12
2.3 Обоснование выбора типа усилителей
Усилители мощности состоят обычно из нескольких каскадов, схемы
которых могут отличаться. Это обусловлено различными требованиями
предъявляемыми к ним, режимом работы и так далее.
Энергетические характеристики усилителей мощности определяются в
основном режимом работы оконечного каскада, которые зависят от угла
отчески, способа включения активного элемента, напряжённости режима
работы, степени использования активного элемента по мощности.
Задача обеспечения высоких энергетических и качественных
характеристик является противоречивой, решение которой зависит прежде
всего от вида модуляции. Так в усилители мощности передатчиков с угловой
модуляцией амплитуда усиливаемого сигнала постоянна. Поэтому в мощных
каскадах необходимо использовать режим работы второго рода (с отсечкой),
критический, перенапряжённый, а если позволяют рабочие частоты, то и
ключевой режимы. Это обеспечивает высокий КПД усилителя. Что касается
возникающих при этом амплитудно-частотных и фазочастотных искажений,
то ввиду высокой помехозащищённости угловой модуляции, они мало
влияют на качество связи. Возникающие при работе с отсечкой и при
высоком использовании активного элемента нелинейные искажения создают
каналы паразитного излучения и прежде всего на гармониках. Однако
уровень этого излучения может быть ограничен применением фильтров
гармоник или двухтактного включения активного элемента.
В современных передатчиках с ФМ широкое использование
транзисторов ограничивается лишь требованиями малых нелинейных
искажений. Режим работы транзистора выбирают слабоперенапряженным,
близким к граничному (=(1,01…1,02)гр). Угол отсечки принимают
оптимальным по энергетическим показателям. В схеме с ОЭ рекомендуют
применять = 70…80
0
Z, при ОБ Θ = 90
0
.
При усилении ФМ колебаний основным требованием является высокая
линейность фазовой характеристики. При этом усиление ФМ колебания
имеет особенности, состоящие в том, что нелинейные искажения ФМ сигнала
определяются нелинейностью не только фазовой характеристики усилителя,
но и изменением амплитуды в зависимости от уровня сигнала. В
предварительных каскадах передатчика необходимо не считаясь с КПД
каскадов, со степенью использования транзисторов по мощности и
сложностью схемы, получить минимально возможный уровень нелинейных
искажений. Поэтому в этих каскадах транзисторы работают в
слабоперенапряженным режиме колебаниями класса В [3,10].
В оконечных каскадах мощных транзисторных РПДУ можно
использовать двухтактные схемы с транзисторами в перенапряжённом
режиме класса В (угол отсечки Θ=90
0
, реже используются схемы с углом
отсечки Θ=180
0
).