Radioelektronika asoslari

1 -jadvai

Jjs | n, (kOm)	Ukinsh (V)	Uchknsh (V)
1
j

adval natijalari asosida U_chiqi>h = f ilJ_kirish) bog‘!anish grafigi chizilsin va undan slabitlash so'hasi aniqianstn.

II-maahq. Stabittash sotiasining tashqi nagruzka qarshiligiga
bog‘liqUgini aniqtash
t. V\ kirish volimctrida stabillash sohasining o'rtasiga mos keiadigan kuchianish o‘matilsin.

2. 
   Kirish kuchtanishi t4rish“Const bo'lgan hotda, tashqi nagruzka qarshitigim R„ = 100^2000 Om oralijda o‘zgartira borib, chiqish kuchlanishi va tok kuchining qiymati o‘lchmstn.
   

0‘ldiash naiijalari 2-jadvalga joytashtirisin.

2. 
   J
   2-jadval
   

   			^JcJtmvsh (^0	X,
   	'		■ — - -

   
   
   
   
   adval natijalari asosida ^chtqtsh ~ f bog'lanish grafigi chizilsin va stabiilash sohasi topitsin.
   

6. 
   ISH.
   

REZONANS KLCHAYTIRGICH
[shning maqsadi: Yakka va bog‘langan tebranish konturlaridagi rezonans xususijatlarini oYganish, rezonans va o'zgarmas polosali kuchaytttgichning xususiyatlartni aniqlash va chastotaviy xarakteristikalarin: o‘rganish.
lshning na/ariy asoslari:
1. Tcbranish tonturlari va ularning lurlari.
1. Yakka tebranish konturidagi erkin tebranishlar.

3. 
   Yakka tebmnish konturining parametrlari.
   
4. 
   Yakka tebrinish konturidagi majburiy tebranishlar:
   

1. 
   kuchlmish rezonansi va uning xususiyatlari;
   
2. 
   tok re:onansi va uning xususiyatlari.
   

5. 
   Bog‘langartebranish konturlari. Bog'ianish koeffitsienti.
   
6. 
   BogMangai tebranish konturidagi majburiy tebranishlar.Tebranish tenglamasi. Kiritilgin qarshiliklar.
   
7. 
   Bogriangai tebranish konturi rezonans chizigrining bog‘lanish koeffitsientiga bogliqligi: kritik, kuchsiz, kuchli va optimal bog‘lanishlar uchun.
   

S. Rezonans kufiaytirgichning prinsipial va ekvivalent sxemasi.
chastotaviy xarakteri tikasi. 0‘tkazish polosasi.
10. 0‘zgarmas polosali kuchaytirgich: prinsipial va ekvivalent sxemasi.
10. 0‘zgarmas p*losali kuchaytirgichning kuchaytirish koeffitsienti va chastotaviy xarakterisiikasi (turli boglanishlar uchun). 0‘tkazish polosasi.
Qisqacha tiazariya.

1. 
   Yuqort chastotali kuchaytirgichlar
   

Ko‘p hollarda yuqcri chastotali kam quwatli tebranishlarni bir necha o‘n, hatto yuz million marta kuchaytirish talab qilinadi. Bunday tebranishlarga radtoaioqada antenna orqaii qabul qiiinadigan sigrtallar misol bo'la oladi. Ular¹¹ kuchaytirish yuqori chastotali kuchaytirgichlar yordamida amalga osb-riladi.
Qabul qiluvchi antenna faqat yagona radioslansiyaning emas, balki juda ko‘p rddrostatsiyalarning signallarini qabul qiladi. Shuning uchun
qabuJ qiluvchi quriimaning kuchaytirgichi turli radiostansiyalardan keladigan tebranishlardan kerakit chastotani tanlab kuchaytirish xususiyatiga ega bo‘lishi kerak. Shunga ko‘ra yuqori chastotali kuchaytirgichlar chasiota tanj&vchi yoki tanlovchi kuchayiirgichlar deb ataladi.
Chastota tanlovchi kuchaytirgichlarda kuchaytirish koeffitsiemi -i-oi₂ chastota oralig'ida o‘zgarmas (yoki deyarli o'zgarmas) bo'Iishi va
b
®i


u chastota sohasining kattaligi A(o o‘rtacha chastota (o
yetarlicha katta boMishi kerak. Bu shartning bajarilishi uchun kuchaytirgich nagruzka zanjirining kirish qarshiligi s -r eo₂ chastota sohasidayetarlicha katta va driimiy bo‘iishi, undan; tashqarida esa, juda kichkina qiymatgacha kamayish: kerak, Bunday talabga yuqori asllikka ega bo‘lgan parallei tebranish konturi javob beradi.
Nagruzkasi yakka tebranish konturidan iborat bo'lgan kuchaytirgich rezotians kuchaytirgich, nagruzkasi bog'Iangan tebranish konturidan iborat bo‘Igan kuchaylirgich esa o ‘zgarmas polosali kuchaytirgich deb ataladi.
Yuqori chastotali kuch ayti rgi ch 1 ard a aktiv element vazifasini ekvivident kirish sig'imi kichik bo'lgan elementlar lampaviy pcntod yoki yuqori chastotali tranzistorlar bajaradi. Kuchaytirish koeffitsientining kattaligi, o‘rtacha (rezonans) chastotasi, o‘tkazish polosasining kengligi va chastota tanlash xususiyati yuqori chastotali kuchaytirgichlarining asosiy parametri bo‘lib hisoblanadi.
2. Rezonans kochaytirgich
Radioelektron qurilmaning tarkibiga kiradigan kuchaytirish kaskadini ajratib olish muinkin cmas. Chunki u hamma vaqt o'zidan oldin keladigan va o‘zidan keyin keladigan kaskadlar bilan bogiangan boiadi, yaiii kuchaytirgichning nagruzkasi chiqish zanjiriga emas, balki keyingi kaskad kuchaytiruvchi elementining kirish zanjiriga ham bogiiqdir,
Rezonans kuchaytirgichdanagruzka konturi kuchaytirgichning chiqish qarshiligi va keyingi kaskadning^ kirish qarshiligi bilan shuntlangan boiadi. Bunda uning aslligini kichrayadi ya u, asosiy parametrlaming (rezonaus ehastotasi, 6‘tkazish polosasi va boshqalar) kamayishiga oltb keladi. Turii kuchaytiruvchi elemcntlarning kirishjya chiqish qarshiliklari bir-biridan katta farq qiladi, Shunga ko‘ra,- ulardan tuzilgan kuchaytirgichlarda tebranish kontiirlarining tanlash xusnsiyatining o¹ zgarishi ham bir xil boMmaydi. Masalan, unipolyar, tranzistorlaming kirish va chiqjsh qarshiltklari nisbatan katta qiymatga ega bo‘Iadi. Shuning
n

uchun bu elementda tuzilgan kuchaytirgichning tebranish konturi kuchsiz shuntlanadi va uning tanlash xususiyatlari oz o'zgaradi, Binobarin bunday kuchaytirgichlarda tebranish konturi nagruzka zanjiriga to'liq ulanishi mumkin. Bipolyar tranzistorlarniiig kirish va chiqish qarshiligi esa nisbatan kichik qiymatli bo‘ladi. Shuning uchun ularda yig‘ilgan kuchaytirgichlamitig tcbranish konturi kuchli shuntianadi. Hatto kontur to‘!iq ulangan bo'isa ham, uning ohastota tanlash xususiyati to‘liq yuqolishi mumkin. Shuning uchun bipolyar tranzistorli rezonans kuchaytirgichlarda tranzistoming kirish va chiqish qarshiligining shunllash ta’sirini kamaytirisli choralarini ko‘rish kerak. Buning uchun tebranish konturining o‘z kaskadi va keyingi kaskadning tranzistorlari bilan bog‘)anishi susaytiriladi.. Bu tebranish konturini nagruzka zanjiriga qisman ulash yuli bilan amalga oshiriladi.
Bundan tashqari, rezonans kuchaytirgichlar yuqori chastotali signallami kuchaytirgani sababli uning ishiga kuchaytiruvchi aktiv elementning kirish va chiqish zanjirlari orasida vujudga keladigan ichki teskari bogdanish ham ta'sir etadi. Qandaydir bir chastotada u musbat bo‘lib qolishi va kuchaytirgich ishining turg'unligini buzishi muinkin. Hatto bunda kuchaytirgich o‘z-o‘zidan g‘alayonlanib, tebranish ishlab chiqara boshlaydi. Undan qutulish uchun ham kuchaytirgichning aktiv elemcnti bilan tebranish konturi orasida bog‘lanishni susaytirish talab etiladi. Umuman, tehranish konturining qisman ulanishi faqat bipolyar tranzistorli kuchaytirgichlarda emas, balki lampaviy va unipolyar tranzistorli kuchaytirgichlarda ham qo‘llaniladi.
K onturning ulanish darajasi transform alsiyalash koeffitsienti degan kattalik orqali ifodalanadi:
Amalda kontumi nagruzka zanjiriga ulashning qo'sh
avtotranformator bog'Ianishli holi keng tarqalgan. Shunday bogianishli kuchaytirgichning sxemasi 1-rasmda ko'rsatilgan. Unda kuchaytimvchi aktiv element Q4E) kuchaytirish sxemasiga turli usulda ulangan boiishi mumkin.
Bipolyar tranzistoming umumiy emitterli sxemasi asosida yigilgan rezonans kuchaytirgichning prinsipial sxemasi 2-rasmda ko‘rsatilgan. Unda nagruzka vazifasini L induktivlik g‘altagi va C o‘zgaruvchan kondensatordan tashkil topgan tebranish konturi bajaradi.
Qva C_t kondensalorjar yordamchi elementlar bo'lib, ulammg sig'imi o'zgaruvclian kondensatoming maksimal sig'imidan yetarlicha katta qiiib
o linadi. Shuning uchun
-t r~ir~i c x yf tebranish konUirining
I > i [(V rezonans chastotasi L va C
^ ^ kontur clementlarigagina
bogMiq bo'ladi. CV va C, kondensatoriar C’
o'zgaruvchan konden-
satorning qoplamlariga o'zgarmas kuchlanish ta'sir ³'^rasnl' etmasiigini ta'miniaydi.
Rezonans kuchaytirgichning asosiy paramertlarini aniqiash uchun uning soddaJashtirilgan ekvivalent sxemasidan foydalaniiadi (3-rasm), Hosil bo'lgan sxema parallel tebranish konturidan iborat bolib, uning parametrlari kontur, kuchaytirgich chiqish zanjiri va tasbqi nagruzkalaming (keymgi kaskadning kirish zanjiri) parametrlari orqali ifodaianadi. Shuning uchun kuchaytirgichning chastotaviy xarakteristikasi tebranish konturining rezonans chizig‘iga o‘xsiiash bo‘ladi.
K


3-rasm.
uchaytirgichning U₂ chiqish kuchtanishi konturdagi kuchianish tushuvining P₂ qismini tashkil etadi: U₂ = P₂-U_k; kontuming
kuchlanishi esa, son jihatdan, tok generatorining ■ U, • Pj elektr yurituvchi kuchini kontuming
t
I

Z,. =

ya’ni:


Y'=G'Q + JX)


0)

o‘liq qarshiligiga ko‘paytmasiga teng,
Unda, X = 8_t( —- konturning umumlashgan buzilishi
6)₀ 6) 6)₀
desak, kuchaytirish koeffitsienti quyidagicha ifodalanadi:
'
r-u-p-\

(2)

^2
U, G_e{\ + jX)
bu yerda K, ma'lumotnoma (spravochnik) dan olinadt. Rezcmans vaqtida kontuming umumlashgan buzilishi nolga teng (Jf=0) boigani uchun (4) ifodaning moduli kuchaytirish koeffitsientining eng kaitta qiymatini ifodalaydi:
so

0)
n
~G~~~
4-rasmda kuchaytirgichning xarakteristikasi koVsatilgan (uzlukli konturining rezonans chizig‘i).
Ma'lumki,
ormallashgan chastotaviy chiziq holis olingan tebranish
t ebranish konturining chastotani tanlash xususiyati uning aslligiga bog‘iiq bo'iadi. Asllik ortishi bilan bu xususiyat ortishi, ya'ni o'tkazish polosasi torayishi kerak. Ikkinchi
tomondan, asllikning ortishi kontuming to‘liq qarshiligining ham ortishiga, ya’ni o‘lkazuvdianltkntng kamayishiga sabab boMadi. Ammo rezonans kuchaytirgichda bunday
bog‘lanish erkin bo'tmaydi, ya'ni Z_R erkin kattalik emas. Uning qiymati kuchaytiruvchi aktiv elementning kirish va chiqish qarshilikiari bilan chegaralangan bo'iadi. Shuning uchun rezonans kuchaytirgichda katta kuchaytirish koeffitsientiga erishish uchun bu bog‘iiqlikni susaytirish, ya'ni kirish va chiqish qarshiiiklart yetarlicha katta bo‘lgan elementlami aktiv clement sifattda ishlatish zarur.
Chastotaning o'zgarmas qiymati uchun kuchaytirish koeffitsientining maksima) qiymatiga erishish shartini aniqlaylik. U asosan P\ va Pi transformatsiya koeffitsientiga bog‘tiq. (5) formuladagi boshqa
kattaliklami o‘zgarmas deb hisoblaymiz. Agar /^const bo'lsa ya’ni,

ma'lum kattalik		bo‘Isa,
h =.	Iz + rf-g'n	ekanini.
	V
	jg + Ji'gu	ekanini
	1 gii

ekstremuin sharti



k
dan


dan



agar /^-const bo'lsa,


aniqlash mumkin. Bjpolyar tranzistorli

uchaytirgich uchun transformatsiya koeffitsientlarining qaysi birini ma'lum deb, ikkinchisini aniqlash katta ahamiyatga ega. Odatda, kuchaytirish koeffitsienti P_x ga nisbatan P₂ ga ko'proq bog‘liq bo'ladi. Chunki u kirish o'tkazuvchanligi yetarlicha katta bo‘lgan keyingi kaskadning tranzistori bilan tebranish konturi orasidagi bog‘lanishni ifodalaydi. Shunga ko‘ra bipolyar tranzistorlarda yig‘ilgan rezonans
st
kuchaytirgichlarda /] koeffitsienming kattaligi birga teng yoki unga yaqin deb tanlab oiinib, P₂ koeffitsient hisoblab topiladi.
Pt va P2 transformatsiya lcoeffitsientlari kudiaytirish koeffitsientiga ta'sir etibgina qolmay, nagruzka vazifasini bajaruvchi kontuming va g₂₂ kattaliklar bilan shuntlashish darajasini ifodalaydi. Yuqorida ta'kidlanganidek, u rezonans chizigMning o‘zganshiga olib keladi, ya'ni kontuming o‘tkazish polosasini o'zgartiradi. O'tkazish polosasining berilgan qiymati uchun kuchaytirish koefhtsientining maksimal qiymati quyidagr holda ta'minianadr;


' . 3. Ovgarmas polosali kuchaytirgieh



Ko‘p radiotexnikaviy masalalami hal eiishda yuqori chastotali tebranishlaming ma'lum chastota sohasi - polosasini kuchaytiTish talab qilinadi. Buning udiun o‘tkazish polosasi to‘g ri burchak shakliga yaqin bo‘/gan kuchaytirgich tafab qi/inadi. 0‘zgarmas po/osa/t kuchayrirgidi shunday kuchaytirgich bo'lib. unda nagruzka vazifasini optimal bog'lanishli bog‘langan tebranish konturiari sistemasi bajaradi.
Rezonans kucbaytirisbda bo'lgani kabi o'zgajmas polosali k ucbayti rg i ch I ard a ham kuchaytiruvchi aktiv element vazifasini tranzistoriar (bipolyar yoki unipolyar) bajaradi. Nagruzka vazifasida csa, ko'pmcha, vkki Vaanturli bog¹ langan tehranish Wonturlari sistcmasidan foydalaniiadi. Konturlaming ulanish uslubi yakka kontumikiga o'xshash bo‘lib, farqi har bir konturga ayrim boldagi mustaqil zanjir ulangan bo'ladi. Kuchaytirgichning asosiy kattaliklari sistemadagi konturlaming o'zaro qanday bogManganidan, ulaming nagmzka zanjiri va kuchaytiruvchi elemcnt bilan ulanishdan qat‘iy nazar hamma holda bir usulda aniqlanadi. Bu kuchaytirgichni o‘rgani$hda faqal bir tur sxema bilan cheklanish imfconiyatini beradi. Masalan, tashqi nagruzka ikkilamchf konturga parallel ulanganda konturlari aktiv elemcntga avtotransformator ulanishda bo‘lgan transfoimator bog‘Ianishli bog‘langan tebranish konturlari nagruzka vazifasini bajaradigan kuchaytirgich sxemasidan fovdalanilsa, tashqt nagruzka ikkilamchi konlurga ketma-ket ulangan holda sig'im ulanishli birlamchi konturi avtotransformator bog'lanishida bo'igan kuchaytirish sxemasidan foydalanish mumkin.
5-rasmda ikkilamchi konturi keyingi kaskadning aktiv elementiga parallel ulangan ikki konlurii o‘zgamjas polosali kuchaytir-
g
6-rasm.

U. = /,Z, + jo>Mi₂\
ichning itmumlashgan sxemasi
ko'rsatilgan. Aktiv elementi bipolyar tranzistor bo‘]gan rezonans
kuchaytirgichning soddalashtirilgan ekvivalent sxemasi 6-rasmda
keltirilgan. Unda R_cl = va
R_cl qarshiliklar. 6-rasmdagi
sxema uchun Kiixgoff tenglamalaridan foydalanib, kuchaylijgichning kuchaytiridt koeffitsientini aniqlaylik:
j
0 = I₂Z₂+j,

bu yerda Z, = R_el + j'


cjL, -


enC,


= R_ci + jX\ birlamchi kontuming to'Iiq


et


I


qarshiligi, Z₂ ~ R_c2 + y| &L₂ ~
to‘Iiq qarshiligi. (7) ifodadan ikkilamcht konurdagi tokni topayhk: jvMU'


2^2 +(o¹M^l


- R_cJ + jX₂ ikkilamchi kontuming


(8)

esMj_x j
C_e2 sig‘im orqali olinadigan chiqish kuchlanishi ikkilamchi konturdagi kuchlantsh tushuvining P₂ qismini tashkil qiladi:
2=^2-~r- (⁹)
jaC* 2
B
1
* ^tJifi2 _ g²C_riC_rt
0,- *+ ■ ~²''²
u ifodaga (8) ifodadap lokning qiymatini qo'ysak, kuchaytirish koeffitstenti quyidagtga teng bo'Iadi: jwM
Uniog modufi:

¹¹ rv rV'l ²¹

^2 +

²M²
7?

\2

«0

R.

o'zgarmas polosali kuchaytirgiichning chastotaviy xarakterislikasining tenglamasi bo^[!adi. Rezotians vaqtida (II) ifodantng rcaktiv tashkii etuvchisi noiga teng boladi va kuchaytirish koeffitsienti o zining eng katta qiymatiga ega bo‘ ladi t

7-rasB.

K =

m₀MP_tP₂ t y r 7 'l ²¹
(a C_e|L_i2-it

R.

cl

₊ »'¥l._R

(12)

™o (0,

Ushbu ifodani konturlami bir xil deb olib va bog‘lantsh parametrinr kiritish orqall yanada soddalashtirish mumkin. 7-rasmda o‘zgarmas polosali kuchaytirgich konturlarining optima! bog'lanish holidagt chastotaviy xarakteristikasi koVsatilgan.