promel (967628), страница 29
Текст из файла (страница 29)
рис. 2.6): хи=Си.е,(та„, ((ги((Ю. (2. Угол фазового сдвига, создаваемого одним каскадом усиле ' находят из соотношения "~иа и) м (2.8 а угол фазового сдвига — как сум углов фазовых сдвигов, создаваемь каскадами; ср, = срю + сраа -)- .. +тр . (2.8 Амплитудно-частотная и фазо-ча', тотная характеристики усилителя области высоких частот показаны в рис. 2.18 пунктирными кривыми. Расчет усилителя в области в соких частот связан о обеспечени, ал ! Рис. 2.!3.
К объяснению влияния частотных свойств транзисторов на амплнтудно-частотную (а) и фазо-частотную характеристики усилителя (б) 11В тр,„= — агс(а ют,. (2. ' Согласно выражению (2.77), коэффициент частотных искажен увеличивается с ростом частоты, что соответствует уменьшению эффициента усиления каскада. При этом угол фазового сдвига, даваемого каскадом, стремится к величине — и/2. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики каск в области высоких частот показаны на рис. 2.!8, а, б, Для многокаскадного усилителя коэффициент частотных ис жений в области высоких частот на .
дят по произведению коэффицие частотных искажений, вносимых к к адами: - частоты 1„полосы пропускания усилителя (см. Рис. 2.16, а), вер немом на уровне М„,. На рис. 2.16, а принято Мьи = М„„, равенство при определении полосы пропускания частот усн- ~~™„„в принципе не обязательно. Расчет сводится к выбору типа егора по частоте !а и определению -„при которых обеспечит анзисто я необходимые коэффициенты частотных искажений каскадов, ваются н входящих в усилитель. ф линей и н ы х, так как они не вызывают изменения формы уснлива нваемого синусоидального сигнала. При более сложной форме усилива .
иваемого сигнала, характеризующегося спектром гармоничес- нх составляющих, амплитудные и фазовые искажения усилителя ких со т являют я,отса причиной появления несоответствия между формой выход ,ходного и входного напряжений вследствие нарушения связи между га у гармоническими составляющими по амплитуде и фазе. Амнлитуднан характеристика усилителя Амплитудная характеристика отражает зависимость амплитуды выходного напряжения от изменения амплитуды напряжения на входе. По этой характеристике судят о возможных пределах изменения входного н выходного сигналов усилителя, »шм и,„.
Ее снимают прн синусоидальном вход- имиэ ном сигнале для области средних частот. Типичный вид амплитудной характеристики усилителя показан на рис. амм» 2.19. Участок ! — 3 соответствует пропоРциональной зависимости амплитуды ииаг выходного напряжения от амплитуды входного сигнала Е которые связаны гпо 1 а между собой коэффициентом усиления Усилителя Ко„, Амплитудная характе- Кл7!л Рнстика не проходит черш начало ко- Гм ординат ввиду наличия на выходе напряжения собственных помех и шумов Ус"лнтеля.
Участок ниже точки 1 амп'штудиой характеристики не нспольУется, так как здесь полезный сигнал трудно отличить от напряже- собственных помех и шумов усилителя. По величине (У„;,!Каэ оцен ц'пинают уровень минимальных напряжений входного сигнала стви тел ь ность) усилителя. (ч ° ств ю Прн достижении некоторого значения входного сигнала Е, соответ- "гт жения Ующего точке 3, пропорциональность зависимости выходного напряничеая н"Я от входного сигнала нарушается. Причиной является ограходиог вне максимального напряжения одной или обеих полуволн выобычно диого сигнала на неизменном уровне.
Ограничение создается чно в оконечном каскаде усилителя, работающем прн наибольшем 119 входном сигнале, и связано с нарушением требуемой связи пар ров режима покоя каскада с амплитудными значениями его пер ных составляющих напряжения и тока !см. (2.3), (2,4)!. Ограни напряжения одной из полуволн обусловливается перемещенн бочей точки характеристики каскада вдоль линии нагрузки по менному току в область начальных участков коллекторных х" теристик, а другой полуволны — перемещением рабочей точ область отсечки коллекторного токе (см. рис. 2,5, а). Для получения наибольшей амплитуды выходного напря необходимо, чтобы точка покоя выходного каскада разиещалас середине его линии нагрузки по переменному току При этом р ограничения по амплитуде будет устанавливаться одновременно обеих полуволн выходного напряжения.
При невыполнении ук ного условия режим ограничения амплитуды наступит вначале для одной из полуволн и граничной точке 4 линейно нарастаю участка амплитудной характеристики (рис. 2.19) будет соотв вать меньшая величина (у,„„,я. Отношение амплитуды максимально допустимого выходного ряжения к минимально допустимому О = 0 /Уяъ называ динамическим двапазоном усилителя. При входном напряжении синусоидальной формы сигнал на, ходе усилителя, строго говоря, нельзя считать чисто синусоид ным. Ввиду неизбежной нелинейности входных и выходных вольт, верных характеристик транзисторов возникают искажения 4)о кривой выходного напряжения.
Это относится как к синусоидальн входному напряжению, так и к входному сигналу любой другой мы. Такие искажения, вносимые усилителем, называ1ст н е л и н н ы м и. С увеличением амплитуды входного напряжения нели ность вольт-амперных характеристик транзисторов проявляется с нее, поэтому при большем напряжении входного сигнала нелиней искажения, вносимые усилителем в кривую выходного напряж возрастают. Нелинейные искажения, создаваемые усилителем, оценивают синусоидального входного напряжения, исходя из состава вы гармонических составляющих в кривой выходного напряжения, явление которых вызвано отличием формы напряжения и,„„от нусоиды. Мерой оценки служит к о э ф ф и и и е н т н е л и н ных искажений (клирфа ктор) усилителя,указывает в процентах: Ь'Ь2+ и, + уг1+".
и, где Рм Р„Р4,... — мощности, выделяемые в нагрузке под воз ствием 2-й, З-й, 4-й,... гармонических составляющих напряжен (Уы Ум У,); Р, — мощность в нагрузке, обусловленная основ гармонической составляющей напряжения ((г>). 120 й 2Л. КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ МОШНОСТИ Рис. 2.20. Расноложение точек покои на коллекторнмх характеристиках транзистора в Режимах классов А,ВиАВ С2! )(аскадьс усиления лсощности обычно являются выходными (оконечи) каскадами, к которым подключается внешняя нагрузка, и н значены для получения в нагрузке требуемой мощности, В связи с с указанным энергетические показатели этих каскадов являются в весьма существенными и при анализе усилителей нм уделяется осно новное внимание.
((аскадьс усиления мощности отличаются большим разнообразием. Они могут выполняться на биполярных и полевых трапзисто,ах, включенных по сх е ОБ, Р"(~И) „ОК (ОС). П ° °- 'э бу подключения нагрузки усилильные каскады могут быть бэ трансфоРматоРными и сбб б ест ра нсфо рма торными. Важным является также кла сс с» 1 м у с и л е н и я, используемый в яа ба каскаде. сэ В усилителях мощности нашли 'бс применение три класса усиления: сх Тбс класс А, класс В и класс АВ, от- Убэ СС личающиеся положением точки по- ~,', сс' у,б коя на линии нагрузки по постоянному току.
Особенности указанных классов покажем на примере коллекторных характеристик транзистора ОЭ. В режиме класса А выбор точки покоя Пл (рис. 2.20) производят так, чтобы рабочая точка при движении по линии нагРузки не заходила в нелинейную начальную область коллекторных хаРактеристик и в область отсечки коллекторного тока, т. е. в области искажений выходного сигнала. Иными словами, все рассмотренные ~~скады работают в режиме усиления класса А. Режим класса А используется в так называемых однотактных каскадах усиления мощности, описываемых далее. Каскады усиления мощности класса А обеспечивают наименьшие нелинейные искажения выходного сигнала, но обладают минимальным к. п, д.
Они нашли применение при мо но щности в нагрузке не более нескольких десятков миливатт. гается в В Р е ж н м е к л а с с а В (рис. 2.20) точка покоя,Пв распола- ном то ся в крайней правой части линии нагрузки каскада по постояну току. Режиму покоя соответствует напряжение (уьа = О. При только в оллектора работает течение одного полупериода а в течение другого транзистор ности в ает в режиме отсечки тока.
В режиме класса В усилитель мощи всчполняюпс по двухтактноб схеме с использованием двух транРов Каждый из транзисторов служит для усиления соответуюншй полуволпы входного сигнала. Выходной каскад при этом обладает более высоким к. и. д. и применяется на более высокие ности, чем однотактный. Р е ж н м к л а с с а АВ является промежуточным между жимами классов А н В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
