Лекции / СТКУ_какие_то_лекции

5.4. Схемы межкаскадных связей

Обычно усилители - многокаскадные, так как один каскад не обеспечивает требуемого коэффициента усиления.

Простейший вид межкаскадной связи - непосредствен-

ная связь (или гальваническая, рис.5-12).

рис.5-12

Её достоинство – предельная простота, широкополосность, возможность передачи постоянных напряжений. Её недостаток – передача медленных изменений, т.е. сказывается нестабильность питающих напряжений, которая усиливается следующим каскадом; непосредственная связь используется в УПТ, в интегральных микросхемах.

Резистивно-емкостная связь: через резистор R2 и

конденсатор С2 (рис.5-13)

Конденсаторы С2 и С3 разделяют по постоянному току

особенно это ограничивается для интегральных микросхем.

рис. 5-13

Дроссельно-конденсаторная связь. Вместо резистора

R2 устанавливается дроссель. Полоса частот значительно уже из-за наличия собственной ёмкости дросселя и

тельность к магнитным наводкам. Большая масса и размеры усилителя.

Трансформаторная связь (рис.5-14).

Резистор R1 задает смещение на Т2; Конденсатор С1 – для связи по переменному току с эмиттером Т2 . Трансформатор обеспечивает развязку каскадов по постоянному току.

рис.5-14

Выбором коэффициента трансформации обеспечивается оптимальная (по мощности или по напряжению) нагрузка транзистора Т1.

Трансформаторный каскад имеет хороший КПД. Недостатки - большие размеры, масса, неширокая полоса пропускания, высокая чувствительность к наводкам магнитных полей. Большие фазовые сдвиги на ВЧ.

5.5. Динамические и нагрузочные характеристики

Динамическая характеристика – связь между мгновенными значениями тока и напряжения при наличии нагрузки RН.

По ней выбирают рабочую точку, определяют выходную мощность РВЫХ, КПД, нелинейные искажения.

Для схемы (рис.5-15) постоянное напряжение на кол-

характеристики или линии нагрузки для постоянного тока.

Линия нагрузки по постоянному току представлена на рис.5-16 – это линия ВС, с точками ЕПИТ /RК и ЕПИТ по осям координат. Угол наклона её φ = arctg RК. Однако проще строить её по указанным точкам B и C.

рис.5-15

Задавая смещение, устанавливают рабочую точку А на прямой ВС. Её координаты:

IК (Р.Т.) и UК (Р.Т.) = ЕПИТ – RК IК(Р.Т.) .

Для переменной составляющей линия нагрузки будет другой.

рис.5-16

Так как сопротивление разделительного конденсатора СР.

выбирается XСр 1 Ср 0, то для переменной со-

ставляющей коллекторного тока сопротивления RК и RН соединены параллельно и составляют RНТ.= RК || RН транз. При мгновенном изменении ΔiК напряжение на коллекторе уменьшится на величину

UКЭ iK RН ТРАНЗ.

- это уравнение нагрузки для переменного тока. Угол её наклона:

С помощью линий нагрузок определяют рабочую точку, ikmax , Ukmax и т.д. Если RН чисто активное, то линия нагрузки – прямая В'C'.

5.6. Резисторный апериодический предварительный усилитель напряжения

Предварительный усилитель (ПУ) предназначен для усиления сигналов до уровня, достаточного для управления оконечным или предоконечным каскадом. В ПУ уровни сигналов малы, и параметры транзисторов можно считать постоянными, а нелинейные искажения очень малыми.

Принципиальные (полные) схемы приведены на рис.5- 17: а) - схема с общим эмиттером и б) – схема с общей базой.

По постоянному току – схемы одинаковы: они построены по схеме с эмиттерной стабилизацией.

По переменному току в первой схеме эмиттер «закорочен» конденсатором С3, а входное напряжение подаётся на базу через конденсатор С1. Во второй схеме блокировочный конденсатор С3 «закорачивает» на землю базу, а входное напряжение подаётся через конденсатор С1 на R3 в цепь эмиттера.

а) б)

рис.5-17

Выходное напряжение снимается через конденсатор С2. Каскад с ОЭ – инвертирующий Каскад с ОБ – не даёт усиления по току.

5.6.1. АЧХ резисторного каскада на биполярном транзисторе

Для упрощения по рис.5-17 а):

1) не принимаем во внимание блокировочные конденсаторы С1 и С3, так как

Xc1 = X 1 0

c3 С3

2) нагрузка - только RНСН (включая ёмкость монтажа). Тогда упрощенная схема будет иметь вид (рис.5-18):

С22 СК (1 К0)

Тогда

где τН.ЭКВ. = RН.ЭКВ.СН.ЭКВ. – постоянная времени цепи нагрузки генератора на эквивалентной схеме.

Кроме того, учтём крутизну транзистора:

Тогда нормированный комплексный коэффициент передачи на ВЧ:

где К0 = S0RнЭКВ. – это коэффициент усиления на средних частотах.

где τВ = τS + τН.ЭКВ. - постоянная времени каскада на ВЧ.

Модуль нормированного коэффициента передачи

рис. 5-20

Спад характеристики (рис.5-20) обусловлен уменьшением крутизны S и сопротивления zН.ЭКВ. из-за наличия Снэкв.

При уровне отсчёта d на граничной частоте ωВ (yВ = d на

ω = ωВ)

Вчастности при d = 1/√2= 0.707

1 .

вв

При RН.Т. → 0, то в τВ = τ S + τН.ЭКВ. в нуль обращается только τН.ЭКВ. и ωВ увеличивается до величины

S 1

S

( S - частота, на которой S=0,707S0)

б) область низких частот. Упрощенная схема для рис.5-17 а) остаётся прежней. Однако сопротивлением разделительного конденсатора нельзя пренебрегать, так как оно сильно влияет на частотную характеристику.

Поэтому эквивалентная схема для НЧ (рис.5-21):

рис. 5-21

Ёмкости С22 и СН не учитываются ввиду малости влияния их сопротивлений. Они, (сопротивления) очень велики и слабо шунтируют нагрузку. Крутизна транзистора на НЧ не является комплексной и равна S0. Так как СР и RН последовательны, то можно представить