Е.А. Москатов - Электронная техника (1076439), страница 15
Текст из файла (страница 15)
А. Москатов. Стр. 88Кроме того, что введение ООС уменьшает коэффициент усиления усилителя, все остальныетехнические показатели улучшаются. Увеличивается полоса пропускания, уменьшаются нелинейные и частотные искажения, несколько возрастает входное сопротивление.Режимы работыусилительных элементов1) Понятие о проходной динамической характеристике.2) Режим работы класса А.3) Режим работы класса В.4) Режим работы класса АВ.5) Режим работы класса С.6) Режим работы класса D.1) Понятие о проходной динамической характеристике. Режимы работы усилительных элементов определяются положением рабочей точки на проходной динамической характеристике. Проходной динамической характеристикой называется зависимость выходноготока от входного напряжения.
Для транзистора, включённого по схеме с ОЭ, зависимость будет Iк = f (Uбэ). Проходная динамическая характеристика может быть построена по входной ивыходной характеристикам транзистора. Iк = f (Uб).IкIкнIкIкнIк4Iк3Iк2Iк14Iб4IбIб3Iб4Iб334'Iк4Uвх>03'Iк34'3'2'Iк22Iб2Iб21 Iб1Iб12'1'Eк UвхIк11'UбэРис. 234UвхРис. 2352) Режим работы класса А. В режиме работы класса А рабочая точка устанавливается налинейном участке проходной динамической характеристики.
Для этого между базой и эмиттером транзистора при помощи одной из схем питания цепи базы необходимо создать постоянную составляющую напряжения, которая называется величиной напряжения смещения.При отсутствии переменной составляющей усиливаемого сигнала рабочая точка называетсярабочей точкой покоя.Рассмотрим рисунок 236. До момента времени t1 переменная составляющая входного сигналаотсутствует, и под действием величины Eсм в коллекторной цепи транзистора будет протекатьпостоянная составляющая коллекторного тока, которая называется током покоя.Режим работы класса А характеризуется минимальными нелинейными искажениями, т. к.усилительный элемент работает на линейном участке характеристики.Недостатком режима класса А является низкий КПД. η = (25 – 30 %).Это объясняется тем, что энергия от источника питания затрачивается не только на усилениепеременной составляющей, но и на создание постоянной составляющей Iо, которая являетсябесполезной и в дальнейшем отсеивается разделительным конденсатором.Режим класса А применяется, в основном, в предварительных каскадах усиления.Е.
А. Москатов. Стр. 89IкIкIмкIoР.Т.UбэEсмtt1t1tРис. 2363) Режим работы класса В. В режиме класса В рабочая точка выбирается таким образом,чтобы ток покоя был равен нулю (смотрите рисунок 237).IкIкUбэfxQttРис. 237Режим работы класса В характеризуется углом отсечки Θ.Углом отсечки называется половина той части периода, за которую в выходной цепи будетпротекать ток.Для режима класса В угол отсечки Θ = 90°. Характеризуется режим класса В высоким КПД η =60 ÷ 70 %. Недостатком режима класса В являются большие нелинейные искажения. Применяется режим класса В в выходных двухтактных усилителях мощности.4) Режим работы класса АВ. Иногда положение точки покоя в режиме класса АВ выбирается на нижнем изгибе проходной динамической характеристики (смотрите рисунок 238).Е.
А. Москатов. Стр. 90IкIкUбэt1IoТ.П.t1QtQ>900EсмtРис. 238В этом случае будет иметь место ток покоя, но величина его будет значительно меньше, чем врежиме класса А. Угол отсечки Θ в режиме класса АВ будет меньше 90°. Режим класса АВимеет несколько меньший КПД, чем режим класса В (η = 50 ÷ 60 %) и несколько меньшие нелинейные искажения. Применяется так же, как и режим класса В, в двухтактных усилителяхмощности.5) Режим работы класса С.
Это режим, при котором величина Eсм имеет отрицательноезначение (смотрите рисунок 239).IкIкt1Uбэt1QEсмtQ<90 0tРис. 239Е. А. Москатов. Стр. 91Режим класса С характеризуется максимальным КПД η = 80 %, но и наибольшими нелинейными искажениями. Режим С в усилителях применяется в выходных каскадах мощных передатчиков.6) Режим работы класса D. Режим работы класса D – это ключевой режим работы транзистора.Межкаскадные связи в усилителях1) Виды межкаскадных связей.2) Эквивалентная схема усилительного каскада с резисторно - ёмкостнымисвязями.3) Анализ эквивалентной схемы на низких, средних и высоких частотах.1) Виды межкаскадных связей. Для увеличения коэффициента усиления могут применяться многокаскадные усилители.
В этом случае между каскадами, а также между входомусилителя и источником сигнала или же между выходом усилителя и нагрузкой могут существовать следующие виды межкаскадных связей.1) Резисторно-ёмкостная связь (смотрите рисунок 240).Rб1'Rк1Rб2'CpCpCpVT1UвхRб1''Rэ1 Cэ1+Eк-Rк2UвыхVT2Rб2''Rэ2 Cэ2Рис. 240Резисторно-ёмкостная связь является наиболее широко распространённой в усилителях переменного напряжения.2) Трансформаторная связь (смотрите рисунок 241).Rб1'Tp1Rб2'CpCpVT1UвхRб1''Rэ1 Cэ1+Eк-Rк2UвыхCpVT2Rб2''Rэ2 Cэ2Рис. 241Трансформаторная связь позволяет осуществить оптимальное согласование между каскадамипутём подбора коэффициента трансформации трансформатора.Недостатки: Сравнительно большие габариты и вес трансформаторов.Е. А.
Москатов. Стр. 92Большие частотные искажения, так как сопротивления обмоток трансформатора зависят отчастоты XL = ω ∙ L, поэтому трансформаторная связь применяется на низких частотах и вузком диапазоне.3) Гальваническая (непосредственная) связь (смотрите рисунок 242).Rб'+Eк-Rк2Rк1UвыхVT1VT2UmRб''Rэ1Rэ2Рис. 242Гальваническая связь применяется в УПТ.2) Эквивалентная схема усилительного каскада с резисторно - ёмкостнымисвязями.<<CpRб'+EкRк1Cp Um.выхCpUвхrбIбCprкRбCкrэVT1RкследующегокаскадаUmRб''Rэ1Рис. 243RвходаCэR2CэC0Рис. 244Rб – это Rб′ и Rб″, включённые параллельно, т.
к. Rб′ через малое сопротивление Eк можносчитать подключённым на корпус (общий провод).Rб'Rб"Rб Rб' Rб"Со = Свх.сл. + См,где Свх.сл. – это ёмкость следующего каскада, а См – ёмкость монтажа.3) Анализ эквивалентной схемы на низких, средних и высоких частотах.Проанализируем эквивалентную схему на низких, средних и высоких частотах. На низких частотах ёмкостное сопротивление параллельно включённых Cк и Cо будет иметь оченьбольшую величину и на работу схемы влиять не будет. Сэ имеет большую величину, следовательно, ёмкостное сопротивление её будет очень мало.
Уже на низких частотах эта ёмкостьшунтирует сопротивление Rэ и, значит, на низкой частоте схема усилительного каскада будетиметь вид, изображённый на рисунке 245.Разделительные конденсаторы включены последовательно. На НЧ сопротивление их будет велико, что приводит к уменьшению коэффициента усиления.Е. А. Москатов. Стр. 93 Iб<<CprэCprкRвходаUmRбследующегокаскадаRкrэРис.
245На средних частотах сопротивление разделительных конденсаторов уменьшается до такой величины, что их влияние можно не учитывать. А сопротивление ёмкостей Ск и Co уменьшаются не на столько, чтобы оказывать шунтирующее действие, и поэтому их на средних частотахих также можно не учитывать, поэтому на средних частотах эквивалентная схема будет иметьвид, изображённый на рисунке 246. Так как на Ср.Ч ни барьерная ёмкость коллекторногоперехода Ск, ни Со не оказывают влияние на работу усилителя, то коэффициент усиления насредних частотах будет наибольшим. Iб<<rбUmrкRнrэRбРис. 246На ВЧ разделительные конденсаторы имеют очень малое сопротивление и, так как они включены последовательно, они не оказывают влияние на работу схемы усилителя, а ёмкости Ск иCo, включённые в параллель, шунтируют коллекторный переход транзистора и выход усилителя своим малым сопротивлением, что приводит к уменьшению коэффициента усиления.
Эквивалентная схема усилителя на высокой частоте изображена на рисунке 247.<<rбUm IбrкCкRбRнrэC0Рис. 247На рисунке 248 показано, как влияет на коэффициент усиления усилителя изменение частоты.KН.Ч.Ср.Ч.В.Ч.Влияние Ср Влияние Ск и С 0Рис. 248fЕ.
А. Москатов. Стр. 94Выходные каскады усиления1) Однотактный выходной трансформаторный каскад2) Двухтактный выходной трансформаторный каскад3) Двухтактный выходной бестрансформаторный каскад1) Однотактный выходной трансформаторный каскад. Однотактный выходнойтрансформаторный каскад работает в режиме класса А. В виде коллекторной нагрузки он имеет первичную обмотку согласующего трансформатора (смотрите рисунок 249).Tp1Rб1'+Eк-RнCpVT1UвхRб1''RэC0Рис. 249Выходные каскады усиления являются усилителями мощности. Применение согласующихтрансформаторов позволяет осуществлять оптимальное согласование выхода усилителя с нагрузкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
