500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями - [32]

Он препятствует подключению параллельно варикапу выходных цепей шифратора, что могло бы ухудшить добротность частотозадающей цепи генератора. Конденсатор С1 препятствует проникновению высокочастотных колебаний из генератора в цепи шифратора.

В рассмотренной схеме положительные входные импульсы вызывают увеличение частоты генерируемых колебаний, т. е. положительную девиацию.

Второй вариант частотного модулятора

Второй вариант частотного модулятора приведен на рис. 3.11. В исходном состоянии транзистор VT1 заперт, так как его база соединена с корпусом через резистор R1.

Рис. 3.11. Схема второго варианта частотного манипулятора

Последовательно с кварцевым резонатором включена емкость конденсатора С2 небольшой величины (3—15 пФ). Частота кварца в результате смещена вверх. При поступлении положительного импульса на вход, транзистор VT1 открывается и через малое сопротивление участка «коллектор-эмиттер» подключает конденсатор С1 (5—30 пФ) параллельно С2. Увеличение результирующей емкости приводит к снижению частоты генерации в сторону номинального значения. Величину девиации можно регулировать, подстраивая как С1, так и С2. В отличие от предыдущего варианта девиация здесь, в ответ на положительный входной импульс, отрицательна.

3.4.4. Выходные каскады передатчиков

Основные положения

Как уже отмечалось, выходные каскады решают задачу доведения мощности передатчика до требуемого значения и согласованной ее передачи в антенну. При автономном питании передатчика одним из важных параметров является его коэффициент полезного действия, определяемый как

η = P₁/P₀ = P₁/(P₁ + P_к) (3.1)

где Р₁ — номинальная выходная мощность передатчика;

Р₀ — мощность, потребляемая от источника питания;

Р_к — мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора.

Упрощенная схема выходного каскада в общем случае имеет вид, изображенный на рис. 3.12.

Рис. 3.12.Принципиальная схема выходного (буферного) каскада

Принцип действия

Выходные каскады в передатчиках могут работать в одном из трех режимов усиления: режиме класса А; режиме класса В; режиме класса С. Рассмотрим их последовательно.

Режим класса А характеризуется тем, что коллекторный ток транзистора выходного каскада протекает в течение всего периода колебаний усиливаемого сигнала (рис. 3.13). Для этой цели на базу транзистора с помощью делителя R1R2 подается такое напряжение смещения, при котором, в отсутствие входного сигнала, ток коллектора (I₀) был бы равен максимальной амплитуде коллекторного тока при наличии входного сигнала (I₁). Исходное положение транзистора при отсутствии входного сигнала называется рабочей точкой (РТ).

На рис. 3.13, а изображено семейство идеализированных выходных характеристик транзистора, представляющих собой зависимости коллекторного тока от напряжения на коллекторе, для различных токов базы. Наклонная линия на графике представляет собой динамическую нагрузочную прямую, отражающую зависимость тока через нагрузку усилителя (колебательный контур) от напряжения на контуре.

Рис. 3.13.Режим класса А

Очевидно, что напряжение на коллекторе в любой момент времени равно алгебраической (с учетом знаков) сумме напряжения источника питания (U_п) и текущего напряжения на контуре Наклон динамической характеристики определяется величиной сопротивления нагрузки (R_н) по переменному току. Положение рабочей точки соответствует начальному току I₀. Очевидно мощность, отбираемая от источника, определится выражением:

P₀ = U_п∙I₀  (3.2)

При подаче на вход синусоидального напряжения (рис. 3.13, б), коллекторный ток также будет меняться по синусоидальном) закону с амплитудой I₁ (рис. 3.13, в). Поскольку нагрузочный контур настраивается в резонанс с входным сигналом, сопротивление его носит чисто активный характер и амплитуда напряжения на контуре определится выражением U = I∙R_н. Очевидно, можно подобрать такую амплитуду входного сигнала, чтобы амплитуда коллекторного тока имела максимально возможное значение, при котором еще не наступают искажения формы тока.

В рассматриваемом случае эта амплитуда должна быть равна I₁ = I₀. Соответствующая амплитуда напряжения на контуре будет равна U_m (рис. 3.13, б). Отметим, что мощность, отбираемая от источника питания за один период колебания, по-прежнему определится выражением (3.2), так как значение постоянной составляющей коллекторного тока в течение периода остается неизменным.

Мощность усиленного сигнала синусоидальной формы определяется произведением действующих значений тока и напряжения на нагрузке:

В формуле (3.3) учтено, что максимальное напряжение на контуре U_m делается обычно практически равным напряжению источника питания U_п.

Подставляя правые части (3.3) и (3.2) в формулу (3.1), получим η = 0,5. Таким образом, максимально достижимый КПД в режиме класса А не может превышать 50 % даже в идеальном случае.

Режим класса В иллюстрируется графиками на рис. 3.14.

Рис. 3.14.Режим класса В

В исходном состоянии напряжение смещения на базу транзистора не подается, для чего из схемы исключается резистор R1 (рис. 3.12). Коллекторный ток при этом равен нулю, и рабочая точка находится на оси коллекторных напряжений (рис. 3.14,