Параметричні стабілізатори напруги

Схема найпростішого параметричного стабілізатора напруги, зібраного на стабілітроні, представлена на рис.1.

Рисунок 1. Схема параметричного стабілізатора напруги на стабілітроні а – принципова схема; б – ВАХ стабілітрона

Для стабілізації напруги використовується ділянка вольт-амперної характеристики з незмінною зворотною напругою при зміні зворотного струму в інтервалі від Іст.мін. до Іст.макс. Мінімальне і максимальне значення струму стабілізації Іст.мін. та Іст.макс визначаються типономіналом стабілітрона. Типові значення граничних струмів стабілізації для малопотужних стабілітронів: Іст.мін. = 3-5 мА, Іст.макс. = 20-45 мА.

Переваги розглянутої схеми – простота конструкції та надійність. Параметричні стабілізатори використовують для навантажень від декількох одиниць до десятків міліамперів. Вони не бояться коротких замикань навантаження. Недоліки - невисокий ККД (не більше 50 %), вузький діапазон регульованої напруги.

Якщо необхідно забезпечити підвищену стабільність вихідної напруги, параметричні стабілізатори включають каскадно або використовують мостові схеми. Двокаскадний параметричний стабілізатор показаний на рис. 2. (а). Один з варіантів мостового стабілізатора зображений на рис. 2. (б).

Питання для самоконтролю

 

1. Які джерела живлення називають первинними (хімічними)?

2. Що називаю вторинними джерелами електроживлення?

3. Назвіть основні параметри джерел вторинного електроживлення.

4. Яке призначення випрямлячів?

5. Наведіть схему та поясніть принцип роботи однопівперіодного випрямляча змінної напруги.

6. Наведіть схему та поясніть принцип роботи двопівперіодного випрямляча змінної напруги.

7. Наведіть схему та поясніть принцип роботи мостового випрямляча змінної напруги.

8. Наведіть схему та поясніть принцип роботи помножувача напруги.

9. Вкажіть призначення згладжуючого фільтра джерела живлення.

10. Наведіть типові схеми згладжуючих фільтрів джерел живлення.

11. Назвіть основні параметри згладжуючих фільтрів джерел живлення.

12. Яку роль виконує стабілізатор напруги в джерелі живлення?

13. Поясніть принцип дії параметричного стабілізатора напруги.

14. Назвіть основні складові частини компенсаційного стабілізатора напруги.

15. Поясніть принцип дії компенсаційного стабілізатора напруги за структурною схемою.

16. Вкажіть переваги та недоліки безтрансформаторних джерел живлення.

17. Наведіть типову схему безтрансформаторного джерела живлення, поясніть принцип його роботи

Тема 6 Підсилювальні пристрої Підсилювачі та їх класифікація

Тема 6 Підсилювальні пристрої

Підсилювачі та їх класифікація

Підсилення – це найпростіший і базовий вид будь-яких перетворень електричних сигналів. Навіть тоді, коли для виконання основної функції, наприклад, перетворення спектрів сигналів, досить мати тільки нелінійний елемент, тобто діод, використовують підсилювальні елементи – транзистори, ставлячи їх в нелінійні режими роботи, і тим самим одночасно перетворюють і підсилюють сигнали.

1. Б)

Рисунок 1. Узагальнена структурна схема підсилювального каскаду (а) і класифікація підсилювачів (б)

 

Підсилення – це збільшення амплітуди напруги, струму або потужності електричних сигналів за рахунок енергії джерела живлення Еж (як правило, джерела постійного струму). Для виконання цієї операції будують однокаскадні або багатокаскадні підсилювачі, які складаються з підсилювальних елементів, навантаження у вигляді електричного фільтра і допоміжних елементів, які забезпечують встановлення і стабілізацію положення робочої точки для забезпечення заданого режиму роботи підсилювального елемента. Для стабілізації роботи та одержання бажаних характеристик і параметрів підсилювачі охоплюють різними видами зворотних зв’язків, наприклад, передаванням частини підсиленого сигналу з виходу на вхід (при цьому зв’язки можуть бути не тільки в межах одного каскаду, а й міжкаскадними). На рис.1, а показано структурну схему підсилювального каскаду.

Підсилювальними елементами в електронних підсилювачах можуть бути транзистори, інтегральні схеми, електронні лампи. Залежно від вибору положення робочої точки та амплітуди діючого на вході сигналу підсилювальні елементи можуть використовуватись в лінійному або нелінійному режимах. Відповідно одержують лінійні та нелінійні підсилювачі.

Збільшення потужності можна досягти переважним збільшенням напруги або струму. Відповідно, каскади називають підсилювачами напруги або підсилювачами струму. Якщо ж збільшення потужності сигналу обумовлене одночасним збільшенням напруги і струму, то такий каскад називають підсилювачем потужності. Підсилювачі потужності працюють, як правило, в нелінійному режимі. На основі нелінійних підсилювачів будують також генератори та перетворювачі спектрів електричних сигналів.

Залежно від спектра частот підсилювальних сигналів розрізняють підсилювачі постійного струму ППС (з нижньою граничною частотою, що прямує до нуля), підсилювачі звукових частот ПЗЧ (смуга частот підсилювальних сигналів 20-20 000 Гц), відеопідсилювачі ВП (смуга частот 20 Гц-10 МГц), підсилювачі радіосигналів з частотами сигналів вище 100 кГц. Частотний діапазон підсилювача залежить в основному від виду навантаження і типу зворотного зв’язку, а на досить високих частотах також від частотних властивостей підсилювального елемента. Окрему групу підсилювачів складають операційні підсилювачі та підсилювачі із спеціальними видами амплітудних характеристик.