Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Боровиков, А. И. Усилители электрических сигналов в вопросах о ответах учеб. пособие для студентов РИСХМа специальностей 0636, 0501, 0502, 0504, 0509, 0531 и 0536

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.13 Mб
Скачать

92. КАКОВЫ ДОСТОИНСТВА И

Как известно, транзис­

НЕДОСТАТКИ ТРЕХ С „СХЕМ.

тор может быть включен

ВКЛЮЧЕНИЯ ОДИНОЧНЫХ

по схеме с общей ба -

ТРАНЗИСТОРНЫХ КАСКАДОВ ?

зой (ОБ) (рис. 83).

 

По схеме с общим эмит­

и по схеме с общим коллектором

тером

(ОЭ) (рис. 84)

(ОК) (рис.

85).

В приведенных схемах источник питания постоянного тока не показан, так как его сопротивление переменному току весьма мало,и оно на работу каскада практически не влияет.

Z h

Рассматриваются лишь цепи для переменных составляющих сигнала. В схеме с ОБ („см. рис. 83) входное сопротивление каскада относительно мало

2 е*

- ДМз

(JK: ГопД '

[ze< = ( i •

 

0Б_ аЗ,

 

 

120

Выходное же сопротивление

ZffblX.(

jiUg

большое

С 2

«ы<об =■

z r

 

 

 

 

1- 0^ 1 -

 

 

 

Коэффициент усиления по току

^

в этой

схеме

меньше единицы, т. е.

усиление по

току эта

схема

не дает

 

 

 

л ъ

1

 

 

 

 

Коэффициент усиления по напря­

 

 

жению достаточно большой и

 

 

зависит от сопротивления на -

 

 

грузки

_

дЦк „ л .

2н _

 

 

 

 

 

Ц , . * ' Alb

I' 00 Z.f

 

 

 

Схема с

ОБ идентична

схеме

 

 

 

с обшей сеткой для лампового

сительно редко.

 

варианта

и применяется

отно­

Схема с ОЭ (рис. 85) является

основной

схемой включения транзистора.

Она аналогична схеме с об -

шим катодом для лампового варианта

и наиболее широко

применяется.

 

 

 

 

 

 

 

 

В схеме с ОЭ входное сопротивление также мало,

но

выше, чем в схеме с ОБ

 

 

 

 

 

 

 

 

AUf ^

AU?

 

. r Const

 

 

 

оэ=*

'>

a J

При

 

 

 

 

 

 

 

 

Z S >

/ OB

 

 

 

 

Выходное сопротивление

каскада достаточно высокое

 

 

Д1

 

 

 

 

 

 

 

 

^ о , г 1 Гклри

^ =Const ‘

 

 

 

В схеме

с

ОЭ происходит

наибольшее

усиление сигнала

по мощности,

так как в этой схеме усиливается

напряжение

и ток.

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент усиления по току

 

при

lU^Coiot i

 

 

ft-

- ———

 

 

Р

 

Д К

I - < * -

1

 

 

Коэффициент усиления по напряжению велик и может до -»■

121

стигать (1000-5000)

ар*

=

ли<г ^fsCgnit ■

Схема с общим коллектором (рис. &6) идентична схеме катодного повторителя (схема с общим анодом) и называется эмиттерным повторителем. В этой схеме, как и у лампового варианта, усиления напряжения не происходит

Д1К Ч Но усиление по току может достигать больших значений

I ki = 1- ^

Входное сопротивление эмиттерного повторителе доста - точно велико и возрастает с увеличением сопротивления

нагрузки

,

^

2 «‘ ок= 2 г + ‘Лк’

2 m*Zk

1~<*-

Выходное сопротивление мало и возрастает с увеличением

сопротивления

источника сигнала Z c

 

 

ZgBa 0K= (l-< * )2 f

Эмиттерный повторитель часто используется как усили - тель тока и мощности, а также для согласования нагрузок между каскадами или каскадом и источником сигнала.

Ниже приводится сводная таблица сравнительных характе­ ристик трех схем включения транзисторов, включенных в различные схемы.

93. КАК УСТАНОВИТЬ РЕЖИМ

На рис. 80 приведена

КЛАССА 'A B j' В ДВУХТАКТНОМ

простейшая схема

ТРАНЗИСТОРНОМ УСИЛИТЕЛЕ ?

транзисторного двух­

 

тактного усилителя,

 

работающего в режиме

'АВ*. Для получения режима "АВ"

необходимо при отсутст­

вии входного сигнала на базы транзисторов подать почти

запирающее напряжение. Для этой

цепи в схеме установлен

122

123

Схема включе- •Входное ния транзис - сопротив­ торов ление

z*%

Выходное

Усиление

соп ротив-

по току

ление

 

2.ЙЫХ

Kl

ОБ

Малое

Большое

30-1ООом

0,2-1, Омгом

 

ОЭ

Среднее

Среднее

 

400-2ОООом 25—1ООком

ОК

Большое

Малое

 

5-200ком

30-1ООООом

Не усили­ вает

Среднее

\

Среднее

Усиление

Усиление

Усиление

 

по напря­

ПО

мощно­

по мощности

жению

сти при

без согласо­

К,

согласова­

вания

 

 

нии нагруз­

 

 

 

 

ки

К*р

 

 

 

 

1000 -

Среднее

Малое

 

 

5000

ок.

ЗОдб

|г -

«с2-

1000 -

Большое

Большое

 

5000

ок.

40

дб

до 25дб

на

 

 

 

 

каскад

 

Не усили­

Малое

 

Малое,

до

вает

ок.

15

дб

ЗОдб на весь

 

 

 

 

усилитель

Ток покоя коллектора устанавливается достаточно ма -

лым.

При очень малом токе покоя транзисторы можно счи -

тать практически закрытыми,

т .е ,

работающими в режиме

'В '.

Для режима

'АВ^" - достаточно увелишть ток покоя

Зко

выбором

соотношения

Р,

и Rz

.

В остальном назначение трансформаторов и принцип дей­ ствия усилителя не отличается от двухтактного усилителя на лампах (см. п. 84).

94. ЧТО ТАКОЕ КОМПЛЕМЕН -

Комплементарные схемы

ТЕРНЫВ СХЕМЫ ТРАНЗИСТОР-

являются монопольным

 

НЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ ?

преимуществом транзис­

 

 

 

торов, имеющих различ­

 

 

 

ные типы проводимости

( f>-n-p

и п -р -п ,). Ламповых аналогов таких схем не сущест­

вует.

 

 

 

Комплементерные схемы позволяют значительно упрощать

схемы

транзисторных устройств.

В качестве примера на

рис.

87

показана схема двухтактного усилителя, у которого

нет

входного и выходного трансформаторов. Недостатком

данной схемы является необходимость иметь двойной источ — ник питания с отводом от средней точки (см. рис. 87). Ра­ бота такого усилителя достаточно проста и не требует осо­ бого описания.

124

95. МОЖЕТ ЛИ УСИЛИТЕЛЬНЫЙ

Усилительный каскад

КАСКАД РАБОТАТЬ НА ПЕРЕ -

может работать на пе-

МЕННОМ АНОДНОМ НАПРЯЖЕ -

ременном анодном на-

НИИ ?

пряжении, при этом

 

лампа (или транзистор)

 

работает только на по­

ложительных полуволнах анодного напряжения - для лампы или коллекторного - для транзисторов.

Если входной сигнал будет иметь ту же частоту, что и анодное напряжение, то усилительный каскад приобретает чувствительность к фазе сеточного напряжения (или тока базы). Если, например, всякий раз, когда на сетку лампы поступает положительная полуволна сигнала, в то время как на ее аноде в этот момент будет действать отрицательная полуволна анодного напряжения, лампа будет закрыта. Ламш полностью или частично будет открыта при наличии полного или частичного совпадения по фазе напряжения на сетке и положительного напряжения на аноде. Это положение относит­ ся к транзистору.

Приведенные обстоятельства позволяют получать фазо - чувствительные усилители, широко применяемые в схемах автоматики. фаза выходного напряжения меняется на 18СР при изменении «а 180° фазы входного сигнала.

125

96. КАК УСТРОЕНА СХЕМА

Фазочувствительные уси-

ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО УСИ-

лители переменного тока

ЛИТЕЛЯ НА ЛАМПАХ ?

чувствительны к фазе

из­

 

входного сигнала. При

 

менении фазы входного

 

сигнала обычно на 180 (перемена полярности) меняется

и

фаза выходного напряжения также на 180 . Фазочувствительные усилители мощности широко приме -

няются в схемах автоматики (регулирование, сортировка и т. д ,). На рис. 88 приведена схема фазочувствительного уси­

лителя с противофазным анодным напряжением, а на рис. 89 -

с противофазным входным напряжением. В первом случае

усилитель нагружен на дифференциальную нагрузку

Ret

,

Rat , а во

втором случае - на нагрузку,

у которой долж­

на изменяться

фаза выходного напряжения

Rm

 

 

При совпадении по фазе входного

напряжения

lie*

 

(см. рис. 88)

с анодным напряжением, например,

лампы

Л1, она будет открываться на всех этих полупериодах.

Лам­

па Л2 на этих полупериодах закрыта.

На противоположных

полупериодах обе лампы закрыты. Следовательно,

при такой

'полярности' входного напряжения ток проходит только через

нагрузку

Rhi

(например, вперед открыть, прибавить

и т. д . ).

 

 

126

Если входной сигнал изменит фазу на 180°, ток будет проходить соответственно через нагрузку Rh2. , в этом случае лампа Л1 будет все время закрыта (совершается ре­

верс), а лампа Л2

усиливает сигнал для питания нагрузки

Йиг • При отсутствии сигнала на сетках ламп Л1

и Л2

действуют запирающие напряжения смещения

Uc<>

,

полу­

чаемые от вспомогательной обмотки

трансформа -

тора источника питания.

 

 

 

Аналогично работает и схема, показанная

на рис.

89, с

той лишь разницей,

что на аноды поступает одно и то

же

напряжение питания

переменного тока, а на сетки -

противо­

фазные напряжения входного сигнала.

Как и в первом случае, одна лампа усиливает сигнал одной фазы, а вторая лампа у силивает сигнал противоположи ной фазы, в нагрузке меняется фаза тока.

127

97. КАК УСТРОЕН И РАБОТАЕТ .

Рассмотренные в

ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ДВУХПО-

п. 96 схемы фазочувст-

ЛУПЕРИОДНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА

вительных усилителей

ТРАНЗИСТОРАХ ?

являются однополупе-

 

риодными, так как уси­

 

ление происходит толь­

ко одной полуволны входного сигнала.

Для того чтобы повысить отдачу фазочувствительного

усилителя и уменьшить его габариты,

используются транзи­

сторные схемы двухполупериодных фазочувствительных уси - лятелей мощности.

На рис. 90 приведена одна из схем двухполупериодного усилителя, применяемого в электронном регуляторе типа РП. Как видно из схемы, питающий трансформатор имеет

две вторичные обмотки со средними точками (П и Ш), По­ лярности обмоток трансформатора питания й входного тран­ сформатора отменены токами. Это значит, чтоесли, нинример, условно на положительной полуволне сетевого напря­ жения на выводе с точкой будут действовать положительные потенциалы, то на отрицательной полуволне положительные потенциалы будут действовать на выводах обмоток без точек.

128

Вторичные обмотки входного трансформатора присоедине­

ны так, что

на базы Транзисторов

Т1

и Т2 подаются про­

тивофазные

напряжения

входного сигнала

(к базе Т1

присое­

динен вывод

без точки

, а к базе

Т2 -

с точкой)

(см,

рис. 90). Это приводит к тому, что

транзисторы ТТ

и Т2

при действии входного сигнала будут поочередно открываться и закрываться на каждом полупериоде сигнала. Пусть, на­ пример, на положительных полупериодах (плюс на выводах с точкой) всегда открывается транзистор Т1 и закрывается транзистор Т2, а на отрицательных полупериодах открыва - ется Т2 и закрывается Т1.

Теперь через открывающиеся транзисторы будут проте - кать токи от той половины вторичных обмоток сетевого трансформатора, фаза напряжения которого в данный момент совпадает с фазой входного сигнала. Входной сигнал имеет ту же частоту, что и сетевое напряжение.

Если, например, на положительной полуволне сетевого напряжения появляется плюс на выводах с точкой, то через открытый в этот момент транзистор Т1 потечет ток от ле­ вой половины обмотки П (см. рис. 90) (через Rhi , Т1эк На отрицательной полуволне сетевого напряжения через от­ крытый транзистор Т2 потечет ток от левой половины об­

мотки Ш (через . ДЗ , R«., TZL

).

Следовательно, для такого

сочетания фаз входного и се­

тевого напряжений при действии входного сигнала токи от

обоих полупериодов проходят через нагрузку

Rhi

.

При

перемене фаз входного сигнала на 180 транзистор

Т1

бу -

дет открываться на отрицательной полуволне и закрываться

на положительной полуволне, а транзистор Т2 -

наоборот.

В этом случае через открытые транзисторы Т1 и Т2,

диоды Д2 « Д4

и нагрузку теперь уже

(?нг

будут

протекать токи от правых половин обмоток сетевого

транс­

форматора (от обоих полупериодов напряжения).

 

 

Таким образом,

в зависимости от фазы входного напря­

жения ток двухполупериодного выпрямителя будет протекать

либо через нагрузку

Rh

■ либо через нагрузку Rhz

Прохождение тока через нагрузку

Rhi (например,

129

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ