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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Amplificatore cascode. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Progettista radioamatore Gli amplificatori RF Cascode sono ampiamente utilizzati nei circuiti moderni, poiché presentano numerosi vantaggi e, prima di tutto, un'elevata resistenza all'autoeccitazione. La rivista "Rvdio" ha più volte pubblicato descrizioni di tali amplificatori e dispositivi con la loro applicazione. Presentiamo ai lettori un'altra caratteristica sotto le spoglie di un classico amplificatore quad-code. Gli amplificatori cascode noti di solito hanno un'impedenza di ingresso relativamente bassa e sono spesso abbastanza difficili da configurare. Anche l'introduzione di un controllo automatico del guadagno (AGC) in essi non è sempre semplice. L'amplificatore cascode descritto in [1] (Fig. 7.13) è esente da questi inconvenienti. È realizzato secondo lo schema sorgente comune-emettitore comune utilizzando uno "specchio di corrente" (Fig. 1) e una connessione CC degli stadi. L'uso di una coppia accoppiata di transistor VT2, VT3 nello "specchio di corrente" consente di portare l'amplificatore in termini di stabilità della temperatura quasi al livello di un gradino su un transistor ad effetto di campo VT1, e il pieno utilizzo del la tensione di alimentazione espande significativamente la caratteristica di ampiezza. La linearità dell'amplificatore nel suo complesso dipende in gran parte dalla linearità del FET e, come mostrato di seguito, può essere migliorata.
La caratteristica di controllo dell'amplificatore ha anche una serie di caratteristiche positive, in particolare è più lineare, tipica dei gradini sui transistor ad effetto di campo. Il controllo del guadagno nel dispositivo è facile da implementare, ad esempio, sostituendo il resistore R1 con una sezione collettore-emettitore di un transistor bipolare o chiudendo il transistor ad effetto di campo VT1 attraverso il circuito di gate. Il transistor di ingresso VT1 fornisce l'impedenza di ingresso richiesta e non carica il filtro passa-banda di ingresso L1C1. La bassa resistenza di ingresso dello "specchio di corrente" elimina virtualmente il feedback positivo parassita nell'amplificatore e consente di attivare il carico risonante L2C4 direttamente alla sua uscita. I fattori positivi includono il fatto che i filtri passa-banda di ingresso e di uscita sono "legati" a un filo comune, il che semplifica enormemente il collegamento in cascata dell'amplificatore, ad esempio, quando si creano sulla base amplificatori a frequenza intermedia multistadio di ricevitori radio supereterodina. La linearità dell'amplificatore nel suo insieme, così come la linearità della regolazione, nonché il "disaccoppiamento", in particolare, possono essere notevolmente migliorate se assemblate secondo lo schema comune sorgente-base comune (Fig. 2), utilizzando il più semplice trasformatore di isolamento RF T1 secondo [2]. Si noti che accendendo opportunamente il trasformatore è possibile garantire l'inversione di fase della tensione di uscita o l'assenza di magnetizzazione del circuito magnetico. Sulla fig. 2, il trasformatore è acceso senza magnetizzazione.
Per una valutazione comparativa delle opzioni dell'amplificatore cascode, i modelli digitali (utilizzando il programma ELECTRONICS WORKBENCH) e fisici dell'amplificatore e del suo prototipo sono stati testati utilizzando i componenti radio disponibili: transistor KP303B, KT361V e un trasformatore avvolto su un anello K7x4x2 in ferrite con una permeabilità magnetica di 1500 con due avvolgimenti 15 spire con filo PEV-2 0,2 [2]. L'induttanza dell'avvolgimento primario è controllata strumentalmente. I filtri dell'amplificatore IF della radio a transistor "Serenade-406" sono stati utilizzati come circuiti passa-banda. La selezione dei componenti per parametri non è stata effettuata. La corrente consumata dagli amplificatori non era controllata. Il punto di funzionamento del transistor ad effetto di campo è stato impostato modificando la resistenza del resistore R1 in decadi entro 100 Ohm...10 kOhm. Le misurazioni sono state effettuate con un oscilloscopio C1-55. I risultati dell'esperimento sono mostrati in fig. 3, che mostra la dipendenza del guadagno dalla resistenza del resistore R1. La curva 1 corrisponde al modello digitale dell'amplificatore secondo il circuito di Fig. 2; 2 - il suo modello fisico; 3 - modello fisico del prototipo (vedi Fig. 1). Gli amplificatori funzionano costantemente e senza distorsioni in tutta la gamma dinamica. Il basso guadagno è dovuto alla ridotta resistenza equivalente del filtro passa banda di uscita.
Il guadagno dello stadio a sorgente comune-base comune (vedi Fig. 2) è determinato con buona precisione dal prodotto della transconduttanza del transistor ad effetto di campo per il coefficiente di trasferimento di corrente del transistor bipolare, misurato nel punto di funzionamento, e l'equivalente resistenza del filtro passa-banda. In conclusione, si può notare che l'uso di un amplificatore secondo lo schema comune sorgente-base comune, che ha i migliori parametri in termini di linearità, guadagno, profondità della sua regolazione (fino alla chiusura) e producibilità, è più preferibile . Tuttavia, tutti gli amplificatori sono operativi, non richiedono l'installazione e la selezione di transistor (la messa a punto dei filtri passa-banda, ovviamente, è necessaria), sono ben collegati in cascata. È possibile regolare il guadagno sia nel circuito di gate del transistor ad effetto di campo (a potenza zero) sia nel circuito di source modificando la resistenza del resistore fino alla chiusura degli amplificatori. Letteratura
Autore: V. Guskov, Samara
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