4.3. Частичное включение контура в коллекторную цепь транзистора

При больших добротностях колебательного контура его резонансное сопротивление оказывается значительно больше, чем требуется. Например, для некоторых транзисторных ГВВ коллекторное сопротивление должно быть порядка единиц Ом. Ни один параллельный колебательный контур не имеет такое низкое сопротивление. Поэтому и используется частичное включение контура в коллекторную цепь. Есть несколько вариантов включения.

1. В индуктивной ветви контура (рис. 4.6).

Вводят понятие коэффициент включения контура:

.

В этом случае энергетические параметры:

.

тогда .

Такая схема нормально работает в линейном режиме, а в нелинейном плохо: вторая и выше гармоники (в том числе и первая) замыкаются через L₁, а L₁ мала и для высших гармоник составляет большое сопротивление, на котором выделяются напряжения всех гармоник. Таким образом, гармонического напряжения на контуре не получится. Иными словами нет пути для высших гармоник. Также имеется С_вых транзистора, которая вместе с L1 формирует паразитный контур с неизвестной настройкой. Нагрузка должна компенсировать С_вых.

Пояснение:

Таким образом, такой способ для нелинейного режима применяется редко.

Рис. 4.6. Частичное включение контура (индуктивная ветвь)

2. Второй способ – в емкостной ветви.

L

2

1

_бл в коллекторной цепи необходима для того, чтобы ВЧ составляющая не замыкалась через источник.

Выбирается из условия:

,

.

Рис. 4.7. Частичное включение контура (емкостная ветвь)

.

Здесь коэффициент включения , учтя выражения:

, .

Здесь паразитная емкость C_вых подключается параллельно конденсатору С₁. При расчете параметров контура, реальная величина С₁ должна быть уменьшена на величину С_вых.

Связь токов контура I_конт и коллектора I_k1:

3. Третий вариант

Трансформирующая П-цепь

Рис. 4.8. ГВВ с П – образной выходной ЦС

С_р можно включить и в другие места: в точки 1 и 2, например.

С_р выбирается: .

Преимущества: непосредственно к С_р подключается R_н, т.к. L_k препятствует прохождению высших гармоник в нагрузку, здесь высокая фильтрация высших гармоник. Возможно подбирать связь с нагрузкой, меняя номинал С₂.

5. Влияние питающих напряжений на режим работы гвв

Влияние изменения амплитуды возбуждения U _mб:

- наиболее важна, это колебательная характеристика;

- аналитическая зависимость, но она не учитывает R_k в коллекторной цепи. То есть она применима только в недонапряженном режиме.

Колебательная характеристика для двух случаев а) =90⁰ б) <90⁰ (см. рис.5.1) все время линейно нарастать не будет, так как с увеличением U_mб заходит в критический и далее в перенапряженный режим.

Рис. 5.1. Колебательные характеристики

Необходимо на практике использовать отрезок 1 – 2, где зависимость - линейная. Для I_k0 зависимость аналогична.

б) <90⁰, можно использовать для углубления модуляции.

влияние напряжения смещения:

Статическая модуляционная характеристика (СМХ) при базовой модуляции смещением.

Интересует

I_k0,1,…=f(E_б)

I_k в области 2-3 уменьшается из-за появления провала в импульсе коллекторного тока. На практике область 1-2 используется для модуляции сигнала.

Рис. 5.2. СМХ при базовой модуляции смещением

Зависимость от напряжения коллекторного питания E_k:

.

- это статические модуляционные характеристики при коллекторной модуляции. Для построения рассмотрим динамические характеристики при различных значениях E_k (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Динамические характеристики при изменении E_k

При увеличении Е_к больше критического значения, I_к практически не меняется, при уменьшении – спадает.

Рис. 5.4. СМХ при коллекторной модуляции

Влияние настройки колебательного контура в коллекторной цепи. Настроечные характеристики.

ГВВ с перенастраиваемым резонансным контуром

Рис. 5.5. Включение амперметра для измерения постоянной

составляющей коллекторного тока

При изменении емкости конденсатора С_К показания амперметра будут вести себя следующим образом:

При настройке контура в резонанс его сопротивление максимально, , динамическая характеристика – прямая линия на рис.5.7, показания амперметра – минимальны.

При расстройке контура меняется сопротивление нагрузки для транзистора, появляется реактивная составляющая: .

С появлением реактивной составляющей динамическая характеристика превращается в эллипс, а при =90⁰, он будет усеченным – линия 2 на рис. 5.7, появился сдвиг фаз между током и напряжением на коллекторе. Таким образом, при расстройке показания амперметра будут выше.

Рис. 5.6. Выходные динамические

характеристики при расстройке контура