Различие каскадов -радиоприемника на лампах и транзисторах связано с различием их характеристик и параметров.

Основными параметрами электронных ламп, которые хорошо знакомы радиолюбителям, являются крутизна характеристики S, внутреннее сопротивление Rt и междуэлектродные емкости.

Аналогичные параметры существуют и у транзисторов. Для более полной характеристики электронных ламп и транзисторов, как усилительных приборов, к указанным параметрам необходимо добавить входное сопротивление ?вх и проводимость обратной связи go,с.

Анодный ток лампы зависит от напряжения, приложенного к ее управляющей сетке. Ток в цепи сетки в большинстве случаев практически отсутствует, и входное сопротивление лампового каскада в широком диапазоне частот определяется сопротивлением ре-зиетора утечки (между сеткой и землей ) и входной емкостью каскада.

Входное сопротивление транзисторного каскада во много раз меньше, так как его входная цепь потребляет от источника сигнала значительный ток.

Внутреннее сопротивление транзистора по сравнению с электронной лампой также оказывается меньше, хотя и не в такой сильной степени, как входное сопротивление.

По крутизне характеристики транзисторы значительно превосходят лампы, однако из-за малой величины входного и внутреннего сопротивлений это не приводит к выигрышу в усилении.

Для транзисторов характерна сильная зависимость параметров от режима работы. Так, с уменьшением коллекторного тока /к крутизна характеристики уменьшается, а Ri. и Ri увеличиваются. С достаточной точностью можно считать, что крутизна характеристики транзистора прямо пропорциональна значению коллекторного тока, если последний не превышает 1,5-2 ма для маломощных приборов.

Междуэлектродные емкости транзисторов значительно превышают соответствующие емкости ламп. Особые неприятности вызывает большая проходная емкость транзистора - Сбк, которая в сотни и даже тысячи раз превышает проходную емкость ламп. Эта емкость и активная проводимость обратной связи go.с сбздают сильную обратную связь, что ограничивает устойчивое усиление на высоких частотах, особенно в резонансных усилителях.

Важной особенностью транзисторов, которую необходимо учитывать при построении схем, является зависимость параметров от окружающей температуры и частоты. Основной причиной температурной зависимости параметров является обратный ток коллектора /к.о, который сильно зависит от температуры. Увеличение температуры на 10° вызывает увеличение / .о примерно вдвое. В схемах с общим эмиттером и общим коллектором почти весь / .о протекает по эмиттериому переходу транзистора и усиливается им подобно входному сигналу. При этом небольшое изменение тока /к.о вызывает существенное изменение коллекторного тока, а следовательно, и параметров транзистора. В результате, если не приняты специальные меры для стабилизации рабочей точки, нормальная работа схемы может быть нарушена даже при небольшом изменении температуры.

На рис. 1 приведена наиболее распространенная схема температурной стабилизации транзистора, в которой исполь- зуется отрицательная обратная связь по по- стоянному току. Увеличение коллекторного тока транзистора Т с повышением температуры приводит к росту напряжения на резисторе R3. Напряжение между базой и эмиттером Uia при этом уменьшается, так как напряжение на базе Un за счет соответствующего выбора сопротивлений резисторов Rl и R2 остается неизменным. Уменьшение напряжения Leo препятствует дальнейшему росту коллекторного тока. Чем больше

сопротивление резистора Rs и ток /д, протекающий через делитель RiRi, тем лучше стабилизация рабочей точки.

Для получения достаточно хорошей стабилизации в каскадах с маломощными транзисторами сопротивление резистора Rz выбирается так, чтобы падение напряжения на нем составляло около 1 3, а ток /д, протекающий через делитель RiRi, в 5-6 раз превышал базовый ток транзистора Т.

Рассмотренная схема обеспечивает достаточно хорошую стабилизацию рабочей точки не только при изменении окружающей температуры, но также и при замене транзисторов.

С ростом частоты параметры транзистора быстро ухудшаются; крутизна характеристики, внутреннее и входное сопротивления уменьшаются, изменяются также и междуэлектродные емкости.

Важным параметром, характеризующим высокочастотные свойства транзистора, является постоянная времени входа транзистора- X. Величина т позволяет определить диапазон рабочих частот ш, на которых рекомендуется использовать данный транзистор в схеме с общим эмиттером. Верхняя частота должна удовлетворять простому соотношению:

ю [Мгц] X (жксек] 0,3. Параметры транзистора в диапазоне частот ниже со остаются практически постоянными и имеют достаточно хорошие значения.

Для сравнения в табл., 1 приведены параметры нескольких типов ламп и транзисторов.

Рис. 1. Схема температурной стабилизации транзисторного каскада.

a/vtr s

00 lO lO - о CO

(M о о о о

о о о о о

V/VV/V/

ю о ю о (М О! -* ю

см ю о ю ю

CN со CD Ю

2 см , ю ю о с - * - * S о см см со га

-

о о ю о о о о t-~- со о - - (м со со

о о о о о

о о о о о о ь- о о ю о -* ;о ю см

о о о о о о о о о о о о о о о

й ст ю

(О 00 со - со

о о -Гщ

-. to to to

N со со

in ш о о о © - csTooo

со to <N

10 - ооо

-Г о о о

Ю Ю Ю 1л о о

со со со со - - -i

ЧУ/Ч

о о о

I I I

о о о о о о о о о о

ю ю ю ю о о о

со о о ооо со со со m со со со

ю о ю о о -< о - о о -

- со о о ю ю о

со со со со CD CD

to ЕГ

£1

S II

is .

gs =

oi 3

= o S

я - - II

в я о

<; -23 со egg со со ю о о о я я

Чтобы нагляднее представить разницу между лампой и транзистором, а также наметить пути замены электронных ламп транзисторами, был проведен расчет каскада усилителя низкой частоты на лампе 6ЖЗП и транзисторе П15 для трех схем включения. Исходные параметры лампы и транзистора взяты из табл. 1. Сопротивление нагрузки Rh и внутреннее сопротивление источника входных сигналов Яс приняты равными 5 ком. Результаты расчета сведены в табл. 2.

Таблица 2

Примечание. Сопротивление резистора в цепи управляющей сетки лампы 6ЖЗП принято равным 200 ком.

Сравнение результатов позволяет сделать следующие выводы: параметры лампового каскада по схеме с общим катодом и параметры транзисторного каскада при всех трех схемах включения существенно различаются;

входное сопротивление транзисторного каскада по сравнению с ламповым для всех трех схем включения оказывается существенно меньшим;

наибольшим входным сопротивлением обладает схема с общим коллектором, однако эта схема не дает усиления по напряжению и обеспечивает сравнительно малое усиление по мощности;

наибольшее выходное сопротивление, величина которого мало отличается от выходного сопротивления лампового каскада, имеет схема с общей базой, однако входное сопротивление этой схемы мало.

Схема с общим эмиттером обеспечивает наибольшее усиление по напряжению и по мощности. Ее входное сопротивление хотя и мало по сравнению с входным сопротивлением лампового каскада, но все-таки значительно превосходит входное сопротивление схемы с общей базой.

Чтобы объединить свойства схемы с общим эмиттером и схемы с общей базой, применяют так называемую каскодную схему, состоящую из двух транзисторов: первый транзистор включается по схеме с общим эмиттером, а второй - по схеме с общей базой. Входной сигнал подается на базу первого транзистора, а выходной сигнал снимается с коллектора второго транзистора.

Результаты расчета каскодного усилителя на двух транзисторах типа П15 при сопротивлении нагрузки и внутреннем сопротивлении

источника сигналл, равных 5 ком, следующие: входное сопротивлепие - 1 ком; выходное сопротив,;1ение--557 ком- коэффициент усиления по напряжению-148,7, коэффициент усиления по мощности- 36,46 дб. Приведенные результаты показывают, что входное сопротивление каскодной схемы и усиление, давае.мое ею, примерно те же, что и схемы с общим эмиттером, ч выходное сопротивление каскодной схемы мало отличается от схемы с оГнцен базой. Важным свойством каскодной схемы является малая величина обратной связи (примерно в 1 ООО раз меньше, чем в схеме с общим эмиттером), поэтому при ее использовании в резонансных каскадах удается получить достаточно большое и устойчивое усиление, пе прибегая к нейтрализации.

Большое и устойчивое усиление, даваемое каскодной схемой, высокое выходное сопротивление, позволяющее применять полное включение контура в коллекторную цепь без заметного ухудшения его резонансных свойств, делают каскодную схему пригодной для замены ламп в высокочастотных каскадах приемника.

ГЛАВА ВТОРАЯ

ТРАНЗИСТОРНЫЕ ВАРИАНТЫ ЛАМПОВЫХ КАСКАДОВ РАДИОПРИЕМНИКА

Схема транзисторного аналога лампового каскада должтш строиться так, чтобы изменения, вносимые в общую схему при подключении 1Эналога, были минимальными.

Чтобы переделка на транзисторы не вызвала значительного ухудшения чувствительности и избирательности приемника, схема транзисторного аналога должна иметь по возможности большие входное и выходное сопротивления. Связь аналога с резонансными системами, оставшимися от лампового приемника, должна быть такой, чтобы с одной стороны усиление, даваемое схемой, было достаточно велико, а с другой - подключение аналога не должно существенно уменьшать добротность контуров и вызывать их заметную расстройку. Схема аналога должна обеспечивать малую зависимость параметров каскада от температуры окружающей среды.

Наиболее полно эти требования можно удовлетворить, применяя при построении аналогов высокочастотных каскадов каскодные схемы. Их применение позволяет использовать без существенных переделок такие детали лампового приемника, как фильтры промежуточной частоты, входные гетеродинные контуры. Схема коммутации входных и гетеродинных контуров также не подвергается существенной переделке.

Подробнее вопросы, связанные с построением транзисторных аналогов ламповых схем, будут рассматриваться в разделах, посвященных конкретным каскадам.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ И ВХОДНЫЕ ЦЕПИ

Преобразовательные каскады радиовещательных приемников собирают на специальных многосеточных лампах. В старых моделях для этой цели использованы гептоды 6А8, 6А7, 6А2П, 1АШ и др., а в более поздних разработках - триод-гептод 6И1П. Смеситель и гетеродин преобразователя, как правило, выполняют на одной лампе.

Гетеродины в преобразовательных каскадах могут быть собраны по различным схемам; четыре из них, наиболее распространенные, показаны на рис. 2. На рис. 3 приведена схема входных цепей и преобразовательного каскада на гептоде 6А7 (6А10С) двухдиапа-зонного приемника (ДВ и СВ). Такая схема применена во многих моделях приемников выпуска прежних лет.