому предлагаемый усилитель обеспечивает повышение коэффициента усиления °

Предлагаемы усилитель высокой частоты имеет высокую стабильность пв раиетров при изменении температуры, Это источник входного сигнала должен обеспечивать протекание постоянной

1 составляющей тока базы первого транзистора 1. В качестве источника входного сигнала может быть использован, например, параллельный колебательный контур, Второй дроссель 7 служит в качестве коллекторной нагрузки первого транзистора 1, а его индуктивное сопротивление должно быть намного больше, чем входное сопротивление второго транзистора 2. Таким образом, на частоте входного сигнала первый транзистор 1 образует каскад с общим эмиттером (ОЭ) с подачей входного сигнала между базой и эмнттером, так как иальи сопротивлением гервого конденсатора 8 на этой частоте можно пренебречь. Усиленный первым транзисторои 1 сигнал выделяется на параллельно включенных по высокой частоте

6 первом и втором дросселях 6 и 7 подается на базу второго каскада усиления на втором транзисторе 2.

По постоянному току первый транзистор 1 включен диодом, так как его коллектор и база соединены через кизI кие сопротивления первого дроссеяя 6 и источника входного сигнала. Постоянное напряжение с первого транзистора

1 в диоднои включении приложено между базой и эмиттером второго транзистора 2, что обеспечивает независимость тока коллектора этого транзистора от температуры, причем первый и второй транзисторы 1 и 2 должны бьггь согласованы, т.е. иметь одинаковые параметры.

Особенностью работы первого каскада усилителя на первом транзисторе 1 является равенство кулю напряжения коплектор-база этого транзистора, Это, однако, не отражается на его усилительных свойствах, так квк напряжение коллектор-эмиттер первого транзистора 1 равно 0,6-0,7 В, что дпя кремниевых объясняется тем, что по постоянному току транзисторы включены по схеме источника тока с диодным смещением, который имеет высокую стабильность и повышенное выходкое сопротивление. Нрк этом падение нап,ряжения U5> нв первом транзисторе 1 в диодном включении (по постоянному току) задает температурно зависимое смещение на втором транзисторе 2, теи самым осуществляя температурную стабилизацию его коллекторного тока, который, в свою очередь, фиксирует уровень тока третьего транзистора 3, по5 1б4 этому токи коллекторов всех трех транэисторов не эависят от температуры, что определяет стабильность основных параметров предлагаемого устройства при изменении температуры, Повышенное выходное сопротивление усилителя по постоянному току, приводящее к почти полной независимости коллекторного тока третьего транзистора 3 от сопротивления коллекторной нагрузки 5, объясняется действием в нем параллельно-последовательной отрицательной обратной связи. Напряжение обратной связи снимается с первого транзистора 1, включенного последовательно с третьим транзистором 3, подается на базу второго транзистора

2, инвертируется им и с коллектора возвращается на вход третьего транзистора 3. Как следствие глубокой последовательной (по выходу отрицательной обратной связи выходное сопротивление устройства резко возрастает. Этому же способствует уменьшенная зависимость напряжения коллектор« змиттер второго транзистора 2 от тока коллектора, так как оно заФиксировано иа уровне 205 иэ-эа включения между его базой и коллектором базо-эмиттерного перехода третьего транзистора 3 (по постоянному току).

Кроне того, усилитель имеет повышенную стабильность амплитудно-частотной характеристики лри изменении напряжения питания. Это объясняется тем, что напряжение коллектор-эмиттер первого транзистора 1 зафиксировано на уровне U>>, а напряжение коллектор-эмиттер второго транзистора 2на УРовне 211бэ, котоРые Достаточно стабильны и мало зависят от токов коллекторов и напряжения питания. Стабильность напряжений коллектор-эмиттер определяют стабильность емкостей коллектор-базовых переходов, которые, в свою очередь, во многом определяют стабильность амплитудно-частотной õàрактеристики усилителя.

Предлагаемый усилитель высокой частоты имеет повышенную экономичность потребляемой энергии от источника питания. Это объясняется тем, что в нем нет ни одного резистора или другого элемента, служащего специально для установки рабочих точек транзисторов илн их стабилизации и потребляющего мощность источника питания. Это отно6045 6 сится и к источнику тока м, так как если в качестве него использовать резистор, то последний будет играть

5 роль нагрузки второго транзистора 2, а не элемента установки режима, расходующего. мощность источника питания.

При этом следует отметить, что повышение экономичности предлагаемого устройства не сопровождается ухудшением стабильности режима по постоянному току, а, наоборот, его улучшением. Уменьшению потребления мощности . способствует пониженное напряжение коллектор-эмиттер первого транзистора 1, равное Us>, т.е. минимально возможное для нормальной работы транзистора в линейном режиме, а также пониженное напряжение коллектор-эмит2{) тер второго транзистора 2, равное

2U> . Укаэанные отличительные особенности позволяют уменьшить потребление мощности от источника питания предлагаемого устройства на 20-40Х по срав25 нению с известнивм при повышенной стабильности основньи параметров в диапазоне температур, Формула изобретения

Усилитель высокой частоты, содержащий первый и второй транзисторы, а также третий транзистор с коллекторной нагрузкой, лрм этом коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора, коллектор которого подключен к базе третьего транзистора непосредственно и через источник тока к шине питания, о т л и ч а ю4р шийся тем, что, с целью увеличения коэФФициента усиления и уменьшения потребляемой мощности, в него введены первый и второй дроссели, а также первый и второй конденсаторы, при45 чем база второго транзистора через последовательно соединенные первый дроссель и первый конденсатор подключена к общей шине, эмиттеры первого и второго транзисторов подключены к

5р общей шине непосредственно, а эмиттер третьего транзистора — через второй конденсатор, при этом эииттер третьего транзистора через второй дроссель соединен с коллектором первого транзистора, база которого и точка соединения первого дросселя и первого конденсатора являются входом, а коллектор третьего транзистора выходом усилителя высокой частоты, 1646045. в а

Составитель В. Серов

Редактор Н. Коляда Техред Л.Олийнык Корректор д. патей

Заказ 1555 Тиран 470 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенинм и открмгиам лри ГКНГ СССР

113035, Иосква, 3-35, Рауискал наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Уигород, ул. Гагарина, 101