Трансформаторный усилитель

Схема имеет те же элементы, что и периодического, только вместо активного сопротивления в цепь коллектора включается трансформатор.

Если сопротивления не равны, то ставим трансформатор:

- коэф. трансформации.

Рассмотрим, как трансформатор ведет себя в диапазоне частот, для этого рассмотрим схему замещения трансформатора.

В схеме замещения L1 – индуктивность первичной обмотки, Rа – активное сопротивление обмоток трансформатора.

Ls – поток рассеивания, который обусловлен потоком рассеивания м/д. первичной и вторичной обмотки: .

Рассмотрим, какое затухание имеет данная схема в диапазоне частот от 0 до ∞ для чего рассмотрим влияние каждого из параметров трансформатора на рабочее затухании в диапазоне частот.

Трансформатор обеспечивает пропускание широкой полосы частот (широкополосный фильтр).

Коэф. усиления трансформаторного каскада будет величиной имеющей обратную зависимость по отношению к затуханию.

- зависит от L1, если он должен быть низкочастотным, то L1 – больше.

Рассмотрим работу трансформаторного усилителя по входным характеристикам:

По току нагрузочная прямая имеет точно такой же вид, как и при активном сопротивлении в коллекторе . Поэтому и рост всех параметров трансформаторного усилителя ведется точно так же как и для случая с сопротивлением коллектора чисто активным. Трансформаторные каскады наиболее часто используются в усилителях мощности для согласования с линией, с нагрузкой.

Резонансный усилитель

Резонансный усилитель имеет колебательный контур:

Частичное включение контура обеспечивает его высокую добротность за счет меньшего влияния сопротивлений генератора и нагрузки.

Рассмотрим, как влияет величина сопротивления в коллекторной цепи на . Рассмотрим 2-е нагрузочные прямые: чем больше Rк, тем выше , т.к. чем больше , тем больше . Поэтому чем выше добротность контура тем больше .

Резонансные усилители имеют узкую полосу, поэтому для получения более широких полос пропускания используют резонансные усилители, имеющие несколько контуров настроенные на разные частоты резонанса.

Схемы автогенераторов Автогенератор, выполненный по 3-х точечной схеме

Это схема содержит усилительный элемент триод и пассивный трехполюсник выполненный из Z1, Z2, Z3 с высокой добротностью.

Наличие пассивного трехполюсника обеспечивает баланс фаз, т.е.напряжение с коллектора подается на базу со сдвигом т.к. сам триод поворачивается на . Поэтому характер реактивности не может быть произвольным и обязательным условием является то, что Z1 и Z2 должны иметь одинаковый характер, а Z1 и Z3 – противоположный.

В зависимости от характера сопротивления могут 2-и схемы включения автогенератора:

- индуктивная трехточка.

- емкостная трехточка.

Они имеют вид:

Генератор с использованием моста Вина

Два усилительных каскада У1 и У2 обеспечивают сдвиг по фазе на , а мост Вина обладает свойством полосового фильтра имеющим резонансную частоту, которая определяется по выражению:

На этой частоте мост обеспечивает минимальное затухание сигнала при его прохождении и сдвиг по фазе равный нулю. При прохождении сигнала через мост имеет место его затухание, которое зависит от сопротивления моста. Поэтому для выполнения баланса амплитуд имеется выражение:

Обычно мост имеет С1=С2, а R1=R2, тогда частота резонанса (ωр) будет : 1/RC, а

RC – генераторы с фазосдвигающими цепями

Данная схема имеет усилитель однокаскадный, фазосдвигающие RC – цепочки, который фактически включен в обратную связь. Усилитель сдвигает на . Для того, чтобы возникла генерация, необходимо, чтобы фазосдвигающая цепочка обеспечивала дополнительный сдвиг фазы еще на .

Обычно фазосдвигающие цепочки имеют одинаковые значения R и C соответственно и частота, при которой обеспечивается сдвиг на определяется:

.

Коэф. передачи фазосдвигающей цепочки: .

Реальные схемы автогенераторов устройств ЖАТС наиболее часто выполняются по трансформаторной схеме, например, путевые генераторы АЛС для метро. Только колебательный контур располагается не в коллекторной цепи, а в эмитерной.

Недостатком LC – генератора является нестабильность частоты при изменение температуры окружающей среды. Поэтому в настоящее время используют генераторы с кварцевой стабилизацией.

Кварцевый элемент при подключении в какую-либо схему ведет себя как двухполюсник, причем наиболее часто используется резонанс напряжений.

Схема такого генератора имеет вид:

Недостатком такой схемы является изготовление кварцев больших размеров. Т.к. габариты кварца обратно-пропорциональны частоте резонанса. Чем ниже частота, тем больше размеры кварца.

Еще одна схема включения кварца:

Так же вместо Сэ в каскаде усиления.

В настоящее время в генераторах используют кварцы на высокие частоты до 1 МГц. Существуют типовые микросхемы, которые содержат усилительные цепи обратной связи, в которых включен кварц, а затем полученный высокочастотный сигнал подается на делитель частоты. Эта микросхема работает на дискретных элементах и вырабатывает сигнал прямоугольной формы.