Многокаскадные усилители

Усилительный каскад обеспечивает коэффициент усиления по напряжению, как правило, десятки. В практике очень часто необходимо получить усиление по напряжению достигающее много тысяч и даже миллионов. Для решения такой задачи используют многокаскадные усилители, в которых каждый последующей каскад подключен к выходу предыдущего.

Коэффициент усиления многокаскадного усиления K_u =

При выполнении условия U_{вых 1} = U_{вх 2}, U_{вых 2} = U_{вх 3}.... U_{вых n-1} = U_{вх n}, он равен произведению коэффициентов усиления всех каскадов.

K_u = K₁ * K₂..... K_n.

Рис. 5.6 Структурная схема многокаскадного усиления.

Способы соединения (связи) каскадов зависят от вида многокаскадного усилителя:

1. Усилители с непосредственной связью (резистивной связью).

В усилениях постоянного тока (УПТ) вход последующего каскада подсоединяется к выходу предыдущего каскада непосредственно или с помощью резистора.

2. Резистивно – емкостная связь. В усилениях переменного тока (УНЧ, УВЧ, ШПУ) для связи между каскадами используются конденсаторы и резисторы.

3. Трансформаторная связь.

В избирательных усилителях, усилителях мощности для связи между собой и связи усилительного каскада с нагрузкой иногда используют трансформатор.

Конденсаторы и трансформаторы в усилителях переменного напряжения служит для отделения переменной составляющей выходного напряжения от постоянной составляющей напряжения на нелинейном элементе, создаваемой источником постоянной э.д.с.

Схема транзисторного усилителя с резисторно–ёмкостной связью между каскадами приведена на рис. 5.7

Рис. 5.7 Двухкаскадный усилитель с резисторно–ёмкостной связью между каскадами

Данная связь простая, но она обеспечивает плохое согласование большого выходного сопротивления предыдущего каскада с малым входным сопротивлением последующего каскада, что приводит к значительному уменьшению коэффициента усиления.

Схема транзисторного усилителя с трансформаторной связью между каскадами приведена на рис. 5.8

Рис. 5.8 Двухкаскадный усилитель с трансформаторной связью между каскадами.

Усилитель с такой связью обеспечивает хорошее согласование между каскадами. Для лучшего согласования трансформаторы ставят понижающими.+

Но они дороже усилителей с RC – связью (из-за трансформатора).

Подманивание вторичной цепи трансформатора постоянной составляющей тока вызывает дополнительные нелинейные искажения, возникающие за счет нелинейности кривой намагничивания сердечника трансформатора. Частотные искажения трансформаторного усилителя больше частотных искажений усилителя RС-связью за счет влияния на частотную характеристику резонансных свойств обмоток трансформатора.

Выходные каскады транзисторных усилителей (усилителей мощности ).

В промышленной электронике часто возникает необходимость получения в нагрузочном устройстве максимальной мощности усиленного сигнала. Усилительные каскады, обеспечивающие получение максимальной мощности называют усилителями мощности.

Нагрузочным устройством усилителей мощности являются обмотки электродвигателей, реле, громкоговорители и др. элементы, имеющие небольшое сопротивление (единицы и десятки Ом).

Основным параметром, характеризующим работу усилителя мощности, является коэффициент усиления по мощности К_р.

Получение требуемой мощности в нагрузочном устройстве обеспечивается:

- выбором соответствующего транзистора,

- обеспечением хорошего согласования выходного сопротивления усилительного каскада с сопротивлением нагрузки.

Выходное сопротивление усилительных каскадов с общим эмиттером (общим истоком в полевых транзисторах) единицы кОм, а сопротивление нагрузки в десятки раз меньше.

Для согласования этих сопротивлений служат понижающие трансформаторы. Наибольшее распространение получили однотактные, двухтактные усилители мощности, а также бестрансформаторные усилители мощности.

Дата добавления: 2015-06-04