27. Усилитель по схеме с ок.
Принципиальная(а) и эквивал(б) схема усил-ля с ОК для обл-ти средних частот имеет вид:
В
схеме с ОК резисторы Rб
и Rэ задают токи в
режиме покоя. Напряж-е вх-го сигнала
подается м/у базой и общей шиной, а вых-го
снимается м/у эмм-ром и общей шиной.
Колл-р по переменному току заземлен ч/з
малое
для перем I Rвнутр источника питания и явл-ся общей точкой для вх-ых и вых-ых цепей. В следствие такой подачи сигнала в схеме сущ-ет ООС(отрицательная обратная связь) по напряж-ю с коэф-ом передачи æu=1, т.к. Uбэ управляющее током тр-ра опр-ся разностью Uвх и Uвых: Uбэ=Uвх-Uос=Uвх-Uвых. Наличие Uос по напряжению опр-ет осн-е пар-ра усил-ля по схеме с ОК. При подаче положит-го приращения вх сигнала на базу тр-ра отн-но общей шины, Iб, Iк и Iэ умен-ся, умен-ся также падение напряж-е на Rэ по абсол-ой вел-не, т.е. Uвых схемы. Т.о. приращение вых сигнала имеет положит-ую полярность. Схема с ОК не инвертирует фазу усиленного сигнала. Осн пар-ры усил-ля: 1. rвх=Uвх/Iб, где Uвх=Iб∙rб+ +Iэ[(rэ+Rэн)║rк*]=Iбrб+ +Iб(β+1)∙[rк*║(rэ++Rэн)] откуда rвх=rб+ +(β+1)∙[rк*║(rэ+Rэн)], обычно rк*>>(rэ+Rэн), а Rэн>>rэ, поэтому выраж-е для rвх можно упростить: rвх≈rб+(β+1)Rэн . Пренебрегая первым слагаемым и учитывая, что β>>1, получим: rвх≈βRэн . С ростом Rен увел rвх, но при больших Rэн необ-мо учитывать rк*: rвх=β(Rэн║rк*). Если Rэн>>rк*, то rвх=βrк*, что в свою очередь прим-но равно rк=0,5-2 мОм. Это max возможная вел-на rвх в схеме с ОК. С учетом резистора Rвх схемы, применяют непосредственную связь каскада: Rвх=rвх║Rб. Для увел-я Rвх схемы применяют непосред-ную связь каскада источником сигнала (без резистора Rб), либо искусственно повышают Rб. 2. Коэф-т усиления по току. При rк*>>Rэн Ki=Iвых/Iвх=Iэ/Iб=β+1. 3. Коэф-т усиления по напряжению. При rк*>>Rэн, rэ<<Rэн, то KU=Uвых/Uвх=IэRэн/Iбrвх=(β+1)Rэн/rвх=[(β+1)Rэн]/[rб+(β+1)Rэн]. Из этой фор-лы видно, что KU≈1, но меньше ее. В связи с тем, что в схеме с ОК напряж-е на выходе повторяет вх-ой сигнал по вел-не и фазе, эту схему наз-ют эммиторным повторителем. Коэф-т усиления по напряж-ю по отношению к ЭДС генератора входного сигнала KUг=Uвых/Eг=Uвых/Uвх∙Uвх/Eг=[(β+1)Rэн/rвх]∙[(Rб║rвх)/Rг+Rб║rвх]= [(β+1)Rэн/rвх]∙[Rвх/(Rг+Rвх)]. Видно, что наличие Rг снижает КUг. 4. Rвых. Оно зависит от сопротивления источника сигнала и м/б найдена при rк*>>R′г , R′г=Rг║Rб по ф-ле: Rвых=rэ+(Rг′+rб)/(β+1), отсюда видно, что R′вых мало и увел-ся с ростом R′г. При больших значениях R′г необх-мо учитывать влияние rк*: Rвых=Rэ║[(R′г+rб)/ /(β+1)]║rк*+rэ]. Предельное знач Rвых в схеме с ОК будет при R′u→∞, оно=: Rвых≈Rэ║rк*≈Rэ, при Rэ<1кОм. 5. Кр=KU∙Ki≈Ki, т.е. КРок<<КРоэ. Вывод: схема с ОК имеет высокое Rвх (единицы-десятки кОм). Rвых при обычных Rг мало (десятки Ом). Фазы вх-го и вых-го напряж-я совпадают Кр≈Кi. Схема имеет стабильную вел-ну КU≈1 и большой диапазон вх-го сигнала за счет 100% ООС по напряжению.
28. Многокаскадные усилители с r-c связью.
Схема двухкаскадного усил-ля с R-C связью на тр-рах, включенных по схеме с ОЭ
Резисторы Rэ предназначены для термостабилизации каска-дов. Их шунтирование конденсаторами Cэ не позволяет умен-ся коэф-ту усиления по перем току. Схема задания потенциала базы с помощью делителя напряж-я (R1,R2) наз-ся схемой с фиксир-ым потенциалом базы. Расчет эл-тов усил-ля ведется из условия обеспечения требуемых значений Ki, Ku, Rвх, Rвых, коэф-т нелин-ых искажений Кг в заданной полосе частот делителя от fн до fв при заданных коэф-ах частотных искажений Мн и Мв. Величины емкостей разделительных конденсаторов Ср1, Ср2, Ср3 и конд-ров в цепях эмм-ов Сэ1, Сэ2 выбираются такими, чтобы в полосе рабочих частот их сопротивление было очень мало и им можно было пренебречь. В общем случае включение разделит-ых конд-ов приводит к снижению коэф-та усиления в обл-ти НЧ(низких частот). С умен-ем частоты усиливаемого сигнала, сопрот-е конденсаторов Сэ увел-ся. Это приводит к появлению заметного падения напряж-я от перем-ой составляющей тока, являющимся напряж-ем ООС(отрицательной обратной связи), что снижает Кu усил-ля. В обл-ти ВЧ(высоких частот) необходимо учитывать снижение β с увел-ем частоты, умен-ие емкостного сопрот-я колл-го перехода, а также емкость нагрузки Сн. АЧХ(амплитудно-частотная характеристика) усил-ля с RC связью имеет вид
Rвх многокаскадного усил-ля опр-ся Rвх одного каскада, Rвых – Rвых последнего. Коэф-т усил-я частотных и нелинейных искажений усил-ля находятся как произведение этих пар-ов всех каскадов.