ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ Российский патент 2007 года по МПК H03F3/189 H03F1/34 H03F1/56 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к усилителям промежуточной частоты. Предназначено для использования в качестве предварительного усилителя промежуточной частоты радиоприемных устройств радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано, в частности, в преобразователях частоты, содержащих двойные балансные смесители радиоприемных устройств с фазовым подавлением частот зеркального канала.

К предварительным усилителям промежуточной частоты предъявляются требования обеспечения заданных коэффициента шума, коэффициента усиления и динамического диапазона в рабочей полосе частот. В двойных балансных смесителях радиоприемных устройств с фазовым подавлением частот зеркального канала, с целью обеспечения широкополосности и малых потерь, используются фазовые контуры, для функционирования которых требуется, чтобы сопротивление их нагрузки, т.е. входное сопротивление предварительного усилителя промежуточной частоты, было с достаточной степенью точности равно заданному и не зависело ни от сопротивления нагрузки предварительного усилителя промежуточной частоты, ни от действия дестабилизирующих факторов.

Известен усилитель (патент США №3624536, кл. Н03F 3/60,1971 г), который позволяет обеспечить все требуемые параметры усилителя, кроме входного сопротивления, которое с высокой точностью повторяет значение сопротивления его нагрузки.

В широкополосном усилителе (авторское свидетельство СССР №1224960, кл. Н03F 1/34, 13.07.84) обеспечивается более широкая полоса пропускания по сравнению с указанным выше усилителем. Данный широкополосный усилитель является наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения.

Потери во входной цепи усилителя-прототипа увеличивают коэффициент шума усилителя. Наличие индуктивности рассеяния трансформатора, включенного в цепь обратной связи, приводит к увеличению неравномерности амплитудно-частотной характеристики, сужению полосы рабочих частот, ограничивает глубину обратной связи широкополосного усилителя.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение арсенала технических средств указанного назначения, с одновременным улучшением его эксплуатационных характеристик.

Техническими результатами при реализации изобретения являются, в частности, достижение минимального ухудшения значения коэффициента шума широкополосного усилителя промежуточной частоты по сравнению с значением коэффициента шума инвертирующего усилителя, обеспечение практически независимости значения входного сопротивления широкополосного усилителя промежуточной частоты от значения сопротивления нагрузки и от действия дестабилизирующих факторов, расширение полосы рабочих частот, уменьшение количества таких элементов схемы, как трансформаторы, и упрощение их конструкции.

Влияние на достижение указанных технических результатов оказывают нижеприведенные отличительные признаки.

Широкополосный усилитель промежуточной частоты содержит инвертирующий усилитель и трансформатор. В отличие от прототипа, содержит первый, второй, третий, четвертый резисторы и первый, второй конденсаторы. Первые выводы первого, второго и третьего резисторов, первого и второго конденсаторов соединены вместе и подключены к выходу инвертирующего усилителя. Второй вывод первой обмотки трансформатора, первый вывод четвертого резистора и заземляющий вывод инвертирующего усилителя подключены к корпусу. Точка соединения вторых выводов второго резистора и второго конденсатора является выходом широкополосного усилителя промежуточной частоты. Вторые выводы третьего и четвертого резисторов и первого конденсатора соединены вместе и подключены к первому выводу первой обмотки трансформатора. При этом точка соединения второго вывода второй обмотки трансформатора со вторым выводом первого резистора является входом широкополосного усилителя промежуточной частоты, а первый вывод второй обмотки трансформатора подключен к входу инвертирующего усилителя.

На чертеже приведена схема широкополосного усилителя промежуточной частоты.

Усилитель состоит из следующих элементов в порядке, показанном на чертеже трансформатора 7, инвертирующего усилителя 8, резисторов 1, 2, 3, 4 и конденсаторов 5 и 6.

Трансформатор 7, включенный в цепь обратной связи через резисторы 3, 4 и резистор 1 создают параллельно-последовательную отрицательную обратную связь, в результате действия которой коэффициент передачи и входное сопротивление широкополосного усилителя промежуточной частоты начинают зависеть только от параметров трансформатора 7 и значений сопротивлений резисторов 1, 3, 4, а выходное сопротивление широкополосного усилителя промежуточной частоты становится равно значению сопротивления резистора 2.

Конденсатор 5 уменьшает неравномерность амплитудно-частотной характеристики широкополосного усилителя в верхней части диапазона рабочих частот, вызванную влиянием индуктивностей рассеяния трансформатора 7. Конденсатор 6 уменьшает коэффициент стоячей волны по напряжению (далее КСВН) выхода широкополосного усилителя в верхней части диапазона рабочих частот.

Исключение из схемы широкополосного усилителя второго трансформатора (по сравнению с прототипом) и оптимизация значения коэффициента трансформации первого трансформатора, а в зависимости от этого и конструкции трансформатора, с помощью выбора значений сопротивлений резисторов, с целью получения минимальных потерь в цепи отрицательной обратной связи на входе широкополосного усилителя, и минимальных индуктивностей рассеяния трансформатора, позволяет реализовать в предлагаемом широкополосном усилителе минимальный коэффициент шума инвертирующего усилителя и расширить полосу рабочих частот усилителя.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано, в частности, в преобразователях частоты, содержащих двойные балансные смесители радиоприемных устройств с фазовым подавлением частот зеркального канала. Технический результат заключается в обеспечении практически независимости значения входного сопротивления широкополосного усилителя промежуточной частоты от значения сопротивления нагрузки и от действия дестабилизирующих факторов, расширении полосы рабочих частот, уменьшении количества таких элементов схемы, как трансформаторы, и упрощение их конструкции. Широкополосный усилитель содержит инвертирующий усилитель (8) и трансформатор (7). В отличие от прототипа, содержит первый, второй, третий, четвертый резисторы (1-4) и первый, второй конденсаторы (5-6). 1 ил.

Широкополосный усилитель промежуточной частоты, содержащий инвертирующий усилитель и трансформатор, отличающийся тем, что содержит первый, второй, третий, четвертый резисторы и первый, второй конденсаторы, причем первые выводы первого, второго и третьего резисторов, первого и второго конденсаторов соединены вместе и подключены к выходу инвертирующего усилителя, а второй вывод первой обмотки трансформатора, первый вывод четвертого резистора и заземляющий вывод инвертирующего усилителя подключены к корпусу, точка соединения вторых выводов второго резистора и второго конденсатора является выходом широкополосного усилителя промежуточной частоты, вторые выводы третьего и четвертого резисторов и первого конденсатора соединены вместе и подключены к первому выводу первой обмотки трансформатора, при этом точка соединения второго вывода второй обмотки трансформатора со вторым выводом первого резистора является входом широкополосного усилителя промежуточной частоты, а первый вывод второй обмотки трансформатора подключен к входу инвертирующего усилителя.