14-04-2020-ЭЛЕКТРОННАЯ-ТЕХНИКА-МОСКАТОВ (1171925), страница 14

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

Для оптимального согласованиявходное сопротивление усилителя должно быть как можно больше, т. е. значительно большевнутреннего сопротивления источника сигнала, а выходное сопротивление значительно меньше сопротивления нагрузки. Вопросы согласования возникают и в многокаскадных усилителях. Если два усилительных каскада не согласованы между собой по входному и выходномусопротивлению, то между ними ставится эмиттерный повторитель, имеющий очень большоевходное и малое выходное сопротивление.3.

Выходная мощность и КПД усилителя. Выходная мощность может быть определена поформуле:Uвых 2Pвых RнЗначительно увеличить выходную мощность усилителя нельзя, т. к. при большом выходномнапряжении появляются искажения усиливаемого сигнала за счёт нелинейности характеристик усилительных элементов. Поэтому вносится понятие номинальной выходной мощности.Это наибольшая выходная мощность, при которой сигнал не искажается.КПД усилителя можно определить по следующей формуле:Pвыхη100%Pист4. Уровень собственных шумов состоит из следующих составляющих: Тепловые шумы при нагревании сопротивлений, ёмкостей. Шумы усилительных элементов. Шум за счёт пульсаций источника питания.5.

Диапазон усиливаемых частот (полоса пропускания усилителя). Это полоса частот, вкоторой выходное напряжение уменьшается не более чем до 0,7 своей максимальнойвеличины.6. Искажения усилителя возникают за счёт нелинейности характеристик транзисторов.Искажения происходят за счёт появления в спектре сигнала высших гармонических со-Е.

А. Москатов. Стр. 82ставляющих, и характеризуется коэффициентом нелинейных искажений (или коэффициент гармоник).U 2 2  U 3 2   Un 2Кг 100%U13) Характеристики усилителей.1. Амплитудная характеристика – это зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного сигнала (смотрите рисунок 216). Uвых = f (Uвх).UвыхUвых.maxUвых.minUвхUвх.min Uвх.maxРис. 2162. Динамический диапазон:Uвх. maxдБ Uвх.

min3. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) представляет собой зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты при постоянной амплитуде входного сигнала.Uвх = f (F) при Uвх = Const.Часто АЧХ представляют в виде зависимости Кn  f ( F ) при Uвх  ConstД  20 lgКuКmax0,7 Кmax2fFРис. 2174. Зависимость коэффициента усиления от частоты характеризуется коэффициентом частотных искажений.

Коэффициент частотных искажений для низких частот определяется соотношением:Kу.срMнч Kу.нКоэффициент частотных искажений для высоких частот определяется соотношением:Kу.срMвч Kу.вКuКmax0,7 КmaxКнчКсрчРис. 218КвчF5. В радиотехнике часто применяют нормированные АЧХ. Нормированная АЧХ представляет собой следующую зависимость:Е.

А. Москатов. Стр. 83Ku f ( F ) при Uвх  ConstKu. maxKuKu. max1FРис. 2196. Фазовая характеристика – это зависимость разности фаз между входными и выходнымисигналами от частоты. φ = f (F).ϕFРис. 220Питание цепи базы транзисторов и температурная стабилизация рабочей точки1) Питание цепи базы транзистора по схеме с фиксированным током базы.2) Питание цепи базы транзистора по схеме с фиксированным напряжениембазы.3) Температурная стабилизация (термостабилизация) рабочей точки припомощи терморезистора и полупроводникового диода.4) Термостабилизация рабочей точки при помощи отрицательной обратнойсвязи (ООС) по постоянному напряжению.5) Термостабилизация рабочей точки при помощи ООС по постоянному току.1) Питание цепи базы транзистора по схеме с фиксированным током базы.

Впрактических схемах включения с ОЭ и ОК источник питания базы Eб не применяется, а цепьбазы питается от коллекторного напряжения Eк при помощи дополнительных элементов схемы. Наиболее простой является схема питания цепи базы с «фиксированным током базы»(смотрите рисунок 221).+RбRкEкCр2Cр1RбU0+Eк-VT1UвыхUv1Рис. 221UбэrэРис. 222Е. А. Москатов. Стр. 84В данной схеме базовая цепь представляет собой делитель напряжения (смотрите рисунок222), состоящий из Rб и сопротивления эмиттерного перехода транзистора VT1 rэ.Ток базы Iб0, соответствующий выбранному положению рабочей точки, будет протекать через эмиттерный переход, создавая на нём падение напряжения Uбэ, которое и является исполнителем функции источника Eб.

Из второго закона Кирхгофа получаем:Eк = URб + Uбэ;Eк = Rб ∙ Iб0.В символе «Iб0» ноль соответствует рабочей точке.Eк−Uбэ ;Rс=Iб0Eк >> Uбэ;Rб ≈ Eк ∙ Iб0.Недостаток данной схемы: не может работать в широком диапазоне температур, т. к. сопротивление эмиттерного перехода rэ очень сильно зависит от температуры. Несколько лучше работает схема с фиксированным напряжением базы.2) Питание цепи базы транзистора по схеме с фиксированным напряжениембазы.Rб'+EкRкCр2+Eк-Rб'Cр1VT1Uv1Rб''Рис. 223UвыхRб''rэРис. 224В данной схеме делитель напряжения состоит из резистора Rб` и Rб``, включённого параллельно сопротивлению эмиттерного перехода rэ.Eк = URб` + URб``;URб` = Rб` ∙ (Iб0 ∙ Iд);Iд – ток, проходящий через делитель напряжения.URб`` = Uбэ;Eк = Rб` ∙ (Iб0 ∙ Iд) + Uбэ;Eк−Uбэ ;Rб ' =Iб0 IдEк >> Uбэ;Iд = (3 - 5) ∙ Iб0;Uбэ = Iд ∙ Rб``;UбэRб ' ' =IдНапряжение Uбэ находится из входной характеристики транзистора по заданному току базы.Данная схема в диапазоне температур работает лучше, чем схема с фиксированным токомбазы, однако для нормальной её работы необходима температурная стабилизация.3) Температурная стабилизация (термостабилизация) рабочей точки припомощи терморезистора и полупроводникового диода.При нагревании рабочая точка смещается по нагрузочной прямой, что приводит к увеличениюколлекторного тока Iк и уменьшению напряжения Uкэ (смотрите рисунок 225).

Это равносильно приоткрыванию транзистора. Поэтому основной задачей температурной стабилизации яв-Е. А. Москатов. Стр. 85ляется синхронная с увеличением температуры при закрывании эмиттерного перехода транзистора температурная стабилизация при помощи терморезистора (смотрите рисунок 226).Iк+Eк-+Rб'RкRб'EкRкIк'IкCр2Cр2Cр1Uv1 Rб''Cр1Uv1 Rб''VT1UвыхRtVT1VD1UвыхTE к UкэР ис. 225Рис. 226Рис. 227При нагревании сопротивление терморезистора уменьшается, что приводит к общему уменьшению сопротивления включённых в параллель резисторов Rб`` и Rt.

За счёт этого напряжение Uбэ будет уменьшаться, эмиттерный переход подзапираться, и рабочая точка сохраняетсвоё положение на нагрузочной прямой.Аналогичным образом происходит термостабилизация рабочей точки полупроводниковымдиодом (смотрите рисунок 227).При увеличении температуры сопротивление диодов в обратном включении будет уменьшаться за счёт термогенерации носителей заряда в полупроводнике. Общее сопротивлениевключённых параллельно резистора Rб`` и диода VD1 будет уменьшаться, что приведёт куменьшению напряжения Uбэ, транзистор подзапирается и рабочая точка сохраняет своё положение.Недостатком схем с терморезистором и полупроводниковым диодом является то, что и терморезистор, и полупроводниковый диод должны подбираться по своим температурным свойствам для каждого конкретного транзистора.

Поэтому наиболее часто применяют схемы температурной стабилизации отрицательной обратной связью (ООС) по постоянному току инапряжению.4) Термостабилизация рабочей точки при помощи отрицательной обратнойсвязи (ООС) по постоянному напряжению.Применяется этот вид термостабилизации при питании цепи базы с фиксированным током базы. В этом случае резистор Rб подключается не к плюсу ИП, а к коллектору транзистора.Пользуясь уравнениями Кирхгофа, получим:Uкэ = URб + Uбэ;Uбэ ↓ = Uкэ ↓ - URб так как URб = Const;+EкRкRбCр1Uv1Cр2URбVT1URбUкэ UвыхРис.

228При увеличении температуры напряжение Uкэ уменьшается. Это уменьшение напряжения через цепь обратной связи (ОС), состоящую из Rб, передаётся на базу транзистора. НапряжениеUбэ уменьшается. Эмиттерный переход подзапирается, и рабочая точка сохраняет своё положение.Е. А. Москатов. Стр. 865) Термостабилизация рабочей точки при помощи ООС по постоянному току.+Rб'RкEкCр2Cр1Uv1VT1URб''UбэRб''RэURэUвых+ Cэ-Рис. 229Термостабилизация рабочей точки при помощи ООС по постоянному току применяется припитании цепи базы по схеме с «фиксированным напряжением базы». При возрастании температуры увеличивается ток коллектора транзистора Iк, следовательно, и ток эмиттера Iэ.

За счётэтого URбэ будет уменьшаться.Uбэ ↑ = URб`` - URэ ↑ так как URб`` = Const;Эмиттерный переход подзапирается, и рабочая точка (РТ) сохраняет своё положение. Так какизменение напряжения на Rэ должно зависеть только от изменения температуры и не изменяться по закону переменной составляющей усиливаемого сигнала, резистор Rэ шунтируетсяконденсатором большой ёмкости, через который будет протекать переменная составляющая, ачерез Rэ будет протекать постоянная составляющая тока.1 Rэ .Величину ёмкости выбирают из условиян  cэОбратная связь в усилителе1) Виды обратной связи.2) Влияние ООС на основные показатели усилителя.1) Виды обратной связи.

Обратной связью в усилителе (в целом) или же в отдельно взятом каскаде называется такая связь между входом и выходом, при которой часть энергии усиленного сигнала с выхода передаётся на вход.По способу своего возникновения обратная связь может быть внутренней, паразитной и искусственной.Внутренняя ОС возникает за счёт внутренних свойств элементов схемы. Паразитная ОС возникает за счёт паразитных ёмкостей и индуктивностей.

Характеристики

Список файлов учебной работы