Нелинейные явления в УРЧ (устройство радиочастоты)

Введение

Усилителем радиочастоты (УРЧ) называют каскады, усиливающие
сигналы на несущей частоте. В литературе усилители радиочастоты называют
усилителями преселекторов (УП), усилителями сигнальной частоты (УСЧ) и
усилителями высокой частоты (УВЧ) [1].
Предполагается, что усилительный элемент линеен. Однако реальные
электрические цепи нелинейны, что приводит к искажению принимаемых
сигналов. К нелинейным элементам относят лампы, транзисторы, варикапы и
др.
Нелинейность каскадов, присутствие мешающих сигналов на входе
приемника приводит к возникновению множества комбинационных сигналов,
влияющих на помехоустойчивость аппаратуры.
Таким образом, анализ нелинейных процессов, происходящих в
усилительных элементах, является необходимым условием конструирования
помехоустойчивой аппаратуры.
Целью данной работы является рассмотрение нелинейных явлений,
возникающих в усилителях радиочастоты.

1. Устройство УРЧ

УРЧ обеспечивает усиление и избирательность по входному сигналу. В
качестве усилительного электронного прибора (ЭП) используются транзисторы
и усилительные электронные лампы. Усилитель радиочастоты включается
непосредственно за входной цепью (ВЦ). Входная цепь (ВЦ) предназначена
для передачи сигнала из антенны на вход усилителя радиочастоты (УРЧ) и
осуществления предварительной частотной селекции. Выход УРЧ подключают
к детектору в приемнике прямого усиления или к преобразователю частоты. В
последнем случаем УРЧ используется в супергетеродинном приемнике [1].
Для улучшения избирательных свойств, в качестве нагрузки в каскадах
применяются колебательные контуры. Перестройка колебательного контура
обычно осуществляется при помощи конденсаторов переменной емкости.
Усилители радиочастоты осуществляют избирательное усиление слабого
полезного сигнала и увеличивают чувствительность приемника за счет
снижения его коэффициента шума. Основными электрическими
характеристиками УРЧ являются резонансный коэффициент усиления,
избирательность, коэффициент шума, искажения, вносимые усилителем, и
устойчивость работы.
Транзисторные усилители радиочастоты выполняются как по схеме с
общим эмиттером, так и по схеме с общей базой. Усилители с общей базой
используются в более высокочастотном диапазоне чем усилители с общим
эмиттером.[1] В УРЧ широко применяются каскадные схемы, представляющие
собой два последовательно включенных каскада. Структурная схема
каскадного УРЧ представлена на рисунке 1.