Способы регулировки усиления резонансного усилителя

Назначением регулировки усиления является изменение коэффициента усиления РПрУ в зависимости от величины входного сигнала, которая может меняться из-за замираний, изменения условий распространения, передвижения приёмника и т.д.

Регулировка усиления осуществляется в трактах радиочастоты, промежуточной частоты и в последетекторной части. Регулировка бывает ручной и автоматической. При этом способы регулировки усиления общие для ручной и автоматической регулировок, а отличие заключается в создании напряжения регулировки Е_рег.

Исходными положениями при синтезе устройств регулировки усиления являются следующие:

1. Резонансный коэффициент усиления усилителя согласно (5.5) К_о=m₁m₂SR_экв. Следовательно, регулировка может осуществляться изменением любой величины, входящей в это выражение.

2. Вырабатываемое напряжение Е_рег должно существенно влиять на значение К_о и по возможности не влиять на другие параметры каскада.

3. Мощность, потребляемая цепью регулировки должна быть по-возможности малой (мал ток регулировки).

Исходя из этих положений, рассмотрим основные способы регулировки усиления.

Регулировка изменением крутизны носит название режимной регулировки, так как осуществляется за счёт изменения точки покоя, путём изменения напряжения смещения на управляющем электроде электронного прибора, то есть режима работы. Заметим, что при изменении напряжения смещения U_ЗИО в полевом транзисторе меняется практически только крутизна S, тогда как в биполярном транзисторе при изменении U_БЭО изменяются входные и выходные параметры транзистора (g_вх, g_вых, С_вх, С_вых), что влияет на показатели усилителя.

Регулирующее напряжение Е_рег может подаваться в цепь эмиттера или цепь базы (биполярного) транзистора. Однако при подаче Е_рег в цепь базы (рис. 9.1) ток регулировки I_рег=I_дел=(5¸10)I_бо во много раз меньше тока регулировки в цепи эмиттера.

Согласно рис. 9.1 U_БЭО= U_О- Е_рег. По мере увеличения Е_рег напряжение смещения U_БЭО уменьшается, что влечёт за собой уменьшение крутизны, а следовательно, и К_о. Недостатком этой схемы является её низкая стабильность из-за отсутствия резистора в цепи эмиттера R_э, включение которого препятствовало бы изменению рабочей точки, а следовательно приводило бы к уменьшению эффективности регулировки.

Регулировка изменением R_экв может осуществляться различными способами, например путём подключения шунтирующего диода (рис. 9.2). При Е_рег<U_k диод закрыт и не шунтирует контур при Е_рег>U_k диод открывается и его входное сопротивление шунтирует контур, его эквивалентное сопротивление R_экв уменьшается, а следовательно уменьшается К_о. Недостатком этого способа является то, что при изменении R_экв меняется не только К_о, но и полоса пропускания усилителя, хотя при сильном сигнале допустимо некоторое ухудшение селективности.

Регулировка изменением m₁ и m₂ не используется, так как связана с трудно предотвратимой расстройкой контура.

Кроме того, существуют способы регулировки усиления, не основанные на выражении (5.5). Это, прежде всего, аттенюаторная регулировка, когда между каскадами включают аттенюатор с переменным коэффициентом передачи. Используются регулируемые делители, ёмкостные делители на варикапах, мостовые схемы. Например, на рис. 9.3 приведена схема регулируемого аттенюатора на диодах Д₁-Д₃. При |E_рег|<|U_o| диоды Д₁ и Д₂ открыты, а диод Д₃ закрыт; при этом коэффициент передачи максимален. По мере увеличения |E_рег| динамические сопротивления диода Д₃ уменьшается, а следовательно, уменьшается коэффициент передачи аттенюатора.

В усилителях звуковых частот чаще применяют плавную потенциометрическую регулировку усиления, а также, особенно в широкополосных каскадах и ОУ, регулировку усиления с помощью регулируемой отрицательной обратной связи.