
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
.pdf92. 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)к |
|
|
|
|
|
|
|
|
^ 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 |
, |
^ |
2н |
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