2. Принцип побудови підсилювальних каскадів.

Багато підсилювачів складаються з декількох ступенів, що здійснюють послідовне посилення сигналу. Звичайно щабель посилення називається каскадом

Принцип побудови й роботи різних підсилювачів зручно показати на прикладі структурної схеми рис. 2.1.

ППС

ПЗЧ

ПВЧ

ШПП

ВПП

Рисунок 2.1 - Принцип побудови й роботи різних підсилювачів

Основним елементом підсилювача є підсилювальний елемент ПЕ, функцію якого виконує біполярний або польовий транзистор і резистор R. Разом з напругою електроживлення Е ці елементи утворюють вихідний ланцюг підсилювача. Посилюваний сигнал , прийнятий на малюнку 2.2, а синусоїдальним, подається на вхід ПЕ. Вихідний сигнал знімається з виходу ПЕ або з резистора R. Зміна вихідного сигналу створюється в результаті зміни опору ПЕ й, отже, струму у вихідному ланцюзі під впливом вхідної напруги.

Процес посилення ґрунтується на перетворенні енергії джерела постійної напруги Е в енергію змінної напруги у вихідному ланцюзі за рахунок зміни опору ПЕ за законом, що задається вхідним сигналом.

Через використання для електроживлення постійного джерела напруга Е, струм у вихідному ланцюзі підсилювача є односпрямованим (рис. 2.2, а). При цьому змінний струм і напруга вихідного ланцюга, пропорційні струму й напрузі вхідного сигналу, варто розглядати як змінні складові сумарних струму й напруги, що накладаються на їх постійні складові , (рис.2.2, б). Зв'язок між постійними й складовими тридцятилітніми повинен бути таким, щоб амплітудні значення змінних тридцятилітніх не перевищували постійних складових, тобто , .

Невиконання цих умов призведе до викривлення форми вихідного сигналу.

Таким чином, для забезпечення роботи підсилювального каскаду при змінному вхідному сигналі в його вихідному ланцюзі повинні бути створені постійні складові струму і напруги .

Рисунок 2.2 - Принцип побудови (а) і часові діаграми (б) роботи підсилювального каскаду

Це завдання вирішують шляхом подачі у вхідний ланцюг підсилювача крім посилюваного сигналу відповідної постійної напруги або струму . Постійні складові струми й напруги при відсутності вхідного сигналу визначають режим спокою підсилювача. Таким чином, параметри режиму спокою , , , характеризують електричний стан схеми при відсутності вхідного сигналу.

Підсилювальні властивості підсилювача ґрунтуються на наступному: при подачі на керований елемент напруги або струму вхідного сигналу змінюється опір ПЕ, внаслідок чого в струмі вихідного ланцюга створюється змінна частина.

Показники підсилювальних каскадів залежать від способу включення транзистора, що виконує роль керованого елемента.

Контрольні питання

1. Що називають каскадом посилення?

2. Визначте структурну схему підсилювача.

3. Яку роль виконує керуючий елемент?

4. Яку роль виконує резистор R?

5. У чому полягає принцип роботи підсилювальних каскадів?

6. На чому ґрунтується процес посилення?

7. Яку роль виконує вхідний сигнал?

8. Що називають вихідним сигналом?

9. Які графіки зміни вхідного й вихідного сигналів у часі?

10. Які умови посилення сигналів без викривлення?

11. Яку роль виконують постійна напруга, що подається на вхід підсилювача?

12. Що таке режим спокою?

13. Які параметри режиму спокою?

14. Чим визначається клас посилення підсилювача?

15. У чому полягає режим класу А?

16. У чому полягає режим класу В?

17. У чому полягає режим класу АВ?

18. На чому ґрунтуються підсилювальні властивості підсилювача?