Гусев - Электроника (944138), страница 71
Текст из файла (страница 71)
4.55,а. Усилитель мощности собран на мощных полевых транзисторах РТЗ, КТ4, имеюших каналы с электропроводностью различного типа. Они включены по схеме с общим стоком и повторяют напряжения, снимаемые с резисторов Л . Так как транзисторы )'ТЗ, КТ4 имеют индупированный канал, то для устранения искажений типа «ступенька» введено напряжение смещения с помогцью резисторов А диодов ) 'Т5, )'ТВ и стабилитронов КТб, 1'Т7.
Стабилитроны использованы для уменьшения количества диодов. Их применение целесообразно в тех случаях, ко~да полевые транзисторы имеют большое пороговое напряжение. Напряжения на затворах транзисторов повторяют напряжение точки А со смещением по уровню на практически постоянное значение напряжения смещения. Для получения нулевого выходного напряжения при 17,„=0 потенциал точки А должен быть регулируемым.
Для этого в базы транзисторов )2Т1, )2ТЗ можно ввести регулируемые токи и тем самым перевести их в режим работы АВ. При этом снижаются искажения типа «ступенька» у предусилителя. Общий подход и соображения по выбору мощных транзисторов не зависят от их типа, хотя при практической реализации приходится учитывать особенности включения конкретных активных приборов.
В некоторых случаях приходится применять параллельное соелинение гранзисторов. Это используется тогда, когда пс удается подобрать активный прибор, обеспечивающий 2юлучепие нужного тока и рассеиваемой мощности. При параллельном включении все транзисторы необходимо располагать на одном 332 теплоотводе, а в цепях всех эмиттеров устанавливать малые резисторы (доли Ом). Цель этого — получение у транзисторов одинаковых параметров и равномерное распределение нагрузки между ними. При неидентичности параметров на отдельных транзисторах будет рассеиваться болыная мощность, которая выводит нх из строя, а затем могут выйти из строя оставшиеся транзисторы и весь усилитель.
Используя комбинации основных схем включения транзисторов, можно реализовать бестрансформаторные выходные каскады с различными параметрами и свойствами, которые обеспечат получение требуемой мощности в сопротивлении нагрузки. ГЛАВА 5 МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ в вл, многокдскдднын ксилитнли Усилительные каскады, рассмотренные в предыдущих разделах, имеют ограниченный коэффициент усиления, зависящий от параметров транзисторов и других компонентов схемы. Эти одиночные каскады, как правило, не в состоянии обеспечить требуемый коэффициент усиления.
Поэтому строят многокаскадные усилители, представляющие последовательное соединение одиночных усилительных каскадов. В настоящее время промышленность освоила выпуск интегральных много- каскадных усилителей различного назначения. Они являются готовыми функциональными узлами с известными параметрами. Комбинируя и соединяя их между собой соответствуюгцим образом, реализуют многокаскадные усилители, имеющие зребуемые параметры и характеристики преобразования.
Можно выделить следующие типы связи между микросхемами и отдельными усилительными каскадами: гальваническую (непосредственную); емкостную (с помощью Я Г-епочек)); трансформаторную; с помощью частотно-зависимых цепей; оптронную. Для сравнительно низкочастотных усилителей чаще всего используют первый и второй тип связи. Третий применяют реже из-за больших габаритов трансформаторов, невозможности их микроминиатюризации„высокой стоимости, сложности изготовления, повышенных нелинейных искажений. Однако трансформаторная связь успешно может быть использована при необходимости получить максимальное усиление по мощности. Четвертый тип используют при создании избирательных усилителей„а пятый применяется сравнительно редко, только в специальных случаях, когда при низкой 333 рабочей частоте требуется хорошая гальваническая развязка между каскадами.
При проектировании мцогокаскадных усилителей, к которым не предъявляк>тся специальные требования, обычно необходимо знать выходную мощность усилителя Р„, выходное напряжение ~l„, сопротивление нагрузки Я„, допустимый коэффициент гармоник К„рабочий диапазон частот (1„' и У.), нормированный коэффициент усиления на низшей и высшей частотах, входное напряжение Г,„, внутреннее сопротивление ист очника питания Л„. При создании различных преобразовательных устройств на основе многокаскадных усилителей надо знать также значения входного и выходного сопротивлений, максимально допустимый фазовый сдвиг выходного сигнала в рабочем диапазоне час~от, допустимую нестабильность коэффициента усиления и г. л. Проектирование многокаскадного усилителя рекомендуется начинать с выбора его сгруктурной схемы и выбора микросхем, входящих в нее, с учетом требований, предъявляемых к усилителю.
При этом решают вопрос о том, обеспечивают ли выбранные микросхемы получение требуемых параметров у усилителя или нужны дополнительные входные и выходные устройства. Если готовый интегральный усилитель может быть использован для реализации усилителя с требуемыми параметрами, то его надо вводить в состав структуры усилителя. а специфические требования удовлетворять за счет введения ОС соответствующего вида. Иногда приходится дополнительно вводить мощный выходной каскад, а также входной каскад с высоким или очень малым входным сопротивлением. И только если из-за требований, предъявляемых к характеристикам преобразования, усилитель нельзя выполнить из набора готовых интегральных микросхем, его проектирукэт па дискретных компонентах.
Порядок разработки принципиальной схемы во многом зависит от требований, предъявляемых к усилительному устройству. Если задано определенное значение входного сопротивления, то в первую очередь следует определить, каким путем оно будет получено, и исходя из этого проектировать входное устройство и остальную час.гь усилителя. Если заданы выходная мощность и выходное сопротивление усилителя, то проектирование следует начинать с выходного каскада, а затем переходить к проектированию остальной части.
Если определенные требования предъявляют как к входной, так и к выходной частям усилителя, то сначала решаются вопросы реализации входного и выходного каскадов, а потом проектируют часть усилителя, связывающую их. Исходя из допустимой нестабильности коэффициента усиления и получения требуемых параметров сразу жс должен 334 4К„„. ВК гу К., К(! ьКу) у определять неглевое усиление Ку. Если считать параметры цепи ОС стабильными, то Ру- 0 и ориентировочная глубина обратной связи определяется из уравнения 4К/К Ку — -- — — — 1.
4 К..~'К„, (5.1) Если коэффициент усиления усилителя без цепей ОС может изменяться примерно на 50'Уо (г(К,'К=0,5) и при эдом требуется, чтобы при введении цепи ОС коэффициент усиления усилителя не изменялся более чем на 0,5".4 (г(К„,~К„= 0,005), то при ду- 0 необходимое петлевое усиление Ку=99.
При заданном значении К„, и найденной глубине обратной связи определяют коэффициент усиления усилителч с разомкнутой цепью ОС: К= К„„, (1+ Ку). (5.2) Решив вопрос о структуре усилителя, количестве микросхем, используемых в нем, виде и глубине ОС, составляют ориентировочную принципиальную схему.
При этом следят, чтобы входное сопротивление последуюгцей микросхемы было больше или равно минимально допустимому сопротивлению нагрузки предыдущей. Сопротивление нагрузки в том или ином виде задают в технических условиях на микросхему. Кроме гого, при непосредственной связи между микросхемами необходимо согласовывать уровни выходного сигнала предыдущей микросхемы с допустимым входным сигналом последующей. При этом следует предусматривать цепи, обеспечивающие защит.у входных цепей микросхемы от возможных аварийных изменений входного сигнала. В качестве таких цепей часто используют два включенных параллельно и встречно диода.
Сопротивление их велико до тех пор, пока входное напряжение не превьппает контактную разность потенциалов у р-и-перехода 0,2.— 0,4 В. До это1о уровня они нс влияют на входной сигнал. При дальнейшем увеличении входного напряжения диоды открываются и ограничивают сипшл на входе микросхемы значениями 0,2 0,4 В, 335 быть решен вопрос о виде ОС и ее глубине. Так как с введением ОС коэффициент усиления уменьшается, то это должно быть учтено при выборе количества интегральных микросхем.
При этом приходится (априори или на основе статистических данных и рекомендаций) задаваться возможным изменением коэффициента усиления усилителя без ОС и исходя из общего выражения (4.30) чт'о, как правило, допустимо для всех микросхем. Цени защиты являются обязательными для тех микросхем, у которых допустимое выходное напряжение меньше максимального выходног'о напряжения предыдущей микросхемы. Частотные искажения, вносимые каждой интегральной схемой в диапазоне высоких частот, известны из паспортных данных или могут быть определены экспериментально. Результирующее нормированное усиление 6, или коэффициент частотных искажений М, усилителя находят как произведение соотве гствующих коэффициентов отдельных микросхем; ба = 6„6„...6,„; Мв Мв!М 2 ™в где 6,„— нормированное усиление л-й микросхемы„' М,в — коэффициент частогный искажений п-й микросхемы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
