43. Принцип работы усилителя.
Рассмотри работу усилителя на примере простейшего каскада на одном транзисторе. Усилительным каскадом принято называть транзистор с резисторами, конденсаторами и другими деталями, которые обеспечивают ему условия работы усилителя. Для воспроизведения колебаний ЗЧ усилитель должен быть минимум двухкадным. В усилителях, содержащих несколько каскадов, различают каскады предварительного усиления и выходные, или оконечные, каскады. Выходным называют последний каскад усилителя, работающий на наушники или динамик, а предварительными - все находящиеся перед ним каскады. Задача каскадов предварительного усиления заключается в том, чтобы увеличить напряжение звука до значения, необходимого для работы транзистора выходного каскада. От транзистора выходного каскада требуется повышение мощности колебаний звуковой частоты до уровня, необходимого для работы динамической головки.
Каков принцип работы усилителя, состоящего из нескольких каскадов? В первом каскаде усилителя работает транзистор V1, во втором - транзистор V2. Здесь первый каскад является каскадом предварительного усиления, второй - выходным. Между ними - разделительный конденсатор. Принцип работы любого из каскадов этого усилителя одинаков и аналогичен знакомому вам принципу работы однокаскадного усилителя. Разница только в деталях: нагрузкой транзистора первого каскада служит резистор R2, а нагрузкой транзистора выходного каскада - наушники или головка громкоговорителя. Смещение на базу транзистора первого каскада подается через резистор R1, а на базу транзистора второго каскада - через резистор R3. Оба каскада питаются от общего источника Uи.п., которым может быть батарея гальванических элементов или выпрямитель. Режимы работы транзисторов устанавливают подбором резисторов R1 и R3, что обозначено на схеме звездочками. Действие другого варианта усилителя заключается в следующем. Сигнал, поданный через конденсатор на вход первого каскада и усиленный транзистором V1, с нагрузочного резистора через разделительный конденсатор поступает на вход второго каскада. Здесь он усиливается транзистором и динамиком, включенным в коллекторную цепь транзистора, преобразуется в звук. Конденсатор С2 связывает каскады усилителя по переменному току. Он должен хорошо пропускать переменную составляющую усиливаемого сигнала и задерживать постоянную составляющую коллекторной цепи транзистора первого каскада.
44. Транзисторные усилители. Смещение на входе. Стабилизация положения рабочей точки.
Транзистор, из которого состоит усилитель, должен находиться не в открытом или закрытом состояниях, а быть открыт только частично. Для обеспечения такого состояния транзистора на его базу подается небольшое напряжение. Эта процедура называется смещением транзистора.
В примере на рисунке для обеспечения смещения транзистора к его базе присоединены резисторы R1 и R2, включенные по схеме делителя напряжения.
Соротивления подбираются таким образом, чтобы в средней точке делителя напряжение было достаточным для включения транзистора и разрешения току течь через транзистор.
При усилении сигнала переменного тока, такого как на выходе микрофона, этот сигнал должен центрироваться по уровню относительно 0 В, чтобы не изменить смещение. Для отсечения постоянной составляющей сигнала с микрофона (постоянного смещения) на входе усилительного каскада ставится фильтрующий конденсатор. Обеспечиваемый таким образом эффект иллюстрирует данный рисунок:
Смещение базы транзистора и является основной разницей между использованием транзистора в режиме усилителя и режиме ключа. Применяя транзистор как электронный ключ, следят за тем, чтобы транзистор мог находиться лишь в одном из двух состояний: быть включенным или быть выключенным.
Для усиления же сигналов на базу подается напряжение смещения, которое позволяет транзистору находиться в частично открытом состоянии. Такое функционирование транзистора можно сравнить с работой автомобиля на холостом ходу.
Смещение базы транзистора позволяет ему отвечать на любое, даже малейшее, воздействие входного сигнала.
Оценка температурной нестабильности рабочей точки. Если не принять специальных мер, то колебания температуры окружающей среды могут приводить к изменению основных показателей усилителя, что особенно заметно проявляется в схемах на биполярных транзисторах. Температура окружающей среды влияет на параметры транзистора и на положение РТ, что, в свою очередь, также влияет на параметры транзистора (значит, и на характеристики усилителя). Поэтому задача стабилизации РТ транзистора играет решающую роль для обеспечения постоянства характеристик усилителей, работающих при больших колебаниях температуры. Изменение режима обусловлено сильным влиянием температуры на прямой и обратный токи n-p-переходов. Т.о. основная задача при стабилизации РТ – уменьшить влияние температуры.