- •Курс лекций по Промышленной Электронике
- •Лекция № 1.
- •Все характеристики и параметры усилителей можно разделить на три основные группы:
- •Лекция № 2.
- •1.Схемы включения транзистора. Принцип усиления.
- •2.Рабочая точка. Расчет каскада усиления по постоянному току.
- •Принцип усиления на примере с общей базой.
- •Тепловой ток Iк0– это обратный ток коллекторного перехода. Этот ток обусловлен неосновными носителями заряда.
- •Лекция № 3
- •1. Расчет по постоянному току.
- •2. Расчет по переменному току.
- •Лекция № 4.
- •1. Расчет каскада по переменному току.
- •2. Особенности работы усилителей на низких и высоких частотах.
- •Лекция № 5.
- •1. Схема с общим коллектором.
- •2. Отрицательно обратные связи в уменьшительных каскадах.
- •Лекция №6.
- •1. Усилители мощности низкой частоты (унч).
- •Лекция №7.
- •1. Усилители мощности. Источники стабильного тока.
- •2. Усилители постоянного тока.
- •Лекция №8.
- •Лекция № 9. Операционные усилители
- •Лекция № 10.
- •Лекция № 11.
- •Активные фильтры.
- •Лекция № 12.
- •Лекция № 13.
- •1) За счет особых средств вах (параметрическая стабилизация).
- •2) За счет автоматического регулирования выходного напряжения (компенсационная стабилизация).
- •Лекция № 14.
- •Лекция № 15.
- •Лекция № 16. Электронные узлы на логических элементах.
- •Лекция № 17.
- •Лекция № 18.
- •Лекция №19
Лекция №6.
1. Усилители мощности низкой частоты (унч).
Пример построения усилителя с отрицательной обратной связью. Два каскада, схема с общим эмиттером (схема p-n-p):
Рис.6.1.
Двухкаскадный усилитель с межкаскадными связями.
R’ос Rэ1 – последовательная отрицательная обратная связь по напряжению (в противофазе входному напряжению);
R-C-цепочка нужна для термостабилизации;
Входное сопротивление увеличивается, а выходное – уменьшается.
C’p5R”ос – параллельная отрицательная обратная связь по току.
Исключаем из цепи Cэ , чтобы не было искажений по переменной составляющей.
Межкаскадная отрицательная обратная связь (ООС) – с выхода второго каскада на вход первого каскада.
Местная последовательная ООС по току проходит через Rэ1 .
1.местная ООС по току (по переменному току местной ООС нет).
2.местная ООС по току (и по постоянному, и по переменному токам).
Усилители мощности являются выходными каскадами многокаскадного усилителя и служат для обеспечения в нагрузке заданной мощности (нагрузка является низкоомной 3-12 Ом).
В связи с тем, что требуется большая мощность и выходное напряжение довольно большой амплитуды, то ток достигает больших величин.
Необходимо усилить и ток, и напряжение.
Особое значение приобретает коэффициент полезного действия (КПД), поскольку уже в режиме покоя будут потребляться большие токи и большие напряжения, выделяться большая мощность (КПД сильно снижается, если работает в режиме класса А на линейном участке характеристики (схема с общим эмиттером (ОЭ))).
Рис.6.2.
В схему включают еще один транзистор, потому что один из транзисторов пропускает верхнюю часть графика, а другой – нижнюю, и, таким образом, на нагрузку попадает все напряжение).
Рис.6.3.
Рис.6.4.
Достаточно большие нелинейные искажения, обусловленные довольно большой нелинейностью на начальном участке характеристики.
Режим класса АВ:
А
АВ
t
Рис.6.5. t
Рис.6.6.
Нелинейные искажения сильно уменьшаются. Режим класса АВ является основным усилителем мощности.
Режим класса В:
Pн – мощность, выделяемая на нагрузке;
Pсум – общая мощность;
;
Eп – напряжение питания, 𝛾 – коэффициент использования Eп
Eп = 𝛾, 0<𝛾<1;
𝛾 = 1: ;
Pсум = IсрEп ;
;
Pсум = ;
;
𝛾 = 1: 𝛈 = =0,785 = 78,5% = 𝛈max;
Режим класса А:
𝛈 = 20%;
Типовая схема выходного каскада в режиме класса АВ:
VT1
VD1
VD2 VT2
Рис.6.7.
Двухтактный выходной каскад, схема включения с общим коллектором (ОК).
Основная проблема режима АВ – поддержка неизменным от температуры тока покоя – в этом и состоит задача термостабилизации выходного каскада.
VD1,VD2 – элементы термокомпенсации.
С увеличением температуры увеличиваются обратные токи, токи коллектора.
Чем выше температура, тем меньше напряжение на диодах.
ООС по току стабилизирует уходы тока.