1.3. Структурная схема усилителя постоянного тока

При проектировании усилителя постоянного тока следует учесть, что его структурная схема состоит из нескольких частей:

Источник питания

Источник сигнала

Входной каскад

Выходной каскад

Нагрузка

Рис. 1.2.

Источник сигналов служит для подачи сигнала, который нужно усилить; входной и выходной каскады, которые служат непосредственно как усилитель; нагрузка служит для непосредственного приёма усиленного сигнала. Спецификация входного и выходного каскадов обуславливается конкретными характеристиками источника сигнала и нагрузки, с которыми непосредственно связаны эти каскады. Выбор схемы и режима входного каскада осуществляется с учётом свойств источника усиливаемого сигнала. Аналогично, выбор схемы и режима выходного каскада зависит в первую очередь от нагрузки, на которую работает усилитель: необходимого уровня (мощности, напряжения или тока) сигнала, характера и величины сопротивления нагрузки, наличия зажима, допускающего соединение с общим (заземлённым) проводом и т. д.

Определение структурной схемы усилителя составляет первый этап проектирования всякого усилительного устройства, после чего возможен подробный расчёт всех каскадов. В то же время правильный выбор структурной схемы, позволяющий получить требуемые характеристики усилителя в целом, опирается на знание типичных характеристик, которыми обладают различного вида усилительные каскады, вариантов их схем и режимов, способов связи между собой и достаточного ассортимента схемных решений, таких устройств, как регуляторы, частотные корректоры, включая схемы с обратной связью.

Для построения принципиальной схемы я использовал каскады на биполярных транзисторах, включённые с общим эмиттером, когда выход предыдущего каскада гальванически соединен с входом последующего

В качестве источника сигнала возьмем датчик. Для компенсации постоянного напряжения на нагрузке в режиме покоя включаем делитель напряжения R1 и R2_. Сопротивления этих резисторов выбираются из условий баланса мостовой схемы, в которую включена нагрузка R_н. При правильно выбранном делителе потенциал его средней точки в режиме покоя равен потенциалу покоя на базе первого транзистора.

Кроме этого, при разработке УПТ необходимо обеспечивать согласование потенциалов не только между каскадами, но и с источником сигнала и нагрузкой. Если источник сигнала включить на входе усилителя между базой первого транзистора и общей шиной, то через него будет протекать постоянная составляющая тока от источника питания E_K. Поэтому для устранения этого тока на схеме включаем генератор входного сигнала между базой транзистора VТ1 и средней точкой специального делителя напряжения, образованного резисторами R1 и R2.

Резисторы R_э1 и R_э2 не только создают местную последователь­ную ООС по току, но и обеспечивают необходимое напряжениев своих каскадах.

Эта схема поможет мне реализовать поставленные задачи.

Недостатком рассматриваемой схемы УПТ является, то что для обеспечения режимов покоя транзисторов сопротивления резисторов идолжны удовлетворять условиям:, гдеn – номер каскада усилителя. Вследствие этого коэффициент усиления напряжения убывает от каскада к каскаду, т.е. . Поэтому проектирование такого усилителя с числом каскадов более трёх – четырёх оказывается нецелесообразным.