5.Расчет усилителя низкой частоты (унч)

Усилители низкой частоты используются в приемниках для усиления результатов детектирования и в передатчиках для усиления колебаний звуковой частоты получаемого для микрофонов.

УНЧ используется также как самостоятельное устройство для усиления речи и музыки.

Условно все УНЧ делятся:

на усилители напряжения;
на усилители мощности.

Последний каскад УНЧ обеспечивает выходную мощность достаточную для работы громкоговорителя или дальнейшей передачи сигнала по проводным линиям связи называемым усилителями мощности.

Первые каскады УНЧ создают напряжение достаточное для нормальной работы усилителя мощности называемого усилителем напряжения. Поскольку нагрузка к усилителю мощности обычно низкоомная, она как правило включена через понижающий трансформатор.

Усилители напряжения

Наиболее распространенная схема однокаскадного усилителя напряжения имеет следующий вид:

Рис. 5.1. Схема усилителя напряжения

Для уменьшения частотных искажений нагруженного усилителя напряжений обычно служит резистивная емкость С_р не пропускающая постоянные составляющие с выхода детектора на базу транзистора VT₁. сопротивления R₁, R₂ представляющие собой делитель напряжения создающий определенный потенциал на базе транзистора VT₁, т.е. задающий его рабочую точку. Сопротивление R_к является коллекторной нагрузкой, т.е. обеспечивает усиление по напряжению. R_э – отрицательная обратная связь или цепочка автоматического смещения на базе, которая стабилизирует режим работы транзистора при изменении внешних условий. Емкость С_э –используется для устранения обратной связи по переменному току.

Одним из основных параметров любого УНЧ является частотная характеристика, т.е. зависимость коэффициента усиления от принимаемой частоты.

Рис. 5.2. Зависимость коэффициента усиления от частоты

Сплошная линия - показывает идеальную частотную характеристику, а пунктирная – реальную.

В реальных усилителях максимальный коэффициент усиления обеспечивается на средних частотах, а на нижних и верхних он уменьшается. «Завал» на нижних частотах объясняется наличием разделительной емкости С_р и шунтирующей емкости С_э. для увеличения коэффициента усиления на верхних частотах можно добиться последовательным включением с сопротивлением R_к индуктивность L_к.

Усилители мощности

Одним из основных требований к усилителю мощности является отсутствие нелинейных искажений, поэтому такой УНЧ должен работать в режиме класса А, т.е. на линейном участке анодно-сеточной характеристики лампы или проходной характеристики транзистора. Наиболее распространенная схема однокаскадного усилителя мощности имеет следующий вид:

Рис. 5.3. Схема усилителя мощности

Основным недостатком рассматриваемых схем является низкий КПД, который принципиально не может быть больше 50%. Для увеличения КПД целесообразно использовать двухтактную схему работающую в классе В:

Рис. 5.4. Двухтактная схема усилителя мощности

В данной схеме при угле отсечки 90⁰ в течение одного полупериода работает транзистор VT₁, а течении второго – VT₂, сигнал с них суммируется и выходная синусоида тем менее искажена, чем ближе параметры VT₁ и VT₂. КПД такого усилителя может достигать 80%.

Данные для расчета усилителя

К_у = 900÷1000.

Расчет усилителя