- •Глава II. Принципы построения усилительных схем
- •Глава IX. Избирательные усилители
- •Глава Общие сведения об усилительных устройствах.
- •Глава II. Принципы построения усилительных схем
- •II.1. Блок-схема и принципиальная схема усилителя.
- •II.2. Принцип работы усилителя
- •II.3. Схемы цепей питания и стабилизации
- •II.4 Схемы межкаскадной связи
- •II.5. Типы усилительных каскадов
- •II.6. Режимы работы усилительных элементов.
- •II.7. Свойства усилительных элементов при различных способах
- •Глава III. Обратная связь в усилителях.
- •III.1. Основные определения.
- •III.2. Классификация видов обратной связи.
- •По виду ос:
- •III.3. Влияние обратной связи на свойства усилителя.
- •III.4. Усилительные каскады с обратной связью.
- •Глава IV. Работа усилительного элемента в схеме
- •IV.1. Общие сведения.
- •IV.2. Динамические характеристики
- •IV.3. Расчёт гармонических составляющих выходного тока
- •Глава V. Каскады предварительного усиления.
- •V.1. Основные требования и режим работы.
- •V.2. Резисторный каскад.
- •V.3. Трансформаторный каскад.
- •Глава VI. Каскады мощного усиления
- •VI.1. Основные сведения об усилителях мощности.
- •VI.2. Однотактные каскады мощного усиления.
- •Vі.3. Двухтактные трансформаторные каскады
- •С последовательным управлением.
- •Vі.4. Бестрансформаторные двухтактные каскады
- •Глава VII. Широкополосные каскады
- •VII.1. Основные сведения о широкополосных усилителях.
- •VII.2. Низкочастотная коррекция.
- •VII.3. Высокочастотная коррекция.
- •VII.4. Повторители напряжения.
- •Глава VIII. Усилители постоянного тока
- •VIII.1. Непосредственная связь между каскадами.
- •VIII.2. Усилители постоянного тока прямого усиления.
- •VIII.3. Дрейф нуля и способы его уменьшения.
- •VIII.4. Усилители постоянного тока с преобразованием
- •VIII.5. Дифференциальный усилитель.
- •Глава IX. Избирательные усилители
- •IX.1. Общие сведения об избирательных усилителях.
- •IX.2. Колебательные контуры и их параметры.
- •IX.3. Параметры резонансных усилителей.
- •IX.5. Полосовые усилители.
VI.2. Однотактные каскады мощного усиления.
Резисторный каскад.
В резисторном каскаде мощного усиления (рис.6.1) RНАГР. включают в выходную цепь через переходную цепь RC.
Рис.6.1. Резисторный каскад мощного усиления.
Ток питания здесь через нагрузку не проходит. Резисторный каскад прост, обладает широкой полосой рабочих частот, но имеет очень низкий КПД, не превосходящий (5 6)% . Поэтому, несмотря на достоинства, резисторные каскады мощного усиления применяют только при очень малой выходной мощности (десятки или сотни милливатт).
Однотактный трансформаторный каскад.
Однотактный трансформаторный каскад работает только в режиме А. Схема такого усилителя показана на рис. 6.2.
Рис. 6.2. Однотактный трансформаторный каскад.
В транзисторных усилителях обычно применяется температурная стабилизация электрического режима транзисторов. Это необходимо потому, что параметры транзистора находятся в зависимости от температуры окружающей среды. Наиболее сильно зависит от температуры ток коллектора и особенно его составляющая – обратный ток коллектора IК.ОБР..
Изменение коллекторного тока приводит к изменению положения рабочей точки на характеристике транзистора и, как следствие, к изменению режима его работы. Это создаёт дополнительные нелинейные искажения. Для стабилизации положения рабочей точки в усилителях применяются различные методы температурной стабилизации: эмиттерная, коллекторная или комбинированная. В схеме на рис.6.2 применена эмиттерная температурная стабилизация, работающая по принципу изменения падения напряжения на резисторе RЭ при изменении температуры окружающей среды. Если выбрать ток делителя, проходящий через резисторы R1 и R2, в несколько раз больше, чем ток покоя базы, то в результате изменения напряжения на резисторе RЭ будет соответственно изменяться отрицательное напряжение на базе транзистора. Это, в свою очередь, обеспечит сравнительно небольшое изменение коллекторного тока. Например, при увеличении температуры за счёт возрастания тока коллектора увеличится падение напряжения на резисторе RЭ, а так как напряжение, действующее на резисторах R2 и RЭ, направлены навстречу друг другу, результирующее отрицательное напряжение на базе транзистора относительно эмиттера уменьшится, что вызовет соответственное уменьшение тока базы и коллектора.
Нестабильность работы транзисторного усилителя, вызываемая изменением коллекторного тока IК при изменении обратного тока IК.ОБР., характеризуется коэффициентом нестабильности S:
S = IК / IК.ОБР. …………………………. (1).
Коэффициент нестабильности определяет смещение рабочей точки на характеристике транзистора при изменении температуры коллекторного перехода. В лучшем случае он может быть близок к единице, т.е. изменение коллекторного тока будет равно изменению обратного тока. Коэффициент нестабильности определяется из условия изменения допустимого тока коллектора по отношению к величине этого же тока при комнатной температуре. Коэффициент нестабильности уменьшается с увеличением сопротивления резистора RЭ и с уменьшением сопротивлений резисторов R1 и R2, т.е. с увеличением тока делителя. На практике получить нестабильность S =1 или близкую к ней в схеме с одним источником питания невозможно, так как одновременно с повышением стабильности работы усилителя снижается его входное сопротивление и увеличивается ток в цепи делителя напряжения. При расчётах усилителей величину S обычно выбирают в пределах 3 7.
При подаче сигнала на вход усилителя между базой и эмиттером возникает пульсирующее напряжение, вызывающее соответствующее изменение токов базы и коллектора. Ток коллектора, проходя через обмотку выходного трансформатора, создаёт пульсирующее магнитное поле
Ф = А(IК0 IК~) ………………… (2),
переменная составляющая которого во вторичной цепи выходного трансформатора наводит переменный ток, соответствующий форме входного сигнала. В приведенной формуле:
А – коэффициент пропорциональности;
IК0 – постоянная составляющая коллекторного тока;
IК~ – переменная составляющая коллекторного тока.
Переменная составляющая тока в цепи эмиттера в основном проходит через конденсатор СЭ, не вызывая значительного падения напряжения на резисторе RЭ. Поэтому конденсатор СЭ рассчитывается так, чтобы его реактивное сопротивление ХСэ на самой нижней рабочей частоте FН было бы значительно меньше сопротивления резистора RЭ.
Достоинством трансформаторного каскада мощного усиления является то, что он при соответствующем коэффициенте трансформации может работать с высоким КПД на сопротивление нагрузки практически любой величины. По этой причине трансформаторные усилители мощности, несмотря на довольно высокую стоимость и сравнительно узкую полосу рабочих частот, широко используются в качестве выходных каскадов как транзисторных, так и ламповых усилителей.