Цепи межкаскадной связи

Основные требования, предъявляемые к цепям межкаскадной свя­зи, следующие: независимость передачи сигнала от одного усилитель­ного каскада к другому от типа каскадов; минимальные потери, т. е. максимальный коэффициент передачи цепи; допустимые или минималь­ные искажения сигнала (частотные, фазовые, переходные), вносимые цепью межкаскадной связи; цепи должны удовлетворять условиям экс­плуатации усилителя, принятым для усилителя принципам конструк­тивно-технологического исполнения, служить для подачи питающих напряжений на электроды УЭ.

Цепи с непосредственной связью. При из­готовлении усилителя по интегральной технологии в основном приме­няются цепи с непосредственной связью между УЭ. В качестве УЭ в микросхемах применяются как биполярные, так и полевые транзисто­ры разных проводимостей. В ряде случаев для обеспечения определен­ных показателей усилителя в одной микросхеме используются как по­левые, так и биполярные транзисторы одновременно.

Резистивно-емкостная цепь межкаскад­ной связи. Усилитель, собранный по схеме с резистивно-емкостной свя­зью, прост и экономичен, надежен в работе, требует меньшего напряжения источника питания по сравнению с усилителем, собранным по

схеме с непосредственной связью. При правильно выбранной емкости он обеспечивает хорошие частотную, фазовую и переходную ха­рактеристики. Однако включение в усилитель разделительной емкости, все же ухудшает его характеристики, особенно в области нижних частот. Поскольку конденсаторы занимают на кристалле интеграль­ной микросхемы значительную площадь, появляются трудности в ре­ализации таких усилителей в интегральном исполнении.

Трансформаторная цепь межкаскадной связи. Основным достоинством трансформаторной схемы является воз­можность оптимизировать в рабочем диапазоне частот работу УЭ в усилительном каскаде: подбирая коэффициент трансформации транс­форматора, можно обеспечить такое сопротивление по переменному току для коллекторной цепи транзистора, при котором обеспечится максимальная мощность сигнала и высокий КПД.

Недостатками усилителей с трансформаторной межкаскадной це­пью связи является дороговизна, большая масса и габариты, низкая надежность трансформатора; необходимость защиты его от внешних магнитных полей, механических и климатических воздействий. Сущест­венный недостаток — это зависимость входного и выходного сопротив­лений трансформатора от частоты и наличие распределенных емко­стей обмоток, что вызывает значительные частотные и фазовые иска­жения. Трансформатор практически невозможно в настоящее время изготовить по интегральной технологии, что не позволяет реализовать трансформаторный усилитель в интегральном исполнении.

Оптическая связь осуществляется с помощью оптронов состоящих из излучателя света, оптического канала и фотоэлектрического преобразователя. Для осуществления хорошей оптической связи между элементами необходимо близкое совпадение спектральных характеристик этих элементов.

Достоинства: идеальная электрическая изоляция, отсутствие паразитных обратных связей между входом и выходом, возможность передачи большого объема информации, возможность коммутации и управления мощными электрическими цепями с помощью маломощных цепей.

Недостаток: Низкий коэффициент передачи за счет потери энергии на преобразование электрического тока в оптическое излучение и обратный процесс.

Выводы:1. Межкаскадные связи служат для передачи энергии сигнала от источника сигнала на вход усилителя и от предыдущего каскада к последующему.2. Межкаскадные связи разделяются на резисторно-емкостную, трансформаторную, дроссельно-емкостную и гальваническую связи. 3.Наибольшее распространение получили резисторо-емкостная и гальваническая связи благодаря их простоте и хорошей частотно-фазовой характеристике. 4. Резисторно-емкостную связь используют в усилителях переменного тока, гальваническую-в усилителях медленно изменяющихся по времени сигналов и в усилителях, выполненных по интегральной технологии. 5. Трансформаторную связь используют во входных и выходных цепях усилителя для перехода с симметричного тракта на несимметричный, и наоборот, а также для согласования входного и выходного сопротивлений усилителей с сопротивлением источника сигнала и нагрузкой. Трансформаторную связь можно также использовать в выходных каскадах усилителей звуковой частоты.6. Коэффициент полезного действия усилителя определяется режимом работы усилительных элементов, в частности усилительного элемента оконечного каскада, и связан с его углом отсечки. 7. Различают режимы работы усилительного элемента с отсечкой выходного тока (В, АВ, С, Д) и без отсечки (А), когда выходной ток протекает в течении всего периода. 8. Наибольший КПД усилителя при работе с отсечкой выходного тока. 9. Режим работы усилителя с отсечкой выходного тока применяется в двухтактных усилителях гармонических сигналов (режим В, АВ) и в усилителя, работающих на избирательную нагрузку – колебательный контур (режим С).

Контрольные вопросы:

1. Перечислите режимы работы усилительных каскадов.

2. Почему в режиме А практически отсутствуют нелинейные искажения?

3. Почему дроссельно-емкостная и трансформаторные связи не имеют широкого применения?

4. В чем достоинство каскадов с непосредственными связями?

5. Как в каскадах с непосредственными связями устраняется влияние по постоянному току?

6. В чем причина возникновения переходных процессов при переключении ключа на биполярном транзисторе?

7. Какие стадии включения биполярного транзистора можно выделить?

8. Почему применение форсирующего конденсатора в базовой цепи биполярного транзистора уменьшает время его переключения?

9. Какой из режимов имеет наибольший коэффициент полезного действия?

Дата добавления: 2014-11-16