Основные параметры и характеристики усилителей.Обратныесвязи,их влияние на работу усилителя

Принцип управления выпрямленным напряжением задержкой открывания тиристоров

Усилителями называются устройства, в которых сравнительно маломощный входной сигнал управляет передачей значительно большей мощности из источника питания в нагрузку.Основными параметрами усилителя являются:

- K_U = U _вых / U _вх – коэффициент усиления напряжения;

- K_I = I _вых / I _вх – коэффициент усиления тока;

- K_P = P _вых / P _вх = U _вых I _вых / U _вх I _вх = K_UK_I – коэффициент усиления мощности;

- R _вх и R _вых – соответственно входное и выходное сопротивления усилителя.

Важнейшим показателем усилителей является амплитудно-частотная характеристика (АЧХ), отражающая зависимость коэффициента усиления напряжения от частоты сигнала K_U(f). По виду АЧХ усилители делят на усилители постоянного тока (УПТ), (имеются также в виду усилители медленно меняющегося сигнала); усилители звуковых частот (УЗЧ) (их называют также усилителями низкой частоты (УНЧ); усилители высокой частоты (УВЧ); широкополосные, избирательные и др.

В зависимости от способа включения усилительного элемента различают схемы:

– с общим эмиттером (истоком);

– с общей базой (затвором);

– с общим коллектором (стоком).

В зависимости от полосы усиливаемых частот различают

– усилители постоянного тока (УПТ);

– усилители низкой частоты (УНЧ);

– избирательные усилители.

По назначению усилители делятся на

– усилители тока;

– усилители напряжения;

– усилители мощности.

Усилители тока предназначены для усиления до заданного значения протекающего через нагрузку тока.

В усилителе напряжения режим работы выбирается так, чтобы напряжение сигнала на его выходе было больше входного. При этом величина мощности сигнала на выходе усилителя не имеет существенного значения.

В усилителе мощности основной задачей является выделение заданной мощности сигнала на полезной нагрузке. При этом выходное напряжение может быть меньше, чем на входе.

По виду нагрузки активного усилительного элемента различают

– резистивные усилители;

– трансформаторные;

– резонансные.

Простейшая схема усилительного каскада

Для устранения температурной зависимости в цепь смещения можно включить элементы коррекции, сопротивление которых зависит от температуры, например, терморезистор или диод.

В качестве элемента ООС в схеме используется резистор . Сопротивление участка база - эмиттер транзистора R_бэ, резисторы и образуют замкнутый контур. Для этого контура справедлив второй закон Кирхгофа, согласно которому . Таким образом, ООС всегда препятствует любому изменению тока эмиттера, а значит, и тока базы тем эффективнее, чем больше значение R_э. Но это значит, что ООС будет препятствовать и приращению тока коллектора под воздействием входного сигнала, резко уменьшая коэффициент усиления каскада.

Чтобы не допустить возможного уменьшения коэффициента усиления каскада с ООС, параллельно R_э включают емкость С_э. Значение емкости выбирают из условия на минимальной частоте сигнала. В этом случае переменная составляющая (сигнал) будет замыкаться по С_э, а медленно изменяющиеся составляющие температурной нестабильности - по R_э.

16.Однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе с общим эмиттером: принцип действия

Типичная схема усилительного каскада на транзисторе с ОЭ показана на рис.3.4,а.

Входное усиливаемое переменное напряжение Uвх подводится ко входу усилителя через разделительный конденсатор С1. Конденсатор С1 препятствует передаче постоянной составляющей напряжения входного сигнала на вход усилителя, которая может вызвать нарушение режима работы по постоянному току транзистора VT. Усиленное переменное напряжение, выделяемое на коллекторе транзистора VT, подводится к внешней нагрузке с сопротивлением Rн через разделительный конденсатор С2. Этот конденсатор служит для разделения выходной коллекторной цепи от внешней нагрузки по постоянной составляющей коллекторного тока Iкр

Рис. 3.4

Значения Iкр и других постоянных составляющих тока и напряжения в цепях транзистора зависят от режима его работы (начального положения рабочей точки).

Рабочей точкой транзистора называют точку пересечения динамической характеристики (нагрузочной прямой) с одной из статических вольт-амперных характеристик. Режим работы транзистора определяется начальным положением рабочей точки (при отсутствии входного переменного сигнала). Это положение определяется на характеристиках совокупностью постоянных составляющих токов и напряжений в выходной IКр, UКЭр и входной IБр, UБЭр цепях (рис. 3.4, б, в).

При работе транзистора в активном (усилительном) режиме (класса А) рабочая точка должна находиться примерно посередине отрезка АВ нагрузочной прямой. Предельные изменения входного тока базы должны быть такими, чтобы рабочая точка не выходила за пределы отрезка АВ.

Начальное положение рабочей точки обеспечивается делителем напряжения, состоящим из резисторов R1 и R2, значения сопротивлений которых определяются из соотношений:

R1 =;

R2 =.

где Iд = (2...5)IБр - ток в цепи делителя.

При обеспечении режима работы транзистора необходимо осуществить температурную стабилизацию положения рабочей точки (уменьшить влияние температуры на начальное положение рабочей точки). C этой целью в эмиттерную цепь введен резистор Rэ, на котором создается напряжение ООС по постоянному току URэ.

Для устранения ООС по переменному току (при наличии входного переменного сигнала) резистор Rэ шунтируют конденсатором Сэ, сопротивление которого на частоте усиливаемого сигнала должно быть незначительным.

Дата добавления: 2015-06-04