Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
РЕЗОНАНСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

РЕЗОНАНСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

РЕЗОНАНСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ - усилитель электрических колебаний, содержащий резонансный колебательный контур и имеющий вследствие этого большое усиление в сравнительно узкой полосе частот вблизи резонансной частоты (см. также Резонанс), что позволяет с помощью Р. у. не только усиливать, но и выделять колебания с требуемыми частотами. Р. у. широко используются в радиотехнике, гл. обр. в качестве малошумящих избират. усилителей на входе радиоприёмных устройств и мощных усилителей на выходе радиопередающих устройств. По принципу работы разделяются на Р. у., построенные на невзаимных усилит, элементах без внеш. положит. обратной связи, и Р. у. регенеративные.

В Р. у. первого типа усиливаемые колебания подводятся к управляющему электроду (транзистора, электронной лампы, ИС), резонансный контур включён в цепь выходного электрода и возбуждается его током. Используются преим. на умеренно высоких частотах, на к-рых значительна развязка между выходной и входной цепями управляющего электрода. В качестве рг-зонансного контура применяют обычно простые одиночные контуры с сосредоточенными параметрами и малым собств. затуханием (d1). В режиме усиления малых колебаний макс. коэф. усиления напряжения при резонансе К _макс = SR _Э, где S - крутизна усилит. элемента, R _Э - эквивалентное сопротивление резонансного контура на резонансной частоте f₀. Амплитудно-частотная характеристика при малых расстройках Df от частоты резонанса описывается выражением

где К- коэф. усиления при расстройке Df; полоса пропускания на уровне 3 дБ П = f₀d _э, где d _э - результирующее затухание шунтированного др. цепями резонансного контура. Фазочастотная и переходные характеристики Р. у. также определяются гл. обр. соответствующими характеристиками резонансного контура. Для неискажённого усиления больших модулированных колебаний стремятся к линеаризации динамич. колебат. характеристики Р. у.- зависимости первой гармоники выходного тока усилит. элемента от амплитуды напряжения на управляющем электроде.

В резонансный контур регенеративных Р. у., включённый в тракт усиливаемых колебаний на проход или на отражение, вносится отрицательное дифференциальное сопротивление, обусловленное введением положительной обратной связи (при невзаимных усилит. элементах), разл. физ. явлениями в полупроводниковых диодах (туннельных, лавинно-пролётных, диодах Ган-на и др.), изменением реактивного параметра резонансного контура под действием генератора накачки (параметрич. усилитель) и т. д. Р. у. находят применение гл. обр. в СВЧ-диапазоне, где обеспечение хорошей развязки между выходными и входными цепями трёхэлектродных усилит. элементов затруднено. В качестве резонансного контура используются объёмные резонаторы и резонаторы из отрезков линий передачи разл. типов: полосковых, щелевых, компланарных, коаксиальных, волноводных и др. Макс. коэф. усиления мощности при резонансе регенеративного Р. у. отражат. типа где R₀ - волновое сопротивление согласованного тракта усиливаемых колебаний, - сопротивление собств. потерь регенерирующего элемента, - коэф. регенерации, - вносимое в резонатор от-рицат. сопротивление; полоса пропускания при одиночном резонаторе . При возрастает усиление, но сужается полоса пропускания, и на практике при > (К)-20) дБ полоса сокращается до единичных процентов, а Р. у. переходит в режим генерации. В таких Р. у. для разделения приходящей и усиленной отражённой волн используют невзаимные элементы - ферритовые циркуляторы. Регенеративные Р. у. проходного типа ещё более узкополосны и имеют более высокий уровень собств. шумов, поэтому применяются реже отражательных, особенно в малошумящих радиоприёмных устройствах.

Лит.:Pизкин А. А., Основы теории усилительных схем, 2 изд., М., 1954; Радиоприемные устройства, под ред. А. П. Жуковского, М., 1989. H. H. Фомин.