книги из ГПНТБ / Любивый В.И. Усилительные устройства учеб. пособие

10

Сопротивление ла^пы в сильной степени зависит от на­

ся , следовательно, анодный ток также возрастет на некоторую

цепи переменного тока, совпадающего по форме с входным на­ пряжением, и ведет к образованию переменного напряжения

на анодной нагрузке.

Итак, относительно слабое изменение напряжения на сет­ ке*.,лампы вызывает в усилительном каскаде значительно боль­ шие изменения напряжения на аноде за счет усилительных свойств лампы.

На схеме рис Л Аб приведена наиболее распространенная схема транзисторного усилительного каскада с общим эмиттером. Рабочая точка на характеристике транзистора типа р-п-р выбирается npi отрицателем напряжении на базе относитель­ но эмиттера,

При изменении напряжения на базе относительно эмитте­ ра происходит одновременное изменение базового тока, коллек­ торного тока и коллекторного напряжения транзистора.Изме­

в транзисторах обычно применяют не входное напряжение, а входной ток ( в нашем случае ток базы).

Поэтому часто говорят, что транзистор представляет устройство, управляемое входным током. Однако такое утвеождение не совсем правильное, так как фактически работой транзистора управляет входное напряжение. Это можно объяс­ нить следующим образом: входной ток транзистора однознач­ но связан е величиной приложенного напряжения,но крутизна характеристики входного тока очень велика (вследствие мало­ го входного сопротивления). Небольшие изменения входного напряжения транзистора могут повлечь за собой значительное изменение тока базы. Поэтому, Принимая за управляющую вели­ чину при построении характеристики напряжение между базой и. эмиттером, можно допустить заметную ошибку в определен!'и

I/5 = c o n s t . Такое построение, несмотря на отмеченный выше недостаток, удобно для унификации расчетов усилитель­ ных каскадов, выполненных на лампах и транзисторах.

Усилительная лампа относительно цепи управления и цепи: полезной нагрузки может быть включена тремя различными епо-' собами. Все три способа дают возможность получить усиление по мощности, но не каждый дает усиление по напряжению и то­ ку.

Схема с общим' катодом (рис.1.5,~аУ хзрактеризуетсятем,что

щий провод входной и выходноОепей,обычно присоединяемый- к точке н.7левогб11оте'яциала схемы, соединен с катодом (точка К ) . Источник сигнала включен в провод сетки, а нагрузка-» ж провод анода. Такая схема широко используется на практи­ ке, обеспечивая усиления по напряженикутоку и мощности.

12

Рис Л . 5

Схема с общим анодом (р и с .1 .5 ,в) характеризуется тем,

что общий провод входной и выходной цепей соединен с анодом,

источник сигнала включен в провод управляющей сетки, а нагруз­ ка - в провод катода.

Схема не дает усиления по напряжению.

Схемы включения транзисторов строятся аналогично лампо­

- 15 -

Иногда используют видоизменения и комбинации этих

схем.

Обычно название усилительного каскада определяется при+- мененной в нем схемной связью. Усилитель, в котором межкас­ кадная связь выполнена по схеме рис.1.§а,называется усили­ телем на сопротивлениях или реостатным. Если связь выполне­ на по схеме рис.1.§б, то усилитель носит название дроссель­ ного. Если связь выполнена по схеме рис.1.8д, то в этом случае усилитель называется трансформаторным усилителем. Схема рис.1.§г является частным случаем схемы рисЛ .^а и применяется в усилителях постоянного тока.

Наиболее распространенными схемами на практике являют­ ся реостатная и трансформаторная. Первая из них довольно простая, вторая позволяет согласовать сопротивление внешней, нагрузки с выходным сопротивлением данного каскада, в чем часто возникает необходимость, особенно в транзисторных усилителях.

Внешняя нагрузка, на которую работает усилительный каскад, может быть либо непосредственно включена в выход­ ную цепь усилительного элемента, либо связана с ней через четырехполюсник связи.

§ 1.3. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ УСИЛИТЕЛЕЙ

Изучение всякого усилителя возможно при работе его как в переходном, так и в установившемся режиме.

Переходный режим является основным режимом работы усилителей импульсных сигналов различной величины и формы. Устанавливающиеся процессы в цепях этих усилителей должны протекать с такой скоростью, чтобы не искажать недопусти­ мым образом форму усиливаемых импульсов.

При рассмотрении поведения усилителя в переходном режиме обычно полагают, что на вход усилителя подается единичное напряжение (ступенчатой формы). В случае же иссле­ дования работы усилителя в установившемся режиме полагают, что возбуждение ведется гармоническими напряжениями, обра­ зующими дискретный спектр. Теоретически исходят из.лого ,

- 16 -

что такое напряжение должно быть включено в момент Ъ = - ° о -

Установившийся режим является основным режимом работы усилителей гармонических колебаний. Это обусловлено тем, что для неискаженного воспроизведения гармонических сигна­ лов прежде всего необходимо их равномерное усиление, послед­ нее же определяется характеретиками установившегося режи­ ма.

Основными показателями, характеризующими работу уси­ лителя или его отдельных каскадов, являются: коэффициент усиления, коэффициент полезного действия, частотная, фазо­ вая, амплитудная и переходная характерстики, динамический диапазон,уровень собственных помех, нелинейные искажения, входные и выходные данные.

Рассмотрим эти показатели.

Коэффициент усиления

Коэффициент усиления представляет собой отношение вы­ ходного эффекта к входному. В зависимости от назначения усилителя полезным эффектом может быть напряжение, ток или

Так как фазы напряжений на выходе и входе усилителя, как правило, неодинаковы, то коэффициент усиления является

-17 -

-фазовый сдвиг напряжения при усилении.

Если усилитель состоит из нескольких усилительных каскадов, то общий коэффициент усиления зсего усилителя определяется как произведение коэффициентов усиления огдеяьт ных каскадов,т.е.

Й* мощности соответственно,

Коэффициент усиления по мощности удобно выражать ш спе­ циальных логарифмических единицах - неперах (обычно а техни­ ке проводной связи)или белах ( & радиотехнике, радиовеща­

нии, импульсной технике).

При использовании системы десятичных логарифмовйковффи— циент усиления по мощности выражается в децибелах

К..

Коэффициенты усиления по напояжению...и току могут

также представлены соответственно в Д< дибе|а^. пуб. к^иая

научно-техййчесная библиотека СССР

£КСС!СП;:Г,?

ЧИТАЛ’- е г о ЗАЛА

Или в неперах

U.

К , __« i n

(Hen) ц

К.• я t»u ~^

Кне*) 11 Т. I

Между логарифмическими единицами существуют следующие соотношения:

^б)“°»1{5(нвпАнепТ

Общий коэффициент усиления в логарифмических единицах выражается в виде суммы коэффициентов отдельных каскадов.

Действительно, если

K - K , V K „ .

тогда в децибелах

- зо С ^ гК ^ ^■oCg,K2+ . . . ♦ 20% K ft .

В реальных устройствах в одном каскаде на пампе или транзисторе можно получить коэффициент усиления до несколь­ ких сотен единиц, а в многокаскадных усилителях - до не-

скслышх миллионов единиц.