Широкополосный усилитель мощности на 300 Вт для частотного диапазона 1,6-30,0 МГц

Линейная схема, приведенная на рис. 2.70, представляет весь тракт усиления, раскачка которого выполняется усилителем на монолитной интегральной схеме (например, SL640C). Высококачественные комплементарные каскады работают в режиме А или АВ: такая структура встречается довольно редко.

Указанная ВЧ-мощность допустима при CW-режиме с непрерывной генерацией. Чтобы избежать перегрева, необходимо снабдить усилитель принудительным охлаж­дением.

2.8.16. Широкополосный возбудитель с IP_i3 = + 22 дБм для частотного диапазона 1-200 МГц

Широкополосная линейная схема с активной отрицательной обратной связью (R-типа), представленная на рис. 2.71, из-за своей широкополосности подходит для измеритель­ных целей. Если рассеиваемая мощность транзистора превышает 1,5 Вт, необходимо обеспечить теплоотвод.

Усилитель такого типа электрически стабилен и имеет низкие входные и выходные значения KCB(s).

2.8.17. Малошумящий усилитель с G = 22 дБ для частотного диапазона 1-300 МГц

Схема усилителя, представленная на рис. 2.72 дБ несложная, и следовательно, в данном случае не требуется специальной сборки. По возможности, однако, следует использо­вать короткие соединительные провода. На рис. 2.73 представлена частотная зависи­мость коэффициента передачи G_p и коэффициента шума F усилителя. Транзистор BFT66 менее шумящий, чем BFT67; с BFT66 по коэффициенту шума сравнимы BFT97 'и MRF904. ———— *———— Такой усилитель подходит для дальнего приема в относительно малошумящем частотном диапазоне > 50 МГц. При использовании высокоэффективных направленных антенн рекомендуется их непосредственно соединять без избирательных цепей. Уси­литель должен работать на нагрузку 50 Ом; его выходное сопротивление относительно высокоомно. Оптимальная пороговая чувствительность и динамический диапазон сиг­налов при каскадировании определяются:

1) частотно-избирательной направленной антенной;

2) коротким ВЧ-кабелем; '

3) вышеуказанным усилителем;

4) ВЧ-фильтрацией в соответствии с требованиями ослабления сигналов проме­жуточной и зеркальной частот;

5) использованием в качестве нагрузки фильтра усилителя на полевых транзисторах с n-каналом (либо КМОП) по схеме с общим затвором с 50-омным входным сопротивлением с G_p = 2-3 дБ;

6) кольцевым смесителем среднего уровня.

Высокую чувствительность получают при использовании фильтрации между усилителем на полевых транзисторах и кольцевым смесителем.

Указанные схемы при работе в условиях реального внешнего шума являются абсо­лютно оптимальными. Только в случае космической связи выгоднее использовать усилители с полевыми транзисторами из арсенида галлия.

Рис. 2.70. Схема коротковолнового широкополосного тракта передачи мощности.

Рис. 2.71. Схема широкополосного возбудителя.

Рис. 2.72. Схема усилителя ВЧ/ОВЧ.

Рис. 2.73. Зависимость от частоты коэффициента усиления по мощности G_p и коэффициента шума F для схемы на рис. 2.72.

2.8.18. Двунаправленный усилитель с G = 20 дБ для частотного диапазона 1 150 МГц

Схема усилителя с резистивной отрицательной обратной связью R-типа, показанная на рис. 2.74, работает с электронным переключением направления сигнала, которое реали­зуется при подаче рабочего напряжения на соответствующий транзистор. Такой режим работы характеризуется высокой надежностью.

Подобные системы используются в трактах высокой и промежуточной частот аме­риканских военных трансиверов, частично как модульные звенья в тонкопленочной технологии.

2.8.19. Усилитель с G_p = 10 дБ для частотного диапазона 30-900 МГц

Схема, показанная на рис. 2.75, используется прежде всего при измерениях. Неравномерность G_p составляет менее — 0,5 дБ в диапазоне до ~ 800 МГц. Для пра­вильной настройки с помощью триммера необходим анализатор спектра.

Рис. 2.74. Схема, рабочие характеристики и параметры двунаправленного усилителя для диапазона СЧ ОВЧ.

Рис. 2.75. Схема и рабочие характеристики усилителя ОВЧ/УВЧ.

2.8.20. Малошумящий усилитель с G = 19 дБ для частотного диапазона 25-1000 МГц

Этот усилитель с резистивной отрицательной обратной связью (R-типа), представлен­ный на рис. 2.76, предназначен в первую очередь для измерений. На рис. 2.77 показана зависимость G_p и F усилителя от частоты.

Собрать такую высокочастотную многоступенчатую широкополосную структуру сложно. Все элементы R, С безвыводные; при монтаже следует использовать максимально короткие соединительные проводники.

2.8.21. Малошумящий усилитель с G = 10 дБ для частотного диапазона 1-1400 МГц

На рис. 2.78 показаны схема и справочные данные этого более чем десятиоктавного усилителя с отрицательной обратной связью (R-типа).

На рис. 2.79 показаны зависимость коэффициента передачи G_p, а также КСВ по входу и выходу от частоты.

Рис. 2.76. Схема усилителя ОВЧ/УВЧ.

Рис. 2.77. Зависимость от частоты коэффициента усиления по мощности G_p и коэффициента шума F для схемы на рис. 2.76.

Рис. 2.78. Схема и рабочие характеристики усилителя для диапазона СЧ-УВЧ.

На рис. 2.80 представлен фотошаблон печатной платы со стороны деталей. Исполь­зуется тефлон толщиной 1,5 мм, армированный стекловолокном, с двусторонним мед­ным покрытием, толщина которого 35 мкм.

На рис. 2.81 приведена монтажная схема. Отверстия для конструктивных элементов необязательны, необходимо только хорошо пропаять покрытие в местах соединения при сборке схемы.

Центральные проводники коаксиальных разъемов SMA-типа следует соединить не­посредственно с соответствующим входом/выходом на плате, корпуса разъемов соеди­няются также непосредственно с земляной шиной печатной платы у входа/выхода. Промежуточные соединения с помощью коаксиального кабеля недопустимы.

Сделать такую схему даже при наличии фотошаблона печатной платы и монтажной схемы сложно. Подобные усилители помещаются в герметичный экранирующий кор­пус; они пригодны для высококачественных измерительных работ. Можно также ис­пользовать каскадное соединение этих усилителей.

Напряжение питания подается через проходной УКВ фильтр. В случае каскадиро-вания нескольких устройств для равязки по питанию в точки питания каскадов реко­мендуется устанавливать конденсаторы емкостью 0,1 мкФ и располагать их ближе к корпусу транзистора.

Рис. 2.79. Зависимость от часто­ты коэффициента усиления по мощности G_p и КСВ по входу (s,) и выходу (s₀).

Рис. 2.80. Фотошаблон печатной платы схемы, изображенной на рис. 2.78.

Рис. 2.81. Монтажная схема к рис. 2.80.

2.8.22. Сверхмалошумящий усилитель ОВЧ/УВЧ