Совместная работа усилительных приборов.

Сложение мощностей.

Совместная работа применяется, если мощность одного усилительного прибор не достаточна. В ламповых схемах совместная работа приборов применяется только в выходных каскадах. В транзисторных схемах приходится применять совместное включение еще и в промежуточных каскадах. Совместное включение может быть последовательным и параллельным. Параллельная схема называется так же двухтактной, подразумевает последовательную работу усилительных приборов в течение одного периода. Т.е. пол периода через нагрузку течет ток одного усилительного прибора, а пол - другого. В параллельной схеме оба усилительных прибора работают параллельно и их токи на нагрузке складываются. Параллельная схема обеспечивает усиление мощности, но ее применяют реже, чем последовательную из-за опасности самовозбуждения.

Выходные каскады, как и все каскады передатчика, работают в режиме колебаний второго рода. Ток через нагрузку протекает в течение одного полупериода от каждого усилительного прибора. Эти токи текут навстречу друг другу и представляют косинусоидальные импульсы, которые могут быть разложены в ряд Фурье на постоянную составляющую и сумму гармоник. Постоянная составляющая и все четные гармоники взаимоуничтожаются. Если выбрать режим класса В, для которого коэффициент Берга для третьей гармоники равен нулю, то на нагрузке выделится удвоенная первая гармоника.

В транзисторных схемах передатчиков в двухтактных схемах используются разнополярные транзисторы. Достоинство таких схем том, что не требуется симметричного возбуждения каскадов как в ламповых схемах.

Симметричное возбуждение схемы усложняет ее. В то же время несимметричное возбуждение легче осуществить технически и оно дает возможность использовать в предыдущем каскаде однотактную схему. Симметричный выход требует применения двухпроводной линии для связи с антенной. При этом антенна должна иметь симметричный вход.

Широкополосные усилители.

Широкополосные усилители применяются в передатчиках, работающих в диапазоне частот. Их АЧХ должна быть такой ширины, чтобы широкополосный сигнал проходил без искажений. В качестве широкополосных усилителей можно использовать усилитель, нагруженный на связанные контура или ФСС или усилители с распределенным усилением.

В качестве анодной и сеточной нагрузок используются искусственные линии. Если в линии установить режим бегущей волны, то линия эквивалентна активному сопротивлению в широком диапазоне частот. При этом получается, что напряжение возбуждения на сетках ламп не зависит от частоты. Входные емкости ламп являются составной частью искусственной линии.

Аноды ламп соединены между собой с помощью анодной линии. Скорости распространения бегущей волны в анодной и сеточной линии равны. Следователь сдвиги фаз, создаваемые каждой ячейкой линии одинаковы. Ток каждой лампы распространяется влево и вправо по линии от лампы. Токи, идущие вправо, приходят к R_н синфазно и складываются на нем.

Так как анодная линия работает в режиме бегущей волны, то напряжение на нагрузке мало зависит от частоты.

Для каждой линии существует граничная частота. При увеличении частоты больше граничной частоты (f_гр) эквивалентное сопротивление линии резко падает, следовательно, напряжение на нагрузке падает.

Токи ламп, текущие влево, складываются на балансном сопротивлении и взаимоуничтожаются. Особенностью каскадов с распределенным усилением является различный режим работы ламп. Напряжение на аноде лампы Л1 зависит только от ее тока: переменное напряжение последующих ламп определяется суммой токов предыдущих ламп и собственного тока. Если выходная лампа работает в граничном режиме, то режим работы других ламп выбирается недонапряженным. Причем недонапряженность тем больше, чем меньше номер лампы. Следовательно, КПД этого усилителя меньше, чем КПД резонансных усилителей, работающих в слегка перенапряженном режиме. Для увеличения КПД и облегчения режимов работы ламп первых каскадов применяют искусственные линии с меняющимся по длине волновым сопротивлением, такие линии называются неоднородными. В начале линии волновое сопротивление больше и оно уменьшается при перемещении к концу линии. Таким образом, для всех ламп обеспечивается режим близкий к граничному.

В усилителях малой мощности используются однородные анодные линии, лампы работают обычно в режиме класса А. При этом применяется однотактное включение усилительных приборов. Если требуется большая мощность, то применяется режим В и двухтактное включение.

Широкополосные усилители обеспечивают коэффициент перекрытия порядка 10-20. Коэффициент определяется по формуле

,

где и соответственно верхняя и нижняя частоты, передаваемого спектра.

Искусственные длинные линии очень часто собирают из цепочки Т-образных m-фильтров нижних частот. Широкополосные усилители упрощают процесс настройки передатчика на рабочую частоту. Искусственная линия заменяет резонансные перестраиваемые схемы с перестраиваемым L и C. Применение их позволяет создать автоматизированные системы дистанционного управления передатчиком.