Тема 4.3. Обратные связи в усилителях

Тема 4.2. Усилители мощности

Однотактные и двухтактные, трансформаторные и бестрансформаторные усилители, режимы работы. Многокаскадные усилители.

При изучении этой темы все параметры и характеристики каскада усиления необходимо учитывать, что усилители мощности (УМ) обычно являются оконечными каскадами многих радиотехнических устройств. При этом полезная мощность, выделяемая в нагрузке, соизмерима с максимально допустимой мощностью, рассеиваемой усилительным прибором, который в данном случае будет работать в режиме большого сигнала.

Важно уметь объяснять следующие особенности усилителя мощности по сравнению с усилителем напряжения:

1. Выходной сигнал по форме может отличаться от входного, что приведет
к заметным нелинейным искажениям. При этом расчет каскада по параметрам, справедливый только для рабочей точки и малой области около нее (режим
малого сигнала), дает неверные результаты. В связи с этим такие каскады рассчитывают для области средних частот графически, используя статические входные и выходные характеристики.

2. Нагрузка усилителя является, как правило, низкоомной и не соответствует оптимальной. Поэтому для усилителей мощности характерно наличие согласующего устройства, основной целью которого является преобразование сопротивления нагрузки и доведения его до величины, наиболее благоприятной для эффективной работы усилительного прибора с точки зрения получения требуемой мощности при допустимом уровне нелинейных искажений.

3. На долю усилителя мощности приходится основная часть потребляемой энергии и зачастую он определяет экономичность всего устройства.

Работу усилителя мощности и назначение элементов удобнее пояснять на примере схемы однотактного трансформаторного усилителя напряжения.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение усилителя мощности.

2. Дайте характеристику схемы однотактного трансформаторного УМ и поясните назначение ее элементов.

3. Каковы достоинства и недостатки применения трансформаторов в выходных каскадах?

4. Для каких целей применяют фазоинверсные каскады?

5. Почему в двухтактном УМ необходима полная симметрия схемы?

6. Как определить общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя?

7. Каким образом учитываются коэффициенты частотных искажений и углы сдвига фаз, вносимые отдельными каскадами, в многокаскадном усилителе?

[ 1, с. 323–335, 346–354; 2, с. 182–189; 3, с. 217–228].

Обратные связи (ОС) по току и напряжению, последовательные и параллельные. Отрицательная ОС и ее влияние на параметры усилителя.

Причины появления обратной связи в усилителе:

– физические свойства усилительных приборов (внутренняя обратная связь). Примером может служить обратная связь, образованная за счет емкости база – коллектор в транзисторе;

– наличие паразитных емкостей, индуктивных и других связей в схемах, создающих пути для обратной передачи сигнала. Такие связи называют паразитными обратными связями;

– введение в схему специальных цепей (внешние обратные связи).

Внутренними и паразитными связями нельзя управлять, и они нередко изменяют свойства усилителя в нежелательном направлении, например могут привести к искажению АЧХ и даже к самовозбуждению усилителя.

Внешняя обратная связь легко управляема и ее вводят для улучшения показателей усилителя: повышения стабильности коэффициента усиления, снижения искажений всех видов, уменьшения собственных помех и т. д.

При изучении различных видов ОС необходимо обратить внимание на применение каждого вида ОС. Поскольку в усилителях обычно используются каскады с общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК), общим истоком (ОИ) и общим стоком (ОС), вид обратной связи можно легко определить по способу подачи ее сигналов во входную цепь. Если сигнал обратной связи поступает на эмиттер (или исток) транзистора, то связь последовательная, а если на базу (или затвор), то параллельная. Для определения вида обратной связи: отрицательной обратной связи (ООС) или положительной обратной связи (ПОС) необходимо просмотреть прохождение полуволны входного сигнала во всех точках схемы усилителя.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение обратной связи.

2. Назовите причины появления обратных связей.

3. Какие виды обратных связей вы знаете?

4. Почему эмиттерная стабилизация лучше, чем коллекторная?

5. Поясните принцип действия ООС в усилителе с общим эмиттером.

6. Как обратная связь влияет на коэффициент усиления усилителя?

[ 1, с. 211–225].

Дата добавления: 2015-05-07