Дьюб Динеш С. Электроника - схемы и анализ (2008) (1095413), страница 54
Текст из файла (страница 54)
11.4. 11.5. 11.6. 11.7. 11.8. 11.9. 11.10. Объясните, как работает двухтактный усилитель. 11.11. Что такое нелинейные искажения? Как они возникают в усилителях класса В? 11.12. Объясните, почему в сигнале двухтактных усилителей устраняются вторая и другие четные гармоники. 11.13. Что такое искажения перехода через нуль? 11.14. Как устранить искажения перехода через нуль при работе в классе В? 11.15. Что такое ток покоя? 11.16. Объясните, почему смещение с делителем напряжения — не лучший юриант смещения в двухтактных усилителях. 11.17. Что такое диодное смещение? 11.18.
Чему равен коэффициент преобразования у усилителей класса В? 11.19. По каким причинам коэффициент преобразования усилителя класса В вьппе, чем класса А7 11.20. Что такое комплементарная работа в усилителях класса АВ? 11.21. В двухтактном усилителе максимально допустимая мощность рассеяния 11.22.
Чему равен максимальный коэффициент преобразования у усилителя класса С? Объясните причины высокого коэффициента преобразования. 11.23. Как в усилителе класса С восстанавливается полезный сигнал? Где пр" меняются усилители класса С? (вв Какие составляющие тока и напряжения у нагрузочных линий постоян- ного и переменного тока? Какие правила существуют для получения максимального выходного сиг- нала без ограничений от усилителей класса А? Какие особенности усилителей мощности отличают их от малосигнаяь- ных усилителей? Максимально допустимая мощность транзистора 10 Вт.
Какую мощность переменного тока можно получить от усилителя класса А с этим транзи- стором? Какой максимальный коэффициент преобразования усилителя класса А? Нарисуйте схему усилителя класса А с трансформаторной развязкой. Че- му равен его коэффициент преобразования? Кратко объясните причины повышения коэффициента преобразования усилителя класса А с трансформаторной развязкой. каждого транзистора равна 20 Вт. Какую мощность способен отдать уси- литель? д д 3~~9 Задачи 11 1. Найти ток покоя 7сд7 и напряжение ГсвО усилителя на схеме рис. 11.29. (Ъвв = 0,7 В).
Отввтд 7со 23 мА, асяс т 4,4 В. +9 В 00м Рис. 11.29. 11.2. Найти координаты нагрузочных линий постоянного и переменного тока усилителя на схеме рис. 11.30. Нарисовать их вместе в одном масштабе. Отввок ивгруэочнвя линял по переменному току: дс( и = 27 мАд Ъслдд дояд = 11 25 В нагрузочнзя линия но постоянному току; точка насьпцения зсов ю = 12 мА, точка отсечки Усс = 18 В. 11.3. Найти составляющие нагрузочных линий постоянного и переменного тока змиттерного повторителя (рис. 11.31) и нарисовать их вместе в одном масштабе (принять 1 вв = О) Отввтд нагрузочная линия по переменному току: дс(д д) =30 мА, Ъсв<.
д.я) =15 В нагрузочнвя линия по постоянному току: точка иасьпцения дсд 1 = 20 мА, точка отсечки 1'сс = 20 В 11.4. Какую мощность переменного тока выдает усилитель класса А, схема которого представлена на рис. 11.32? Отвводд в идеале 67,5 мВт. ~~~320 Глава 11. Усилители леви!ности +!8 В 0Ом Рис. 11.30. +!2В +20 В Рис. 11.31 Рис. 11.32 11.5.
Вычислить максимальный коэффициент полезного действия усилителя с общим змиттером на рис. 11.33. Ответе п„,„е = 15 %. 11.6. Напряжение на громкоговорителе сопротивлением 8 Ом равно 8 В. Вычислите мощность, получаемую громкоговорителем. Если громкоговоритель получает сигная от усилителя класса А, какой минимальной мощности должна! быть транзисторы для надежной работы? Ответе максимальная мощность = 8 Вт, минимальная мощность транзистора 16 Вт. 11.7. Вычислить ток коллектора в схеме на рис. П.34. Полупроводниковые приборы из кремния.
Ответа: 1о = 96,5 мА 3 д 32~)) +40 В +5 В +го в Ом м 2ОО О 1в 5 -5В Р .11.33 Рис. 11.34 Рис. 11.35 11.8. Найти сопротивление резистора Вг для обеспечения подходящего тока покоя, чтобы минимизировать искажения при переходе через нуль двухтактного усилителя на рис. 11.35 Ъвн каждого транзистора 0,7 В. Онгввяг: Вг 15 Ом. 11.9.
Вычислить максимальную выходную мощность переменного тока двухтактного усилителя на рис. 11.36 и минимальную мощность его транзисторов. Ощвенм Максимальная мощность = 50 Вт в идеале, минимальная мощность транзистора = 10 В. 11.10. Вычислить сопротивление резистора В в схеме усилителя мощности, изображенной на рис. 11.37, при котором Ъонс2 каждого выходного транзистора равно 20 В. Падение напряжения на компенсирующих диодах, а также эмиттерном переходе равно 0,7 В. Окяввнм В 74 Ом. +40 В ОВ гк У~и — ~ 20 Ом гк Рис.
11.36 Рис. 11.37  — 2890 ГЛАВА 12 ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, СПОСОБЫ СВЯЗИ, МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ Частотная характеристика прибора или схемы представляет изменение их свойств при изменении частоты входного сигнала. Например, изменение коэффициента усиления или фазы выходного сигнала усилителя при изменении частоты входного сигнала представляет частотную характеристику усилителя. Решаюшую роль в определении диапазона рабочих частот усилителя играют емкости конденсаторов схемы и емкости, присущие биполярным и полевым транзисторам.
Темы, рассмотренные в этой главе: частотная характеристика усилителей на биполярных транзисторах с ВС-связью; роль разделительных и блокировочных конденсаторов; повьппенное влияние емкости Миллера; частотная характеристика усилителей на полевых транзисторах; способы связи; мяогокаскадные усилители; схема Дарлингтона. ! 2.1. Частотная характеристика Рассмотрим схему усилителя, представленную на рис.
12.1. Будем менять в широких пределах частоту входного сигнала е„начиная с очень низких частот, и записывать при этом значения коэффициента усиления по напряжению. Полагаем, что амплитуда е, постоянная и не меняется с частотой. На рис. 12.2 приведена частотная характеристика усилителя — график зависимости коэффициента усиления от частоты входного сигнала. График на рис. 12.2 можно разделить на три частот. ных диапазона. Частотный диапазон, в котором коэффициент усиления остается более или менее постоянным, вблизи А,„, плоская часть, называется среднечастотным диапазоном. Горизонтальная линия, проведенная на уровне 70,7 % от А (или 0,707А ) пересекает график на частота~ /1 и /2 (рис. 12.2).
Частота /1 называется нижней граничной частотой. На частотах ниже /1 коэффициент усиления непрерывно уменьшается. Частота /2 называется верхней граничной частотой. На частотах выше /2 коэффициент усиления усилителя тоже непрерывно уменьшается. Разность между верхней и нижней граничными частотами называется полосой пропускания усилителя. Полоса пропускания усилителя = /2 — /1. Рис.
12.1. Схема усилителя с ОЭ О УОУАи гг Частота Верхняя граничная частота 0 Нижняя граничная частота Граничные частоты /1 и /2 иногда называют частотами половинной мощности, а граничные точки — точками половинной мощности, потому что точка 0,707Агл ~= т/2/2Атл) на рис. 12.2 — точка половины мощности по отношению к мощности среднечастотного диапазона.
Так как мощность пропорциональна квадрату напряжения, то отношение выходных мощностей через выходные напряжения имеет вид: ( ~/2 Р(сято10/Р(тптееапя) ~ /~ 1-/2. 2 (12.1) Рис. 12.2. Частот- Коэффициент иая характеристика усиления по напряжению лт н.г. т ° ж р ° ° пз) ~~~324 Глава 18. Частотнал характеристика, способы свлои Индекс сп~оК здесь и далее относится к граничной точке, а ти1оапй— к среднечастотному диапазону. Или имеем 1 Р(сиео10 х Р(тмоопй). 2 (12.2) Сравнение двух уровней мощности удобнее производить при помощи единиц, называемых децибелами, сокращенно пишется дБ.
Поскольку эта шкала логарифмическая, то децибел — нелинейная единица. Эта единица широко применяется при сравнении двух мощностей любых систем. ! 22. Децибелы По определению, отношение выходной мощности Рз к входной мощности Р1 через дБ равно дБ = 1018(Рз/Р1). (12.3) Если Рз = Рм то это 0 дБ. Если Рз > Рм то уравнение (12.3) дает дБ как положительное число. А если Рз ( Рм результат уравнения отрицателен. Другими словами, положительное значение дБ означает, что выходная мощность больше, чем входная. А отрицательное значение дБ означает снижение мощности. Если Рз = 2Р1, то уравнение (12.3) дает выражение 1018(2) 3 дБ, т.е.
если выходная мощность в два раза больше входной, коэффициент усиления по мощности равен 3 дБ. Если Ро = 8Р1 (выходная мощность в 8 раз больше входной), то в децибеллах (дБ) это будет 1018(8) 9 дБ. Аналогично, если Ро = (1/10)Ры тогда уравнение (12.3) даст отрицательное число 1018(1/10) = 1018(0,1) = — 1 дБ. Соотношение мощностей при граничной точке Р,и~д и в среднечастотной области Р<;,ц,„,0 на графике частотной характеристики (рис. 12.2) можно выразить в децибеллах, подставив уравнение (12.1) в уравнение (12.3). Получим 101 о81о <сиЕоя' ~~тнвапл) 10 18(1/2) — 3 дБ.
Это значит, что выходная мощность при граничных частотах У1 и /з падает на 3 дБ по сравнению с мощностью на средних частотах. Этот факт дает другой способ для определения граничной частоты. Граничную частоту можно определить как частоту, на которой коэффициент усиления на 3 дБ меньше, чем на средних частотах. Граничные частоты /1 и /з иногда называют 3-х децибельными частотами. Отношение двух напряжений тоже можно выразить в децибеллах. Так как мощность пропорциональна квадрату напряжения, соотношение мощностей в уравнении (12.3) через напряжения можно написать как дБ = 101я(оз/и1) или дБ = 20 16(оз/о1). (12.4) Следовательно, если напряжение в некоторой точке становится в 10 раз больше (гз = 10и1), то согласно уравнению (12.4) оно увеличивается на 20 дБ.
Если напряжение снижается вдвое (оз = О,би1), то в децибеллах это будет дБ = 201я(0,5и1/и1) = 201я(0,5) = — 6 дБ, т.е. снижение на 6 дБ. Коэффициенты усиления по напряжению или мощности можно вычислять, применяя простые правила. Коэффициент усиления по напряжению 2 (т.е. оз/и1 — — 2) соответствует б дБ. Коэффициент усиления по напряжению 4 (= 2 х 2) соответствует 6+ 6 = 12 дБ. Коэффициент усиления по напряжению 10 равен 20 дБ. Тогда коэффициент усиления по напряжению 40 (= 2 х 2 х 10) соответствует 32 дБ (= 6 + 6 + 10) . Аналогично и при снижении напряжения.
Например, если уровень напряжения понизился до 1/1000, т. е. из/о1 — — 0,001, тогда 1/1000 (= 1/10 х х1/10 х 1/10) соответствует ( — 20) + ( — 20) + ( — 20) = — 60 дБ. Это иллюстрирует полезность и практичность децибельной шкалы. 12.3. Разделительный конденсатор и частотная характеристика на нижних частотах Конденсаторы часто подключаются как к входной стороне усилителя, так и к выходной, чтобы пропустить сигнал из одной схемы в другую или в прибор. Эти конденсаторы называются разделительными. Разделительный конденсатор выполняет две функции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
