АЗБУКА ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СХЕМОТЕХНИКИ

Не разобранное
Administrator
1 084
16-04-2017, 00:43
0

В схемотехнике существует целый ряд узлов, которые, по всей вероятности, никогда не потеряют своей актуальности для радиолюбителей. К их числу относятся усилители промежуточной частоты (УПЧ). Особенно те из них, которые оснащены цепью (в особых случаях таких цепей может быть несколько) автоматической регулировки усиления (АРУ).

Таким образом, качество работы УПЧ с цепью АРУ зависит уже не только от качества примененных в схеме колебательных контуров и транзисторов, но и от рационального выбора как самого регулирующего коэффициент усиления УПЧ устройства,

так и цепи, осуществляющей подачу на вход такого устройства некоторого вспомогательного сигнала, получившего в технике наименование управляющего.

Обычно в качестве управляющего сигнала используется некоторый (изменяющийся в зависимости от амплитуды входного сигнала УПЧ) уровень "постоянного" напряжения или тока. Действительно, в результате атмосферных процессов, конфигурации окружающих строений и, наконец, времени суток входной сигнал, модулированный низкой частотой, может изменяться по амплитуде в десятки и даже сотни раз!

Нельзя утверждать, что подобные изменения происходят медленно. Иногда такие "перепады", особенно в диапазоне коротких волн, занимают по времени всего несколько секунд. Однако, принимая во внимание тот факт, что значение УПЧ в диапазонах, охваченных АМ, составляет величину 465 кГц (на Западе - 455 кГц), вполне допустимым считается иметь постоянную обратной связи цепи АРУ порядка 1,5...2 сек. Такая АРУ называется медленной (МАРУ). В специальной технике нашла широкое применение быстрая АРУ (БАРУ), где постоянная ОС в тысячи раз меньше.

В самом общем случае, функциональная схема УПЧ с МАРУ имеет вид, представленный на рис.11. Как видим, основой такого УПЧ является собственно резонансный усилитель 2. Обычно он представляет собой двухкаскадное устройство, коэффициент усиления которого лежит в пределах 5000.10000.

Ничего удивительного! Поскольку амплитуда (минимальная) сигнала в точке "А" составляет 30.50 мкВ. Следовательно, в этом случае амплитуда выходного сигнала (точка "В") составляет 150.500 мВ, разумеется, с учетом вышеприведенного разброса коэффициента усиления.

Представим себе, что входной сигнал ПЧ возрос в 100 раз, - это вполне реально. Тогда, если не принимать специальных мер, амплитуда выходного сигнала способна была бы достичь уровня напряжения в 50 В! Понятно, что такой ситуации быть не может, поскольку напряжение питания УПЧ, как правило, лежит в пределах от 6 до 12 В. В связи с этим выходной сигнал УПЧ окажется недопустимо изуродованным, - это несомненно!

Собственно, для того чтобы подобное не имело места, невозможно в реальных устройствах ограничиваться узлом 2. Как же можно себе представить узел 1? Оказывается, он может быть на удивление разнообразным! В качестве автоматически регулируемого аттенюатора (именно такую функцию и выполняет рассматриваемый узел) могут быть использованы биполярные и полевые транзисторы, фоторезисторы, специальные диоды, датчики Холла и т.д.

На эту тему существует достаточно обширная специальная техническая литература. Но, как заявил однажды некий таежный охотник: "Чтобы выяснить, не испортилась ли медвежья лапа, совсем не обязательно съесть ее целиком".

Поэтому мы ограничимся одним из наиболее простых, но, тем не менее, очень эффектных решений, которое и представлено на рис.12. Здесь в качестве УТ1 лучше всего применить полевой транзистор с каналом, имеющим электронную проводимость, например, КП303. Понятно, что исходное состояние такого аттенюатора соответствует случаю, когда УТ1 полностью заперт. Для этого на его затворе следует поддерживать отрицательный максимальный уровень, равный или несколько превышающий напряжение отсечки для данного транзистора.

Учитывая номинал резистора R1, легко прийти к выводу, что резонансный УПЧ должен иметь высокоимпедансный вход. Именно такая принципиальная схема и приведена на рис.13. Каскодная схема УПЧ имеет ряд положительных свойств:

Из всех известных схем, она менее всего склонна к самовозбуждению, следовательно, устойчива и стабильна в работе.
Обладает высоким входным импе-

дансом и оптимальна для работы в паре с вышеприведенным регулируемым аттенюатором.

Включает в свой состав только простейшие (без каких-либо отводов) катушки индуктивности.
Допускает независимую настройку резонансных цепей.
Не имеет встроенных цепей обратных связей, меняющих режимы работы транзисторов УПЧ по постоянному току (может быть рекомендована для повторения даже начинающими радиолюбителями).

Теперь перейдем к рассмотрению детектора цепи АРУ, принципиальная схема которого приведена на рис.14. Почему так "сложно"? Напротив, учитывая то обстоятельство, какую техническую функцию должен выполнять детектор цепи АРУ, пожалуй, можно только удивляться тому, как просто это выполняет вышеприведенная схема!

Известно, что обычный (его любят называть еще "простейший") амплитудный детектор начинает работать только в том случае, когда полуволна детектируемого сигнала превысит величину примерно 300 мВ (если используется германиевый диод) или даже 650 мВ (если используется диод кремниевый).

Это означает, что "простейший" амплитудный детектор обладает существенным порогом срабатывания. Можно ли смириться с этим? Представим себе, что применен кремниевый планарный диод, тогда полная амплитуда выходного сигнала ПЧ находится на уровне 1,2 В. Принимая коэффициент усиления резонансного УПЧ равным 5000, имеем О_вх=240 мкВ.

240 мкВ на входе УПЧ - это достаточно мощный сигнал, он будет присутствовать нетак уж часто! Следовательно, при реальных изменениях сигнала на входе УПЧ (диапазон примерно 30...250 мкВ) цепь АРУ, включающая в себя "простейший" детектор, нефункциональна.

В данном случае мы вообще не говорим о том, что при работе в диапазоне КВ, входной сигнал УПЧ очень часто имеет уровень 15.30 мкВ. Теперь, вполне убедившись, что "простейший" детектор не проходит, перейдем к рассмотрению схемы, представленной на рис.15.

Данная схема хороша и в случае использования германиевых, и в случае использования кремниевых транзисторов. Можно рекомендовать в качестве VD1- VD4 диоды типа КД521, КД522 или КД520. Вместе с резисторами R1, R2 и R3 эти диоды образуют мостовую схему. Поскольку параметры диодов имеют некоторый технологический разброс, в частности, по величине прямого падения напряжения при данном токе, в схему включен подстроечный резистор R3, который позволяет скомпенсировать подобный разброс.

При этом через диоды обеих плеч проходит некоторый незначительный прямой ток (около 120 мкА). Но, будучи сбалансированы по постоянному току, плечи диодно-резистивного моста оказываются в различных условиях при подаче через С1 сигнала ПЧ. Прямое смещение диодов VD1 и VD2 приводит к тому, что уже при амплитуде сигнала в несколько милливольт, обычно 10.15 мВ, мост разбалансируется.

Следовательно, появляется некоторый сигнал и_вых. Этот сигнал, пропорциональный и_вых УПЧ, замечателен тем, что практически не имеет порога!

Обсудить на форуме