2.9.5 Усилитель промежуточной частоты (упч)

УПЧ обеспечивает основное усиление, требуемую полосу про­пускания и частотную избирательность супергетеродинного при­емника.

Коэффициент усиления УПЧ достигает значения 10⁴—10⁵, что возможно лишь при большом числе каскадов, доходящем до 8—10. Промежуточная частота, как правило, постоянна, и УПЧ не перестраивается, что позволяет использовать в них сложные резонансные системы и получить резонансные характеристики, близкие к прямоугольной. Последнее обеспечивает при заданной полосе пропускания высокую избирательность.

В радиолокационных приемниках широко применяются сле­дующие разновидности схем УПЧ:

1. Одноконтурные усилители с настроенными каскадами.

2. Одноконтурные усилители с парами взаимно расстроенных каскадов. Этот усилитель содержит четное число каскадов, при­чем нечетные каскады настраиваются на одну частоту;

а четные — на другую частоту:

В результате каждая соседняя пара каскадов оказывается вза­имно расстроенной.

3. Одноконтурные усилители с тройками взаимно расстроен­ных каскадов. Усилители такого типа состоят из нечетного числа каскадов, кратного трем. В каждой тройке один из каскадов на­страивается на среднюю частоту f₂=f_пр, а два других — на ча­стоты, расположенные симметрично относительно номинальной промежуточной частоты:

Одноконтурный усилитель с настроенными каскадами обладает наилучшей стабильностью параметров, удобен в настройке и ре­гулировке. Поэтому он широко применяется, когда заданная по­лоса пропускания не превосходит 3 МГц, а коэффициент усиле­ния — не более 10⁵,

При более широкой полосе пропускания (3—10 МГц) приме­няют одноконтурные УПЧ с взаимно расстроенными каскадами или двухконтурные усилители, обеспечивающие одновременно лучшую избирательность.

Для обеспечения узкой полосы пропускания и одновременно высокой избирательности, что особенно актуально для современ­ной радиолокации непрерывных сигналов, применяют УПЧ с фильтрами сосредоточенной селекции (ФСС).

ФСС представляет собой ряд параллельных контуров LC, связанных между собой внешней емкостной или внешней индук­тивной связью (рис. 2.70).

Для более эффективной передачи энергии полезного сигнала на концах фильтра включают активные сопротивления R. Благо­даря этому обеспечивают согласование выходного сопротивле­ния. усилительного элемента и входного сопротивления следую­щего каскада с резонансным сопротивлением фильтра.

В тех случаях, когда обеспечить узкую полосу пропускания (десятки — сотни герц) и высокую избирательность при по­мощи ФСС с обычными колебательными контурами L, С не пред­ставляется возможным из-за ограниченной добротности послед­них (Q₀ не более 250), применяют усилители с пьезоэлектриче­скими фильтрами.

Кроме перечисленных типов УПЧ в радиолокационных прием­никах находят применение широкополосные бесконтурные изби­рательные усилители, УПЧ с логарифмической амплитудной ха­рактеристикой, обладающие большим динамическим диапазоном.

В резонансных усилителях могут возникать паразитные обрат­ные связи. Эти обратные связи вызывают изменение технических показателей усилителя и могут привести к самовозбуждению кас­кадов. Поэтому необходимо для обеспечения стабильности ра­боты усилителя ослаблять паразитные обратные связи.

На практике в многокаскадных усилителях для ослабления паразитных обратных связей применяют рациональное располо­жение каскадов (в линию) и монтажных проводов, экранируют колебательные контуры, отдельные соединительные провода и элементы усилителя, применяют развязывающие фильтры в це­пях питания и регулирующих напряжений.