Усилители радиочастоты устройств приема и обработки сигналов
В усилителях радиочастоты наибольшее распространение получили базовые усилительные элементы на основе одиночных каскадов на биполярных и полевых транзисторах, выполненных на дискретных элементах или по интегральной технологии. Избирательные цепи, как правило, строятся на основе одиночного колебательного контура. До частот метрового диапазона длин волн используют колебательный контур с автотрансформаторным включением базового усилительного элемента. При сложности физической реализации заданного коэффициента включения используют трансформаторную или внутреннеемкостную связь с усилительным каскадом. На этапе проектирования усилителя радиочастоты необходимо иметь его представление в виде эквивалентной схемы (рис. 4.23, а). Базовые усилительные элементы в этом случае заменяются однонаправленными линейными моделями.
Основные расчетные соотношения для усилителей с одиночными колебательными контурами представляются в виде Y- параметров.
; 
; 
.
При использовании однотипных базовых усилительных элементов 
. Осуществив пересчет параметров БУЭ 1 и БУЭ 2 для полного их включения в контур, получим эквивалентную схему (рис. 4.23, б)
, 
;
, 
;
, 
,
где 
, 
, 
– число витков относительно нулевого потенциала первого, второго коэффициента включения и колебательного контура соответственно.
Рис. 4.23 - Эквивалентная схема усилителя радиочастоты с одиночным колебательным контуром
Эквивалентная емкость одиночного нагруженного контура будет иметь вид (рис. 4.23, в)
,
эквивалентные сопротивление потерь, добротность и резонансное сопротивление [1]
;
;
.
Коэффициент усиления на произвольной частоте определяется выражением
. (4.84)
Резонансный коэффициент передачи
. (4.85)
На стадии проектирования усилителя радиочастоты исходят из условия оптимизации фильтра по мощности и заданным требованиям избирательности и неравномерности АЧХ в пределах полосы пропускания.
Оптимизация избирательности фильтра по мощности позволяет передать максимальную мощность [1] от одного усилительного элемента к другому в пределах полосы пропускания. К оптимизации прибегают в случае, когда поглощение мощности нагрузкой становится существенным. Эта задача становится актуальной, когда усилитель является широкополосным и необходимо обеспечения условие согласования.
, (4.86)
где G0 – резонансная проводимость контура; G22 – выходная проводимость базового усилительного элемента; GН – проводимость нагрузки.
Оптимальный коэффициент трансформации с нагрузкой
. (4.87)
Оптимальный коэффициент передачи при резонансе
. (4.88)
Эквивалентная добротность контура УРЧ
. (4.89)
Анализ передаточных свойств УРЧ связывается с величиной индуктивности катушки. Поэтому ее величину выбирают таким образом, чтобы вносимая в контур емкость не превышала допустимой величины эквивалентной емкости контура в целом [1].
Выбор структуры тракта усилителя радиочастоты производится из условия, что избирательная система должна удовлетворять требованиям многосигнальной селективности по побочным каналам приема. При расчете структурной схемы УРЧ принимают такую структуру, при которой обеспечивается заданная чувствительность. В качестве избирательных элементов используется одиночный колебательный контур. Расчет структурной схемы УРЧ может быть проведен исходя из заданной промежуточной частоты или исходя из принципа физической реализуемости (промежуточная частота не задана).