Усилительные устройства

Классификация усилителей напряжения:

• Усилители постоянного тока (квазичастот) от 0 до нескольких Гц.

• Усилители низких частот 20 Гц – 100 кГц

• Усилители высокой частоты 10 кГц – ∞

• Импульсные усилители

Электровакуумные лампы:

Основные характеристики

1. 

2. ∆f=20 Гц – 20 кГц

3. Линейные искажения вызваны неравномерностью усиления гармонических составляющих разных частот

4. Нелинейные искажения вызваны появлением в полезном сигнале гармонических составляющих ВЧ, которых не было

Выбор статического режима транзисторов.

Вых Iк=F(Uкэ)

Вх= Iк=F(Iб)

Резистивный усилитель

R1 – резистор, обеспечивающий потенциал на входе

Rк – нагрузка

Чтобы правильно выбрать напряжение на базе мы должны знать величину сопротивления по формуле:

Схема с делителем напряжения на входе

Эти усилители работают в линейном режиме, для боле мощных применяют двухтактные схемы

Rа – регулировка амплитуды

Схема работает надежно. Недостаток – насыщение

Поэтому применют другие схемы устраняющие насыщение

Недостаток: ток базы протекает через цепь смещения другого транзистора и вторичную обмотку

Повторить дифференциальный усилитель постоянного тока.

Недостатком рассмотренных схем является малый коэффициент усиления.

Этого недостатка лишены мостовые и полумостовые схемы.

Полумостовая схема

Входные обмотки обеспечивают режим работы поочередно.

При положительной полуволне на входе ток протекает через коллектор, транзистор, первичную обмотку отрансформатора w2, и через С2. С2 зараяжается VT2 закрыт, когда положительная полуволна приходит он открывается, но в этот момент ток будет протекать от +пит, через первичную обмотку, через транзистор и на корпус. С2 разряжается а С1 зараяжается т.к. через него протекает тоек, на выходной обмотке VT2 получаются импульсы. КПД=0,8. С1 иС2 служат источникам ЭДС заменяя транзисторы. Схема очень надежно работает, но ее мощность ограничивается С1 и С2. Если замениь конденсаторы транзисторами и добавить 2 обмотки, получим мостовую схему.

Входной трансформатор имеет 4 обмотки, в фазе работают W1 и W4 и в другой фазе W2 и W3, аналогично Vt1 и VT4, Vt2 и Vt3. При откр Vt1 и VT4 ток пойдет : Vt1? Первичная обмотка W2? Vt4, -пит.

Недостатки: при закрывании транзистора большой выброс напряжения на коллектор. На базе транзистора транзистор закрыт, а на коллекторе напряжение. Транзистор не успел рассосать.

Существует схема уменьшения времени рассасывания накопившихся зарядов. Последовательно с обмоткой подключается цепочка из диода и шунтированная дросселем. Работает цепочка как линия задержки. Пр подаче сигнала на обмотку возбуждения, сигнал на базу поступает через дроссель постепенно – время задержки, достаточное для того чтобы промежуток база эмиттер успел скомпенсировать накопившиеся заряды, а затем оставшийся сигнал шунтируется через диод.

Существуют и более сложные схемы. Смотри однотактный генератор пилообразного напряжения.

Расчетные соотношения

Усилитель с общим эмиттером:

Для входного сопротивления: , ,

,

Схема с общим коллектором:

С общей базой:

Сравнительный анализ:

Самое высокое внутреннее сопротивление имеет схема с общим коллектором, а самое низкое с общей базой. Более высокое значение коэффициента усиления по напряжению имеют схемы с ОБ и ОЭ, а схема с ОК имеет коэффициент меньше 1. Максимальный коэффициент по току имеют ОК и ОЭ.

Составной транзистор:

(по току)

Эмиттерный повторитель (схема с общим коллектором) с дополнительной динамической нагрузкой. При необходимости подключить усилитель к высокоомной нагрузке, то хорошее согласование с такой нагрузкой имеет схема с общим коллектором с активным элементом в качестве нагрузки.

В качестве активной нагрузки выступает VT2.