Резонансные усилители нашли широкое применение в приемно-передающей аппаратуре связи, телевидении и радиолокации. Их исследованию посвящены десятки книг [1–6] и сотни статей [7, 8]. При проектировании гетеродинного тракта приемника дециметрового диапазона волн понадобился усилитель с выходной мощностью 10 дБм для накачки умножителя частоты 64 МГц, поэтому было предпринято данное исследование.
Целью данной работы является экспериментальное исследование резонансного усилителя с получением амплитудной и амплитудно-частотной характеристик. Объектом исследования является усилитель на трех биполярных транзисторах.
К усилителю предъявляются следующие требования:
• Рабочая частота 64 МГц.
• Максимальная выходная мощность не менее 10 дБм.
• Коэффициент усиления не менее 14 дБ в режиме малого сигнала (Pвх = –10 дБм).
• Ширина полосы пропускания по уровню минус 3 дБ от максимума не менее 20 МГц.
• Сопротивление входа и нагрузки 50 Ом.
• Напряжение питания 12,6 В.
• Ток потребления не более 100 мА.
Принципиальная схема усилителя (рис. 1). Из этого рисунка видно, что усилитель содержит два резонансных каскада на транзисторных VT1, VT2 и широкополосный эмиттерный повторитель на транзисторе VT3. Для исключения перегрузки выходного каскада мощным сигналом между вторым и третьим каскадом усилителя установлен двухсторонний ограничитель на диодах VD1, VD2.
Усилитель размещается на печатной плате из фольгированного стеклотестолита размером 140×40×1,5 мм. Все радиодетали установлены с одной стороны печатной платы. Вход и выход усилителя разнесены на противоположные стороны печатной платы. Унифицированные катушки L1, L2 типа КО-III-0,1 мкГн помещены в экраны. Для развязки в цепях питания транзисторов установлены фильтры нижних частот, состоящие из дросселей Др1 … Др3 и конденсаторов С2, С6, С11. Фото усилителя (рис. 2).
Первый эксперимент проводился на установке, содержащей векторный анализатор цепей типа «Обзор-103», ноутбук, источник питания типа GPS-3303, набор кабелей и переходов. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) усилителя в полной полосе прибора «Обзор-103» (рис. 3). Амплитудно-частотная характеристика в полосе 100 МГц (рис. 4). Из этих рисунков видно, что требования к усилителю выполняются.