TTS Moduł 7

W Wykładzie zawarto bardzo obszerny materiał. Zrozumienie i przyswojenie sobie jego treści nie powinno przysparzać problemów, o ile przypomnimy sobie co to jest tranzystor, jak działa wzmacniacz. Powinniśmy już z łatwością operować wprowadzonymi wcześniej pojęciami macierzy rozproszenia, sensem fizycznym jej współczynników i dopasowaniem obwodu. Współczesna technika przetwarzania i transmisji sygnałów w zakresie fal radiowych, mikrofalowych i milimetrowych oparta jest na tranzystorach. Ich technologia pozwala wykonywać je w rozmaitych postaciach i do rozmaitych celów. W prezentowanym wykładzie zajmiemy się bardzo ważną funkcją tranzystorów: wzmacnianiem.

---

Wykład jest obszerny, zawiera wiele materiału, nowych informacji i pojęć, które należy sobie przyswoić. Zaczynamy od definicji wzmocnienia i opisu warunków stabilności. Jest to dodatek do teorii obwodów. Następnie poznajemy tranzystor jako element obwodu mikrofalowego, trochę szczegółów o jego wewnętrznej strukturze, jego macierz rozproszenia, ograniczenia częstotliwościowego zakresu pracy, rozmaite konfiguracje i sposoby włączenia do obwodu. Tranzystor mikrofalowy pełni rozliczne role w układach mikrofalowych, ale dwie z nich są najważniejsze: wzmacnianie i generacja sygnałów. W kolejnych segmentach studiujący zapoznaje się ze wzmacniaczami tranzystorowymi, kryteriami doboru tranzystorów, rolą mikrofalowych obwodów towarzyszących, wreszcie specyfiką wzmacniaczy mocy. Szumy, to bardzo ważny dział wiedzy elektronicznej, spotykamy się z nimi wszędzie w procesach wytwarzania i obróbki sygnałów. Poświęcamy im zaledwie tylko 2 ekrany.

---

Na rysunku pokazano bardzo uproszczone schematy blokowe nadajnika i odbiornika łącza radiowego. Przesłanie informacji drogą radiową wymaga złożonej obróbki sygnałów. Trzy procesy są w szczególności chętnie stosowane. Generacja sygnału wykorzystana została w układzie nadajnika, gdzie umieszczono lokalny oscylator nadajnika LON, a także w odbiorniku, w którym pracuje lokalny oscylator LOO. Wzmacnianie sygnału wykorzystane jest w obu układach wielokrotnie. W układzie nadajnika wzmacniacz W służy do uzyskania odpowiedniego poziomu mocy kierowanej do anteny AN. W układzie odbiornika wzmacniacze W1 i W2 podnoszą poziom mocy do poziomu, przy którym może zachodzić detekcja. Przetwarzanie częstotliwości wykorzystane jest w nadajniku, gdzie modulator M1 zapisuje na nośnej informację, oraz w odbiorniku, gdzie mieszacz M2 obniża częstotliwość usuwając nośną i kieruje sygnał do detektora D pełniącego rolę demodulatora.

---

Wyróżnia się 2 podstawowe konfiguracje układów wzmacniaczy: Wzmacniacz transmisyjny, o konfiguracji jak na rysunku a), w której obwód aktywny jest dwuwrotnikiem. Właściwości wzmacniające wzmacniacza opisuje transmitancja $S_{21}\,$, a o jego dopasowaniu decydują reflektancje $S_{11}\,$ i $S_{22}\,$. Wzmacniacz odbiciowy, o konfiguracji pokazanej na rysunku b), w której obwód aktywny jest jednowrotnikiem. Właściwości wzmacniające tego układu opisuje współczynnik odbicia $\Gamma \,$ o module $>1\,$ . Aby z układu odbiciowego uzyskać układ transmisyjny konieczne jest użycie cyrkulatora. W tym przypadku o dopasowaniu wzmacniacza decydują parametry cyrkulatora.

---

W tym punkcie analizowany będzie układ generator - wzmacniacz - obciążenie. Generator reprezentowany jest tutaj przez parametry $E\,$ i $\Gamma _{G}\,$, Wzmacniacz jest dwuwrotnikiem opisanym macierzą [S], Obciążenie reprezentowane jest współczynnikiem odbicia $\Gamma _{L}\,$. Z punktu widzenia generatora wzmacniacz i obciążenie można zastąpić jednowrotnikiem o współczynniku odbicia przez 1. Natomiast obciążenie ”widzi” źródło o parametrach $E'\,$ i $\Gamma _{2}\,$, przy czym najistotniejsza jest wartość współczynnika odbicia $\Gamma _{2}\,$.