Laděné vysokofrenvenční zesilovače

26.Laděné vysokofrekvenční zesilovače

Vysokofrekvenční zesilovače jsou určeny pro zesilování signálů vyšších frekvencí a jejich vstupní i výstupní obvody bývají tvořeny rezonančními obvody, nebo jejich soustavami. Rezonanční obvody jsou tvořeny buď jednoduchými paralelními rezonančními obvody, nebo vázanými rezonančními obvody, jejichž třídecibelová šířka přenášeného pásma je o -krát větší než u jednoduchých obvodů, nebo jsou vytvářeny pásmovými propustmi, např. znázorněnými na obr.

Tyto rezonanční obvody mají reálnou část impedance jen v okolí rezonanční frekvence, pro stejnosměrný proud a pro frekvence vzdálené od rezonanční frekvence je jejich impedance podstatně menší a má jen imaginární složku. Při rezonanční frekvenci je dynamický odpor rezonančních obvodů dán vztahem , kde Q je činitel jakosti rezonančního obvodu (bývá řádově 102). Tento dynamický odpor (řádově bývá desítky kΩ) představuje zatěžovací odpor tranzistoru. Aby nebyl výstupním (nebo vstupním) odporem ovlivněn, připojuje se tranzistor k tomuto obvodu buď přes odbočku cívky (indukčnosti) nebo přes kapacitní dělič.

připojení tranzistoru přes cívku připojení přes kapacitní dělič

Při připojení tranzistoru, který nám představuje tlumící odpor Rtl přes odbočku cívky, se nám transformuje relativně malý odpor tranzistoru na svorky rezonančního obvodu vztahem , kde a N je příslušný počet závitů. Zde musíme mít cívku s potřebnou odbočkou. Není-li tato odbočka k dispozici, připojujeme tlumící odpor před kapacitní dělič, kde převod . Výsledná rezonanční kapacita je .

Kapacita tranzistoru CCB způsobuje nežádoucí zpětnou vazbu nebo oscilace zesilovače. Proto se u těchto zesilovačů provádí tzv. neutralizace, která spočívá v tom, že se přivede na bázi tranzistoru z vhodného bodu na výstupu střídavé napětí opačné fázi, než má kolektor.

Na obr. je neutralizace provedena členem RnCn a musí být splněna podmínka . Hodnoty CCB a RCB určíme buď měřením, nebo z admitančních charakteristik tranzistoru, protože platí .

Potom a .

Zesílení tranzistorového stupně je dáno vztahem

, kde Rd je zatěžovací impedance tranzistoru.

Při zesilování vysokých kmitočtů je nutno míti na paměti, že proudový zesilovací činitel h21e od určitého kmitočtu klesá nepřímo úměrně s kmitočtem o 6dB/okt (20dB/dek). Kmitočet fm, od kterého nastává tento pokles je dán vztahem , kde fT je tranzitní kmitočet tranzistoru, při kterém je h21e = 1, a je udáván v katalogu, h21e je hodnota proudového zesilovacího činitele při nízkých frekvencích.

Existují i další typy vysokofrekvenčních zesilovačů. Pro velké výkony (např. ve vysílačích) se řeší zesilovače jako elektronkové, často pracující ve třídě C. V radarové technice se používají zesilovače permaktronové (elektronky s postupnou vlnou) nebo klystronové, parametrické zesilovače, varaktorové zesilovače a další. Jejich použití je vázáno na mikrovlnná pásma