- •1. АЭУ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
- •1.1. Назначение, область применения, классификация аналоговых
- •1.2. Усилитель как основной элемент АЭУ
- •1.3. Классификация усилителей
- •1.4. Параметры усилителей
- •1.4.1. Выходные и входные данные
- •1.4.2. Коэффициенты усиления
- •1.4.3. Частотная и фазовая характеристики
- •1.4.4. Переходная характеристика
- •1.4.5. Линейные искажения
- •1.4.7. Помехи и собственные шумы в АЭУ
- •1.4.8. Амплитудная характеристика
- •1.4.9. Нелинейные искажения
- •1.4.10. Потребляемая мощность и коэффициент полезного действия
- •2. УСИЛИТЕЛЬ (АЭУ) КАК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИК
- •2.1. Основные определения
- •2.1.1. Четырехполюсники, их параметры и эквивалентные схемы
- •2.1.2. Определение показателей усилителя через параметры
- •2.2. Использование обратной связи в АЭУ
- •2.2.1. Виды обратной связи
- •2.2.2. Использование параметров четырехполюсника для описания
- •2.2.3. Коэффициент петлевого усиления и глубина обратной связи
- •2.2.4. Влияние обратной связи на коэффициент сквозного усиления
- •2.2.6. Влияние обратной связи на стабильность усилителя
- •3. РАБОТА АКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА В УСИЛИТЕЛЬНОЙ СХЕМЕ
- •3.1. Схемы включения биполярных транзисторов
- •3.1.2. Включение биполярного транзистора по схеме с общей базой
- •3.2. Схемы включения полевых транзисторов
- •3.2.1. Общие сведения
- •3.2.2. Включение полевого транзистора по схеме с общим истоком
- •3.2.3. Включение полевого транзистора по схеме с общим затвором
- •3.2.4. Включение полевого транзистора по схеме с общим стоком
- •3.3. Режимы работы активных элементов
- •3.3.1. Общие положения
- •3.3.2. Режим А
- •3.3.3. Режим В
- •3.3.4. Режим С
- •3.3.5.Режим D
- •3.4. Цепи питания активных элементов
- •3.4.1. Общие положения
- •3.4.2. Подача смещения фиксированным током базы
- •3.4.3. Подача смещения фиксированным напряжением базы
- •3.4.4. Эмиттерная стабилизация
- •3.4.5. Коллекторная стабилизация
- •3.4.7. Цепи питания полевых транзисторов
- •4. КАСКАДЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Транзисторный резисторный каскад
- •4.2.1. Частотная характеристика. Область средних частот
- •4.2.2. Частотная характеристика. Область нижних частот
- •4.2.3. Частотная характеристика. Область верхних частот
- •4.3. Резисторный каскад на полевом транзисторе
- •4.3.1. Принципиальная и общая эквивалентные схемы
- •4.3.2. Частотная характеристика. Область средних частот
- •4.3.3. Частотная характеристика. Область нижних частот
- •4.3.4. Частотная характеристика. Область верхних частот
- •4.4. Широкополосные каскады и коррекция частотных характеристик
- •4.4.1. Общие положения
- •4.4.2. Влияние цепи RЭ,CЭ (RИ,CИ) на работу резисторного каскада
- •4.4.3. Высокочастотная индуктивная коррекция
- •4.4.4. Низкочастотная коррекция
- •4.5. Трансформаторный каскад
- •4.5.1. Эквивалентная схема трансформатора
- •4.5.3. Поведение трансформаторного каскада в области низких частот
- •4.5.4. Поведение трансформаторного каскада в области высоких частот
- •4.6. Специальные схемы каскадов предварительного усиления
- •4.6.1. Каскодный усилитель
- •4.6.2. Усилитель с распределенным усилением
- •4.6.3. Повторители напряжения с улучшенными характеристиками
- •4.6.4. Дифференциальный каскад
- •4.6.5. Усилитель с динамической нагрузкой
- •5. КАСКАДЫ МОЩНОГО УСИЛЕНИЯ
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Однотактные усилители мощности
- •5.3. Двухтактные усилители мощности. Общие сведения
- •5.4. Двухтактная схема усилителя мощности
- •5.5. Бестрансформаторные усилители мощности
- •6. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
- •6.1. Основные свойства усилителей постоянного тока
- •6.2. Усилители постоянного тока прямого действия
- •6.3. Усилители постоянного тока с преобразованием
- •6.4. Реактивные усилители
- •7. УСИЛИТЕЛИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
- •7.1. Устойчивость усилителей с обратной связью
- •7.2. Критерий устойчивости Найквиста
- •7.3. Многокаскадные усилители с обратной связью
- •7.5. Паразитные обратные связи и борьба с ними
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Основные параметры ОУ
- •8.3. Основные схемы включения ОУ с ООС
- •8.3.1. Инвертирующий усилитель
- •8.3.2. Неинвертирующее включение ОУ
- •8.3.3. Инвертирующий сумматор сигналов
- •8.3.4. Интегрирующий усилитель
- •8.3.5. Активные фильтры на базе ОУ
- •8.3.6. Логарифмирующий и антилогарифмирующий усилители
- •9. РЕГУЛИРОВКИ В УСИЛИТЕЛЯХ
- •9.1. Общие положения
- •9.2. Регулировка усиления
- •9.3. Регулировка тембра
- •9.3.1. Общие положения
- •9.3.2. Пассивные регуляторы тембра
- •9.3.3. Активные регуляторы тембра
отсутствует постоянная составляющая. При необходимости разделить каскады по постоянной составляющей в базовую цепь включают конденсатор С1 и сопротивление R1 (на рис. 3.39, б они показаны пунктиром). Такой способ питания транзисторных каскадов очень широко используется в интегральной схемотехнике и при разработке дифференциальных каскадов.
3.4.7. Цепи питания полевых транзисторов
Обилие различных типов полевых транзисторов приводит к большому разнообразию сочетаний полярностей напряжений, прикладываемых между затвором и истоком и между стоком и истоком. Эти сочетания определяются
RC |
Е0 |
|
|
E0 |
|
E0 |
|
||
VT |
|
R1 |
RC |
|
|
|
|||
|
RC |
|
|
VT |
RЗ |
|
VT |
|
|
E0З |
RЗ RИ |
CИ |
URИ R2 |
UR2 СИ URИ |
|
|
|
|
RИ |
а |
б |
|
|
в |
|
|
Рис. 3.40 |
|
|
типом канала транзистора (n-тип, р-тип) и способом его активизации (встроенный канал, индуцированный канал). Как следует из характеристик, представленных на рис. 3.16, полярность напряжения на затворе может отличаться от полярности напряжения на стоке или совпадать с ней. Однако идеи подачи напряжения смещения на затвор остаются одинаковыми для всех типов полевых транзисторов.
Подача смещения может осуществляться от отдельного источника (рис. 3.40, а) или автоматически (рис. 3.40, б – в). Схема на рис. 3.40, а используется крайне редко, так как применение дополнительного источника питания E0З существенно усложняет устройство усилителя. Принцип действия
119
схем (см. рис. 3.40, б, в) не отличается от принципа действия схемы эмиттерной стабилизации. В этих схемах за счет сопротивлений RИ создается отрицательная обратная связь по постоянному и переменному токам, последовательная по входу. Отрицательная обратная связь по постоянному току, как и в случае эмиттерной стабилизации, стабилизирует положение рабочей точки каскада на полевом транзисторе. Отрицательная обратная связь по переменному току уменьшает коэффициент усиления каскада. Для устранения ООС по переменной составляющей резистор в цепи истока RИ шунтируют конденсатором достаточно большой емкости СИ.
Необходимое напряжение смещения U0З = UИ получается за счет постоянного тока стока, протекающего по сопротивлению RИ. В связи с тем, что постоянный ток в цепи затвора отсутствует, все напряжение UИ (рис. 3.40, б) оказывается приложенным через сопротивление RЗ между истоком и затвором транзистора. Включение в цепь затвора делителя R1, R2 позволяет получить на затворе напряжение любой полярности (рис. 3.40, в). Действительно,
U0З = UR2 − URИ = R 2IД −R ИI0И , |
(3.89) |
где IД – ток делителя. Если UR2 > URИ, напряжение на затворе окажется положительным по отношению к истоку, в противном случае – отрицательным. Необходимую величину напряжения UR2 всегда можно выбрать, задаваясь напряжением URИ, т.е. величиной тока в рабочей точке I0И и сопротивлением RИ.
Стабильность рабочей точки в схемах на рис. 3.39, б, в обеспечивается за счет отрицательной обратной связи по току, последовательной по входу (как и в схеме с эмиттерной стабилизацией). Коэффициент петлевого усиления и глубина обратной связи для рассматриваемых схем можно определить, используя выражения (3.81) – (3.83) и заменив в них RЭ на RИ, а RБ – на RЗ:
КП = |
(1+ h21 )RИ = |
(1+ h21 )R И ≈ |
Y21R И . |
(3.90) |
||||
|
RЗ + h11 |
h11 (1+ |
RЗ |
) |
1+ |
RЗ |
|
|
|
h11 |
h11 |
|
|||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
С учетом того что h11 для полевого транзистора в области низких и средних частот стремится к бесконечности, приведенное выше выражение значительно упрощается и принимает форму
120