2.Классификация:

1. По виду входной величины:

- Усилитель по напряжению;

- Усилитель по току;

-Усилитель по мощности.

2.По диапазону усиливаемой частоты:

- постоянного тока ( =I ) ;

- переменного тока ( ≈ I ) .

3.По виду межкаскадных связей:

(Каскад – это однотипный набор элементов, связанных общей функциональной зависимостью)

1. Резисторная связь (Rс);

2. Гальваническая связь ( Rl) ;.

3. Трансформаторная или индуктивная связь.

3.Основные характеристики и параметры.

1.Амплитудная характеристика:

Работа усилителя должна выполняться на минимальном участке АЧХ для осуществления линейной зависимости : Ku = ∆Uвых /∆Uвх

Uвых

t

∆Uвых t

∆Uвх Uвх

Uвх

t

Uвх

Uвх2

2.АЧХ:

K umax

K umax/√2

∆f

0 fн fв fвх

Поскольку входной сигнал Uвх может быть гармоническим, но не синусоидальным, то гармоники, которые составляют этот сигнал усиливаются с разными коэффициентами усиления, следовательно, частотные искажения выходного сигнала, чтобы устранить , усиление должно идти с постоянным коэффициентом усиления. Поэтому считается допустимым снижение коэффициента усиления не более чем в √2 раз.

fв – fu = ∆ f – диапазон, получивший название полоса пропускания по АЧХ, определяющая полосу частот, пропускаемых без искажения сигналов.

3.ФЧХ:

Зависимость сдвига фаз между выходным и входным сигналом от частоты входного сигнала:

φ = φвых - φвх.

φ

∆f

fu fв fвх

Показывает: искажение выходного сигнала отсутствует, если сдвиг φ=0, неинвертирующий усилитель.

Другие важные параметры :

Ki = Iвых / Iвх

Kр =РIвых / Рвх >1.

Для обеспечения согласованного режима работы, всегда рассчитывают входное и выходное сопротивление:

R вх = Uвх /Iвх

R вых = Uвых /Iвых

В многокаскадном усилители при последовательном соединении:

Uвых 1

Uвх1 1 2 Uвых2

Uвх2

Ku = (Uвых2 * Uвых1)/( Uвх1 * Uвх2)= Ku1 * Ku2

K(коэффициент) –многокаскадного усилителя равен произведению, коэффициентов усиления отдельных каскадов.

4. Усилительный каскад напряжения

В усилителе промышленной электронике применяют схемы включения с ОЭ(общим эмитером ) или с ОИ(общим истоком), соответственно для биполярных и полевых транзисторов (U -напряжения).

В усилителях постоянного тока из схем с ОЭ и ОС(стоком) для усиления тока ,соответственно на биполярных и полевых транзисторах.

Каскад усилителя напряжения должен выполнять следующие действия:

1.Усиливать мощность входного сигнала.

2.Выполнять линейное усиление , т.е. гарантировать форму выходного сигнала такую же, как и входного.

3. Осуществлять температурную коррекцию схемы, при колебании температуры окружающей среды.

+Ек

Iк

Rб1 Rк

C1=Свх Iб С2=Свых

р n VT

n

U вх Iэ Сэ

Rб2 Rэ U(Rэ) Uвых

Uбо

-

Uбо – Urэ –Uбэ = 0 = > Uбэ = Uбо – Urэ

Uб Uвх Uвых

Uбо

Е

Усиление за счёт энергии источника питания Ек и

Регулирования коэффициента управления с помощью Rк.

Uко

Рассмотрим название элементов схемы:

1. Rб1 и Rб2 – для задания первоначального смещения Uбо между Б иЭ, установив Rб1 и Rб2 , который делит напряжение Ек, в такой пропорциональности, чтобы между Б и Э было Uбо.

Схема позволяет суммировать, смещение входного синусоидального сигнала и сигнала постоянного смещения Uоб, для того, чтобы задать рабочую точку через линейны характеристики.

2.Назначение С1: Uбо это значение больше, чем Uвх max, поэтому при отсутствии Uбо, сожжет входной источник питания. Свх не пропускает Uоб на вход.

3. Биполярный транзистор усиливает Uбо и Uвх, за счёт энергии источника питания Ек.

4.Rк - предназначен для изменения величины коэффициента усиления:

Ku = Uвых / Uвх = Uк /Uб

На выходе должны получить синусоидальное напряжение.

4. Свых , С2 предназначен для непропускания на выходе постоянного Uко

Uко – на входе не проходит , на выходе получается только усиление по амплитудной переменной составляющей, форма которого повторяет входной сигнал.

Температура коррекции:

С увеличением температуры окружающей среды количество зарядоносителей во всех слоях биполярного транзистора растёт.

T↑→ Iэ ↑ → Urэ ↑ =Iэ * Rэ → Uбэ↓ → Iэ↓

Показывает ,что в цепи R э (сопротивление ООС) осуществляется температурная коррекция положения рабочей точки.

5. Для исключения влияния колебания температур на коэффициент усиления , необходимо разделить путь движения в эмиттере цепи постоянной и переменной составляющей токов:

Постоянный ток протекает по Rэ и выполняет температурную коррекцию положения рабочей точки, а переменный i пропускаем через конденсатор большой ёмкостью Сэ.

Усилительный каскад напряжения на полевых транзисторах:

+Ек

Iс

Rс

Iз≈0 С2=Свых

φз =0 р n VT

n Ес

Uвх Сн

Rз Iн Rн Uвых

Ic ≈Iн

Схема усилителя на полевом транзисторе отличается положительными свойствами за счёт ВАХ полевого транзистора.

1.При подаче Uобр на затвор Rвх схемы становится большими Rвх>10000 : 10М Ом.

2.К затвору направленный ток Iобр мал и это ещё больше увеличивает Rвх.

Iи = Iс + Iз(Iз≈0)

Ic ≈Iн следовательно при малом Uпит Rвых – мало.

3.Малое Rвых = 1: 10кОм.

В виду значений Rвх и Rвых каскадов усиления напряжений на полевом транзисторе, рекомендуется следующее последовательное их соединение:

Предварительный 2-ой каскад

Uвх на полевом на биполярном Rн

VT VT

1.По сравнению с каскадом на биполярном транзисторе отсутствует делитель напряжения Rб1 иRб2, который задаёт смещение рабочей точки Uбо.

2.В схеме отсутствует конденсатор C1, предназначенный для защиты источника питания с малым Rвн от большого напряжения Uбо.

В ых. ВАХ Iс

Uзн=0

Uзн1 <0

Uзн2<Uзн1

Uсн

Коэффициенты напряжения:

Кu =10:100, но гораздо выше быстродействия.