Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Узкополосные (резонансные) усилители



Резонансные усилители (РУ) предназначены для усиления сигналов в узкой частотной области. Главной отличительной особенностью РУ является их избирательность, т.е. усиление одного “полезного” сигнала и в тоже время максимальное ослабление остальных “мешающих” сигналов. Дополнительное свойство РУ – высокая чувствительность за счет уменьшение собственных шумов.

Схемы узкополосных усилителей приведены на рис. 5.13. Избирательность достигается применением в качестве коллекторной нагрузки параллельного колебательного контура (рис. 5.13 (а)). При работе РУ в линейном режиме коэффициент усиления будет равен:

(5.14),

где Q, r и wо – добротность, характеристическое сопротивление и резонансная частота контура, Dw - сдвиг частоты от резонанса, S – крутизна характеристика транзистора.

Рис.5.13. Резонансный усилитель:

(а) с параллельным колебательным контуром в цепи коллектора, (б) с системой связанных контуров в цепи коллектора.

 

Полоса пропускания ближе к прямоугольной (полосовой) форме будет в системе связанных контуров, используемого в полосовых усилителях (рис. 5.13 (б)).

Резонансный характер коллекторной нагрузки позволяет использовать транзистор в нелинейном режиме, обеспечивая уменьшение шумов и увеличение коэффициента полезного действия. С помощью RэCэ эмиттерной цепи рабочая точка может сдвигаться даже в область отсечки (начала) характеристики. Формула (5.14) сохраняет свой вид, если вместо крутизны характеристики транзистора S взять среднюю крутизну для первой гармоники:

(5.15),

где q - угол отсечки, определяемый из соотношения

(5.16).

Здесь UH – начало прямолинейного участка кусочно-линейной аппроксимации ВАХ транзистора, Uо – рабочая точка, Uвх – амплитуда входного гармонического сигнала.

При низких частотах f<1 кГц получить узкую частотную характеристику с помощью колебательного контура сложно. В этих случаях используют частотно-зависимую ОС, например, схему с двойным T-образным мостом (рис. 5.14). Коэффициент передачи ОС такого усилителя будет

(5.17).

На частоте wо =1/RC ООС отсутствует и коэффициент усиления максимален, а при

wRC >>1 и wRC <<1 коэффициент передачи ОС b стремиться к единице, коэффициент усиления РУ к нулю.

Рис.5.14. Резонансный усилитель с частотно-зависимой ОС.

 

 

На высоких частотах f>10 МГц применение связанных контуров также затруднено.

Иногда в качестве полосовых фильтров используют монолитный пьезокерамические резонаторы (ПЭР) с акустической связью (рис. 5.15).

Рис.5.15. Полосовой усилитель на полевом транзисторе с пьезокерамическим резонатором с акустической связью.

 

ПЭР с акустической связью позволяют получить большое затухание сигнала вне полосы пропускания, так как сигнал может распространяться от одного резонатора к другому акустически без электрической связи только на резонансной частоте резонаторов.

 

 

Усилители мощности.

В усилителях мощности важное значение имеют коэффициент полезного действия, обеспечение максимальной мощности при существующих транзисторах и подавление высокочастотных гармоник в спектре выходного сигнала в нелинейных режимах работы.

Для уменьшения потерь мощности в коллекторную цепь вместо активного сопротивления ставится трансформатор с нагрузкой во вторичной нагрузке. Тогда в качестве коллекторного сопротивления играет роль сопротивление нагрузки, пересчитанное как квадрат коэффициента трансформации, чем достигается согласование нагрузки с усилителем. На рис. 5.16 (а) приведена схема однотактного каскада усилителя мощности.

Рис.5.16. Усилитель мощности:

(а) однотактный каскад, (б) двухтактный каскад.

 

КПД однотактного каскада в линейном режиме не может превышать 50 %, так как мощность в колебательном режиме равна половине произведения амплитуд тока и напряжения и не могут превосходить постоянных токов и напряжения источника питания.

На рис. 5.16 (б) приведена схема двухтактного фазоинверсного каскада, где один транзистор работает на одном полупериоде входного напряжения, второй транзистор - на другом полупериоде. Это позволяет сохранить линейность усиления при положениях рабочих точек транзисторов близком к нулю, что повышает КПД до 78.5 %. Каждый транзистор имеет половинную мощность нагрузки. Кроме тог, уровень нелинейных искажений в двухтактном усилителе мощности снижется благодаря компенсации четных гармоник, которые не суммируются, а вычитаются в плечах транзисторов.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.