8. Усилитель с трансформаторной связью.

Каскады предварительного усиления с тр-рной связью обеспечивают лучшее согласование усилительных каскадов по сравнению с каскадами с RC-связью и применяются в качестве инверсных для подачи сигнала на двухтактный выходной каскад. Часто трансформатор используют в качестве входного устройства.

Рис. 95. Усилитель с включением тр-ра: а — послед., б — параллельным

Схемы усилительных каскадов с последовательным и параллельным включением трансформатора показаны на рис. 95, а, б. Схема с последовательно включенным трансформатором не содержит резистора R_K в коллекторной цепи, поэтому обладает более высо­ким выходным сопротивлением, равным выходному сопро­тивлению транзистора, и применяется чаще. В схеме с параллельно включенным трансформатором требуется переходной конденсатор С. Недостатком этой схемы являются дополнительные потери мощно­сти сигнала в резисторе R_K и снижение выходного сопротивления вследствие шунтирующего действия этого резистора.

Нагрузкой трансформаторного каскада обычно служит относи­тельно низкое входное сопротивление последующего каскада. В этом случае для межкаскадной связи используют понижающие трансформаторы с коэффициентом трансформации , где R_Н — сопротивление нагрузки в коллекторной цепи. Поскольку в понижающем трансформаторе ток во вторичной обмотке в n раз больше, чем в первичной (I₂/I₁=n или I₂=nI₁), схема с трансформаторной связью позволяет получить дополнительный выигрыш в усилении по току по сравнению с усилительными каскадами с емкостной связью.

Рис. 96. Частотная ха­рактеристика усилителя

Частотная характеристика усилителя с трансформаторной связью (рис. 96) имеет снижение коэффициента усиления в области нижних и верхних частот. В области нижних частот спад коэффи­циента усиления каскада объясняется уменьшением индуктивного сопротивления обмоток трансформатора, вследствие чего возрастает их шунтирующее действие входной и выходной цепей каскада и снижается коэффициент усиления К=K₀/[1+1/(w_нт_н)]. На средних частотах влиянием реактивных эле­ментов можно пренебречь. В области верхних частот на коэффициент уси­ления влияют емкость коллекторного перехода С_к и индуктивность рассеи­вания ls обмоток трансформатора. На некоторой частоте емкость С_к и индуктивность Ls могут вызвать резонанс напряжения, вследствие чего на этой частоте возможен подъем частотной характеристики. Иногда этим пользуются для коррекции час­тотной характеристики усилителя.

9. Усилители с обратными связями (эмиттерн.Повторитель; фазоинверсн.Каск).

Эмиттерные повторители (ЭП) (рис. 97, а) являются разновид­ностью усилителей на резисторах с ООС. У эмиттерного повторите­ля транзистор включен по схеме с ОК (коллектор заземлен по пе­ременной составляющей тока через емкость С_бл), нагрузка R_Н вклю­чена в эмиттерную цепь. Выходное напряжение Uвых, снимаемое с нагрузки Rн, совпадает по фазе с входным напряжением. Из схемы следует, что выходное напряжение вычитается из входного: U_ВЫХ=U_ВХ–U_БЭ. Каскад имеет стопроцентную последовательную ООС по напряжению.

Рис. 97. Схемы эмиттерного повторителя (а) и фазоинверсного уси­лителя(б)

В области средних частот при низкоомной нагрузке полное входное сопротивление ЭП в десятки раз выше, чем у обычных каскадов с ОЭ, поэтому их используют в качестве высокоомных каскадов с низким уровнем шумов. Выходное сопротивление ЭП зависит от внутреннего сопротивления источника входного сигна­ла.

При низкоомном источнике входного сигнала и большом коэф­фициенте передачи β выходное сопротивление ЭП мало (порядка нескольких десятков омов). Основными показателями ЭП являются: коэффициент передачи по напряжению мень­ше единицы (порядка 0,95 — 0,99); усиление по току и мощности больше единицы; большое входное и малое выходное сопротивле­ния; малые частотные искажения; большой динамический диапазон входных сигналов при низком уровне нелинейных искажений. ЭП широко применяют в качестве выход­ного каскада при работе на низкоомную нагрузку емкостного ха-рактера; входного каскада, обладающего большим входным со­противлением; промежуточного каскада при необходимости согла­сования высокого выходного сопротивления с малым входным сопротивлением. ЭП применяют в измеритель­ной технике, устройствах автоматического регулирования и т. д. Глубокая ООС обеспечивает высокую стабильность параметров ЭП и их меньшую зависимость от изменений температуры и напря­жения питания.

Фазоинверсные усилители (ФИУ) позволяют получить противофазные напряжения для возбуждения двухтактных выходных каскадов. Противофазные напряжения можно получить и от предварительного усилителя с трансформаторным выходом. Однако выходной транс­форматор, имеющий вторичную обмотку с заземленной средней точ­кой, пропускает относительно узкую полосу частот и является гро­моздким и дорогостоящим.

Схема ФИУ с разделенной нагрузкой вы­ходной цепи показана на рис. 97, б. В этом усилителе часть на­грузки включена в цепь коллектора (резистор R_К), а другая часть R_Э — в цепь эмиттера. Переменный ток сигнала, проходя по резис­торам R_K=R_Э, создает на них равные, но сдвинутые по фазе на 180° напряжения U_ВЫХ1=U_ВЫХ2, которые могут быть использованы для управления двухтактным усилителем.

ФИУ с разделенной нагрузкой не дает усиления напряжения. Развиваемое транзистором напряжение сигнала в схеме делится пополам, поэтому выходное напряжение вдвое меньше, чем в обыч­ном резисторном усилителе. Схема проста, обладает хорошей час­тотной и фазовой характеристиками.