14-04-2020-ЭЛЕКТРОННАЯ-ТЕХНИКА-МОСКАТОВ (1171925), страница 15

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

Текст из файла (страница 15)

Стараются внутреннюю паразитнуюобратную связь возможно сильнее уменьшить.Искусственная ОС вводится специально для улучшения основных характеристик усилителя.По признаку петлевого усиления различают положительную ОС (ПОС) и ООС. При ПОС сигнал на вход усилителя через цепь ОС поступает в фазе со входным сигналом. При ООС сигнал, проходя цепь ОС, будет подаваться в противофазе с входным сигналом. В усилителях, восновном, применяется ООС; ПОС применяется в генераторах.В зависимости от того, каким образом цепь ОС подключается к выходу усилителя, различаютОС по току и по напряжению.В зависимости от того, каким образом цепь ОС подключается к выходу усилителя, различаютпараллельную и последовательную ОС усилителя.Параллельная ОС изображена на рисунке 231, а последовательная – на рисунке 232.Е.

А. Москатов. Стр. 87UвхZнRосUвхРис. 231Рис. 230Рис. 232β – коэффициент передачи цепи ОС.Uвых.ocUвх.ocПоскольку в усилителях цепь ОС состоит, в основном, из пассивных элементов, то β обычноменьше 1. В зависимости от того, будет ли изменяться β от частоты, различают частотозависимую и частотонезависимую ОС.2) Влияние ООС на основные показатели усилителя.Рассмотрим влияние ООС на работу усилителя на примере последовательной ОС по напряжению.UвхUвыхRнU1UвыхОСUвыхK=UвхUвхОСРис. 233- коэффициент усиления усилителя без обратной связи.Uвых - это коэффициент усиления усилителя с ОС.U1Uвых.oс Uвых.oc(1)Uвх.ocUвых.UвыхUвыхКoc ( 2)U1Uвых.oc  UвхИз формулы (1) видно, что Uвых.ос будет равняться β, умноженному на Uвых и подставленному в формулу (2).U выхКос Uвх   U выхВ знаменателе последней формулы вынесем Uвых за скобку:UвыхКос UвыхU вх 1   UвхККос (1    К )Величина (1+β ∙ К) называется глубиной обратной связи.Вывод: последняя формула показывает то, что ООС уменьшает коэффициент усиления усилителя.Для положительной ОС:ККпос (1    К )Кос Е.

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'EкUвхРис.

234Iк11'UбэUвхРис. 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'+Eк-Rк2CpCpCpVT1UвхRб1''Rэ1 Cэ1UвыхVT2Rб2''Rэ2 Cэ2Рис. 240Резисторно-ёмкостная связь является наиболее широко распространённой в усилителях переменного напряжения.2) Трансформаторная связь (смотрите рисунок 241).Rб1'Tp1Rб2'+Eк-Rк2CpCpVT1UвхRб1''Rэ1 Cэ1UвыхCpVT2Rб2''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. 92Большие 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.выхCpUвхrбIбCprкRбCкrэVT1RкследующегокаскадаUmRб''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. В этом случае можно считать, что P1 = P2, где Р1 – мощность первичной обмотки, аР2 – мощность вторичной обмотки, или, что то же самое, мощность нагрузки.U 12U 22R к . опт RнРазделим обе части последнего уравнения на U12.Получим:21 U 2  1 , где U 2 - коэффициент трансформации. U1R к .

опт  U1  Rн11Uк1Rн h2 ; n; R к .опт R к .оптRнIк1R к .оптIкIб4АImкIб3Р.Т.Iб2СВEкIб1UкэUmкРис. 250Е. А. Москатов. Стр. 95На рисунке 250 площадь АВС представляет собой мощность, отдаваемую усилителем в нагрузку.2  Imк  2  UmкP2P = 2 ∙ Umк ∙ Imк ∙ ηС учётом КПД трансформатора, мощность Р, отдаваемая в нагрузку, будет равна η = 60÷70%.Применяются однотактные выходные каскады для усиления небольших мощностей.Недостатками являются все недостатки трансформаторной межкаскадной связи.2) Двухтактный выходной трансформаторный каскад. Во входной цепи включёнтрансформатор Тр1 со средней точкой во вторичной обмотке. Это позволяет получить на базахтранзисторов VT1 и VT2 два одинаковых по амплитуде и противоположных по фазе напряжения (смотрите рисунок 251).Tp1UвхVT1Tp2RнRб''VT2Rб'+EкРис. 251Двухтактные усилительные каскады работают в режимах классов В или АВ.UвхtUб1tUб2tIVT1IVT2tIнttРис.

Характеристики

Список файлов учебной работы