Міжкаскадні зв'язки в підсилювачах

Багатокаскадні підсилювачі. Загальні відомості

Каскади попереднього підсилення.

1. Особливості каскадів попереднього підсилення (ПП).

Ці каскади забезпечують узгодження потужного вихідного каскаду підсилення з джерелом сигналу.Як правило працюють в режимі А. Головна умова, яка висувається до каскадів ПП – забезпечення максимальних коефіцієнтів підсилення. Рівні сигналів, які подаються на вхід ПП низькі, тому підсилювальні елементи (ПЕ) цих каскадів працюють в лінійному режимі і при аналізі ПП потрібно використовувати лінійні моделі: еквівалентні схеми ПЕ, рівняння чотириполюсників та ін.

Будь-який каскад підсилення складається з ПЕ і невеликої кількості потрібних пасивних ланцюгів.

На практиці ПП складається з декількох каскадів підсилення, з’єднаних між собою. Серед схем міжкаскадних ланцюгів розрізняють 4 основних види:

1) безпосередній зв’язок;

2) резистивно-ємнісний;

3) дросельно-ємнісний;

4) трансформаторний.

Через параметри міжкаскадних ланцюгів визначаються найважливіші параметри підсилювальних каскадів. Тому каскади носять відповідну назву каскадів з безпосереднім зв’язком, трансформаторних каскадів і т. ін.

1. Каскади з безпосереднім зв’язком.

Міжкаскадний зв’язок безпосереднього зв’яку найпростіший, економічний і надійний. Каскади з цим зв’язком мають необмежену частоту пропускання в області НЧ.

Недоліки: 1) електрод останнього каскаду має потенціал, рівний потенціалу вихідного електроду попереднього каскаду: таким чином живляча напруга повинна перевищувати суму напруг, живлячих окремий каскад;

2) необхідність застосування спеціальних методів стабілізації режимів по постійному струму, що ускладнює схему.

1. Резисторні каскади роздільними конденсаторами.

Ці каскади являються основними при підсиленні змінного струму.

Резисторно-ємнісний ланцюг, що використовується в цих каскадах, відрізняється від безпосереднього наявністю роздільного конденсатора (ємності), розв’язуючої по постійному струмі ПЕ різних каскадів. Тобто стабілізується режим роботи по постійному струмі, напруга живлення для таких підсилювачів потребується менша.

Недоліки: 1) введення виключає підсилення НЧ-сигналів;

2) погіршуються характеристики підсилювача в області ВЧ (збільшуються монтажні ємності та індуктивності).

Двокаскадний підсилювач на біполярному транзисторі:

В цих каскадах вихід попереднього каскаду з’єднаний із входом послідуючого каскаду за допомогою роздільних конденсаторів.

Використовуються біполярні транзистори p-n-p провідності. Напруга зміщення на базу відповідних ПЕ здійснюється за допомогою дільника напруги. Для температурної стабілізації робочої точки в ланцюг емітера ввімкнені , які зашунтовані достатньо великої ємності.

- вхідний опір транзистора при к.з. на виході;

- коефіцієнт зворотної передачі напруги при х.х. на вході;

- коефіцієнт прямої передачі струму при к.з. на виході;

- вихідна провідність при х.х. на вході.

Еквівалентна схема такого каскаду:

- крутизна транзистора, ввімкнена по схем з СЕ

где

Коефіцієнт підсилення по струму:

При використанні схем ввімкнення ПЕ з СБ або СК каскад розраховується по тим же формулам, лише використовуючи відповідні h-параметри транзистора.

Розглянуті каскади з безпосереднім і резисторно-ємнісним зв’язком називають ще резистор ними каскадами.

1. Трансформаторні каскади.

Використовуються для зв’язку між каскадами трансформаторний міжкаскадний ланцюг. Вони мають найбільше підсилення, найбільший ККД і найбільшу захищеність від своїх завад. Забезпечують симетрію виходу і входу каскаду відносно землі, можливе підключення до каскаду декількох незалежних джерел сигналу чи навантаження, і т.ін.

Недоліки: дороговизна, громіздкість, велика маса, необхідність захисту від зовнішніх магнітних полів (пов’язано з наявністю трансформатора), Великий спад АЧХ в області ВЧ.

Використовуються частіше всього ці каскади з трансформаторним виходом в вихідних підсилювальних каскадах. Велика завадостійкість дозволяє використовувати каскад з трансформаторним вхідним ланцюгом зазвичай в якості вхідного каскаду підсилювача.

Робота:

Трансформатор характеризується коефіцієнтом трансформації

- кількість витків вторинної обмотки;

- кількість витків первинної обмотки.

Еквівалентна схема трансформатора:

Где и - е.р.с. і внутрішній опір джерела сигналу;

- напруга на вході трансформатора

- приведений до первинної обмотки опір навантаження трансформатора:и

- приведена напруга на вихідних клемах трансформатора;

- індуктивність первинної обмотки;

- активний опір первинної і приведеної вторинної обмоток;

- індуктивність розсіювання;

- опір втрат.

Для запобігання втрат в магнітопроводі використовуються трансформатори із замкненими феромагнітними проводами.

Формули приведення:

На середніх частотах реактивною складовою схеми можна знехтувати, тоді еквівалентна схема трансформатора прийме вигляд:

Основні параметри можна розрахувати за слідуючими формулами:

ККД

Дата добавления: 2014-01-07