12. Динамические характеристики
Определение: [translate:Динамическими характеристиками усилительного каскада]] называются зависимости между мгновенными значениями напряжений и токов в цепях УЭ при наличии в этих цепях внешних сопротивлений.
Четыре основных динамических характеристики:
Входная характеристика:
при
Выходная характеристика:
при
Передаточная характеристика:
Амплитудно-частотная характеристика (ачх):
Важные параметры динамических характеристик:
Нагрузочная прямая — линия, соединяющая точки максимального напряжения (при
)
и максимального тока (при
)Рабочая точка — пересечение нагрузочной прямой с характеристикой при заданном
Графический анализ: По пересечению нагрузочной прямой с семейством выходных характеристик можно определить диапазон токов и напряжений, в пределах которых работает усилитель.
📚 Материал изложен в: [translate:Лекция 7, стр. 3] (Lecture 7, p. 3)
13. Однотактные каскады. Их разновидности и особенности
Определение: Однотактный каскад — это каскад, содержащий один усилительный элемент.
Основные разновидности:
1. Резисторный однотактный каскад (с резистивной нагрузкой)
Выходное сопротивление: резистор
Простая конструкция
Малая выходная мощность
2. Трансформаторный однотактный каскад
Выходное устройство — трансформатор
Согласование с нагрузкой через трансформатор
Высокая выходная мощность возможна
Недостатки: искажения от трансформатора, сложность, вес
3. Каскад с динамической нагрузкой
Вместо резистора используется второй транзистор
Более эффективен по мощности
Общие особенности однотактных каскадов:
Один УЭ — простота конструкции
Режим А — для линейного усиления (КПУ)
На выходе присутствует постоянная составляющая тока (требуется разделительный конденсатор)
Невысокий КПД (не более 50% в режиме А)
Применение: Предварительные каскады, УНЧ малой мощности.
📚 Материал изложен в: [translate:Лекция 8, стр. 1–9] (Lecture 8, pp. 1–9)
14. Двухтактные каскады. Их разновидности и особенности
Определение: Двухтактный каскад — это каскад, содержащий два одинаковых УЭ, работающие на общую нагрузку с выходными токами, сдвинутыми по фазе на 180°.
Структура: Каждый УЭ с цепями образует плечо двухтактного каскада.
Разновидности:
1. С параллельным управлением однофазным напряжением
На оба входа подан синфазный входной сигнал
Внутри себя каскад синфазные сигналы преобразует в противофазные
2. С параллельным управлением двухфазным напряжением
На входы поданы сигналы, уже сдвинутые на 180°
3. С последовательным управлением однофазным напряжением
Входные сигналы поданы последовательно
Основные ВЫВОДЫ двухтактных каскадов:
ВЫВОД 1: В двухтактном каскаде происходит компенсация чётных гармоник токов плеч в нагрузке
Четные гармоники (2f, 4f, 6f…) в левом плече сдвинуты на 180° относительно правого
Они взаимно вычитаются в нагрузке
Результат: выходной сигнал менее искажён
ВЫВОД 2: На выходе каскада компенсируются все синфазные помехи, наводимые как от источника питания, так и от других источников
Помеха одинакова в обоих плечах (синфазна)
В нагрузке помеха вычитается
Высокая помехоустойчивость
ВЫВОД 3: Разностный ток плеч не содержит постоянной составляющей
Выходной ток всегда переменный
Отпадает необходимость в разделительном конденсаторе (в идеальном случае)
ВЫВОД 4: Ток, протекающий через источник питания и общие провода, не содержит нечётных гармоник
Чётные гармоники в плечах складываются
Нечётные вычитаются
Источник питания почти не "видит" помех от нечётных гармоник
Режимы работы двухтактных каскадов:
Режим А — оба УЭ открыты всё время (линейный, малый КПД ~50%)
Режим AB — оба УЭ открыты в районе нуля (компромисс)
Режим B — каждый УЭ открыт половину периода (высокий КПД ~70%, искажения)
Преимущества двухтактных каскадов:
Выше КПД
Меньше чётных гармоник (нелинейные искажения)
Нет постоянной составляющей на выходе
Лучше помехоустойчивость
Недостатки:
Сложнее конструкция (два УЭ)
Нужна симметричная входная схема управления
Применение: Оконечные каскады усилителей, мощные УНЧ.
📚 Материал изложен в: [translate:Лекция 8, стр. 9–17 + Лекция 9, стр. 1–7] (Lecture 8, pp. 9–17 + Lecture 9, pp. 1–7)