Широкополосный усилитель с линейной обратной связью
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах радиосвязи, радиолокации и радиоастрономии для обеспечения предельной пороговой чувствитель:ности в условиях высокого уровня внешних помех. Цель изобретения - расширение полосы пропускаемых частот, уменьшение потерь и нелинейных искажений, вносимых магнитным сердечником трансформатора . У-ль содержит транзистор 1, включенный по схеме с общей базой, и трансформатор 2 с.первичной и вторичной обмотками 3 и 4, а также разделительные конденсаторы 5 и 6. Входной сигнал поступает на эмиттер транзистора 1 через обмотку 3 трансфор- . матора 2. При этом транзистор 1 обеспечивает усиление входного сигнала по мощности, а трансформатор 2 обеспечивает формирование сигнала обратной связи и подачу его во входную цепь транзистора 1. Б данном у-ле ток намагничивания трансформатора 2 замыкается в контуре через переход эмиттер - коллектор транзистора 1, сопротивление которого очень мало и почти не ответвляется в нагрузку. Цель достигается за счет уменьшения влияния магнитного сердечника на частотные , нелинейные, шумовые и усилитель- 2 ные параметры у-ля. 1 ил. ел
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
SU„„1425 (51) 4 Н 03 Р 1/42
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A BT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4221312/24-09 (22} 01.04,87 (46) 23.09 ° 88. Бюл. В 35 (71) Радиоастрономический институт
АН УССР (72) Э.П.Абранин и 10.М.Брук (53) 621.375,026(088.8) (56) Патент СЯА У 3891934, кл. 330-21 1975. (54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ЛИНЕЙНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах радиосвязи, радиолокации и радиоастрономии для обеспечения предельной пороговой чувствительности в условиях высокого уровня внешних помех. Цель изобретения — расширение полосы пропускаемых частот, уменьшение потерь и нелинейных искажений, вносимых магнитным сердечником трансформатора. У-ль содержит транзистор
1, включенный по схеме с общей базой, и трансформатор 2 с,первичной и вторичной обмотками 3 и 4, а также разделительные конденсаторы 5 и 6. Входной сигнал поступает на эмиттер транзистора 1 через обмотку 3 трансфор- . матора 2. При этом транзистор 1 обеспечивает усиление входного сигнала по мощности, а трансформатор 2 обеспечивает формирование сигнала обратной связи и подачу его во входную цепь транзистора 1. В данном у-ле ток намагничивания трансформатора 2 замыкается в контуре через переход эмиттер — коллектор транзистора 1, со- ж а противление которого очень мало и поч тН не ответвляется в. нагрузку. Цель достигается за счет уменьшения влия" С ния магнитного сердечника на частотные, нелинейные, шумовые и усилитель- ф ные параметры у-ля. 1 ил.
ЬиМ
1425807
Усилитель содержит транзистор 1, включенный по схеме с общей базой и транс(орматор 2 с первичной 3 и вторичной 4 обмотками, а также первый и второй разделительные конденсаторы
5 и 6.
Усилитель работает следующим образом.
Входной сигнал поступает в эмиттер транзистора 1 через первичную обмотку 3 трансформатора 2. Транзистор
1 обеспечивает усиление входного сиг-, нала по мощности, трансформатор 2
1 обеспечивает формирование сигнала обратной связи и подачу его во входную цепь транзистора 1. Для известного устройства коэффициент усиления по напряжению можно записать в виде
20 4 и
E Т+(Й„+ДыЕ TER„+g<+5 n — коэффициент трансформации трансформатора 2; R и R>, — сопротивления источника сигнала и нагрузки; — проводимость потерь в магВ нитном сердечнике трансформатора 2; С „ — выходная емкость усилителя; — приведенная индуктивность з рассеяния первичной обмотки трансформатора 2; — индуктивность намагничивания вторичной обмотки трансформа №0 тора 2. Усилитель согласован и обеспечивает максимальное усиление по мощности К» равное 45 (4) Кр=(1+ап)(1+R„a ), при условии согласования (2) 50 R,(1+В„К„) RHiT+an7 " 1 (3) виде 55 (7) 1+(ЮаХа)(Вц+(s„+(ËßL ) ((1-а)) (1+а) (t+n) 1.1 вых Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в системах радиосвязи, радиолокации, радиоастрономии для обеспечения предельной пороговой чувствительности в условиях высокого уровня внешних помех, Цель изобретения — расширение полосы пропускаемых частот, уменьшение потерь и нелинейных искажений, вносимых магнитным сердечником трансформатора. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого широкополосного усилителя с линейной обратной связью. в полосе пропускания от нижней граяичной частоты f»„ Вн мин Я, цо верхней граничной частоты awe Rr (5) 2itLs 2» Си) н Тогда полоса пропускания Р равна 1 махе RгL> (ап+1)L(U л а ° (6) мин 11 (Ь5 и Ь5 Соотношения (4), (S) и (6) обеспечиваются соответствующей конструкцией трансформатора 2 и внешними реактивными элементами коррекции. Из (6) следует, что при заданном К, т,е. при заданном и полоса пропускания определяется только параметрами трансформатора 2 и не зависит от глубины обратной связи. В силу этого свойства нелинейные искажения и потери в магнитном сердечнике также не ослабля ются обратной связью, Более того, с уменьшением Ь, т.е. с ростом 1 (,,„,, все другие характеристики усилителя ухудшаются. Дпя предлагаемого широкополосного усилителя с линейной обратной связью коэффициент;. усиления записывается в 07 4 (8) (9) 10 Тираж 928 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 14258 Широкополосный усилитель с линейной обратной связью согласован и обеспечивает усиление по мощности К, авное 5 р к =(lн и) (I+я„д,((-)) 1 при условии согласования Rã 1 (и+1) 1+В 6 (1-a)3 - - — — =l Г " -) T+an н T в полосе пропускания от f ö — (1-а) Вк мни HL Р до макс Тогда полоса пропускания Р равна макс R, L((((n+I) (1+an)Lp Сопоставление (1)... (6) и (7)., ° (12) показывает, что при использовании в известном и предлагаемом широ- . кополосных усилителях с линейной обратной связью одинаковых трансформаторов, транзисторов и сопротивлений нагрузки R„, а также при одинаковых выходных емкостях Си оба усилителя дают одинаковое номинальное усиление К и одинаковые значения верхней,граР ничной частоты Гм,,„,. Однако нижняя граничная частота f „„ (10) и потери усиления (8) уменьшаются в (1-а) раз, а величина (12) растет в (1-а) раз. Поскольку (1-a) (cl, изменение полосы оказывается очень боль- 40 шим: на один-два порядка; чем и достигается положительный эффект изобретения. Более того, известно, что с уменьшением частоты а растет и (1-а) падает. Это обстоятельство приводит 45 . к еще большему расширению полосы и уменьшению потерь. Физическая причина столь существенного отличия предлагаемого широкополосного усилителя с линейной обратной связью от известного объясня50 ется разрывом одного и появлением совершенно другого замкнутого контура, в котором протекает ток намагничивания трансформатора 2. В известном ,устройстве этот ток протекает в эамк«55 нутом контуре, образованном вторичВНИИПИ Заказ 4782/54 ной обмоткой трансформатора 2 и сопротивлением нагрузки. В предлагаемом широкополосном усилителе с линей-. ной обратной связью этот же ток замыкается через переход эмиттер — коллектор транзистора 1, сопротивление которого равно Rö(l-а), т,е. очень мало, и почти не ответвляется в нагрузку. В силу этого влияние маГнитного сердечника на частотные, нел .нейные, шумовые и усилительные параметры уменьшается в (1-a) раз. Из приведенного также следует, что в предлагаемом широкополосном усилителе с линейной обратной связью сравнительно с известным полоса пропускания увеличивается и эа счет роста во-первых, уменьшается величина С„, поскольку приведенная емкость вторичной обмотки 4 трансформатора 2 также уменьшается в (1-а) раз (в соответствии с (1} это ведет к росту ), во-вторых, обычно появляется большой запас в величине 1 „„, допустимых потерях и нелинейных искажениях в магнитном сердечнике, поскольку имеется возможность уменьшить размеры и число витков обмотки трансформатора 2, что ведет к. росту „„„с, либо, при неизменной Г„, уменьшить миц, Формула изобретения Широкополосный усилитель с линей ной обратной связью, содержащий транзистор, включенный по схеме с общей базой,и трансформатор, при этом начало первичной обмотки трансформатора является входом широкополосного усилителя с линейной обратной связью, конец подключен к эмиттеру транзистора через первый разделительный конденсатор. начало вторичной обмотки трансформатора соединено с коллекто»ром TpaHsHcTopa через второй разделительный конденсатор и является выходом широкополосного усилителя д линейной обратной связью, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения полосы пропускаемых частот, уменьшения потерь н нелинейных искажений, вносимых магнитным сердечником трансформатора, конец вторичной обмотки трансформатора соединен с нача/ лом первичной обмотки.
