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

Підсилювачі електричних сигналів



 

Змінна електрична величина подається на вхід підсилювача електричних сигналів. За допомогою енергії джерела живлення підсилювач забезпечує на навантаженні форму вхідного сигналу, величина якого підвищується. Умовно підсилювачі поділяються на:

— підсилювачі напруги;

— підсилювачі струму;

— підсилювачі потужності.

Треба пам'ятати, що підсилювачі напруги та струму також підси­люють потужність.

Для забезпечення потрібного підсилення підсилювачі складаються з кількох каскадів, що мають спільні властивості. Підсилювальний кас­кад являє собою одну зі схем вмикання транзистора.

Розрізняють три схеми вмикання транзисторів:

— зі спільною базою;

— зі спільним емітером;

— зі спільним колектором.

Назва схеми показує, який електрод є

спільним для вхідного та вихідного кіл. Схеми відзначаються своїми особливостями, але принцип вмикання підпорядковується загальним правилам транзистора (емітерний перехід відкритий, а колекторний — закритий).

Схема зі спільною базою (рис. 1) у попередніх підсилювачах ви­користовується дуже рідко. Ця схема має коефіцієнт підсилення струму близький до одиниці.

Схема зі спільним колектором (рис. 2) має коефіцієнт підсилення на­пруги близький до одиниці і дуже великий опір вхідного кола (зворотно увімкнений p-n-перехід). Вихідне коло має малий опір (прямо увімкнений емітерний перехід).

Рис. 1 Рис. 2

Тому схема зі спільним колектором використовується для узгодження опору багатоомного перетворювача з низькоомним навантаженням. Ця схема має спеціальну назву — емітерний повторювач. Вхідний опір емітерного повторювана може сягати 500 кОм, а вихідний — 50... 100 Ом.

Найбільшого поширення набула схема зі спільним емітером (рис. 3). Коефіцієнт підсилення струму цієї схеми сягає 10...200. Невеликий струм бази (вхідного сигналу) керує великим струмом вихідного кола (вихідний сигнал на опорі навантаження). На рис. 4 наведено вхідні статичні характеристики транзистора р-п-р-типу увімкненого за схемою зі спільним емітером. Вхідна характеристика (вольт-амперна характеристика емітерного переходу) являє собою звичайну праву вітку вольт-амперної характеристики діода. Напівпровідниковий транзистор не можна суто механічно уявляти у вигляді двох діодів, тому що процеси в одному переході впливають на процеси в іншому. Вигляд вхідної характеристики залежить від напруги між емітером та колектором.

Вихідна характеристика нагадує вольт-амперну характеристику діода, увімкненого зворотно (рис. 5). На струм колектора значною мірою впливає струм бази. У робочій ділян­ці струм колектора незначно залежить від напруги між колектором та емітером.

Рис. 3 Рис. 4 Рис. 5

 

Транзисторну схему можна увімкнути до одного джерела живлення (рис. 6). Опори R1 та R2 — це розподілювач напруги. Він забезпечує потенціал бази більшим, ніж потенціал колектора, та меншим, ніж потенціал емітера. Тобто при цьому емітерний перехід буде увімкненим прямо, а колекторний — зворотно. R — резистор у колі емітера створює негативний зворотний зв'язок. Змінну напругу краще знімати через конденсатор, що затримує постійну складову вихідного сигналу. З тією ж метою у вхідне коло ставлять конденсатор С1. Схема інвертує, тобто вихідний сигнал має зворотну полярність.

Рис. 6

 

Зворотний зв'язок

 

Зворотні зв'язки забезпечують необхідні характеристики підсилювачів.

Зворотним зв'язком називають дію вихідного сигналу на вхідний сигнал підсилювача. Зворотні зв'язки створюють спеціально. Самочинні зворотні зв'язки називають паразит­ними. Зворотний зв'язок може бути:

— позитивним;

— негативним.

Рис. 7

На рис. 7 наведено структурну схему підсилювача зі зворотним зв'язком, де Uc — це напруга джерела сигналу; Ubx — напруга на вході підсилювача; U33 — напруга зворотного зв'язку; Uem — напруга на виході підсилювача. Вводять величини:

— коефіцієнт передачі чотириполюсника зворотного зв'язку (коефіцієнт зворотного зв'язку);

— коефіцієнт підсилення підсилювача без ланки зворотного зв'язку;

— коефіцієнт підсилення підсилювача зі зворотним

зв'язком.

Зворотний зв'язок може підсилювати напругу на вході (ß > 0) та зменшувати її (ß < 0).

У першому випадку (ß > 0) зворотний зв'язок називається позитивним. При ß < 0 зворотний зв'язок називається негативним.

Позитивний зворотний зв'язок підвищує коефіцієнт підсилення. Одночасно зменшується стабільність підсилювача та підвищується рівень нелінійних спотворень. Тому позитивний зворотний зв'язок у підсилювачах майже не застосовується.

Негативний зворотний зв'язок зменшує коефіцієнт підсилення.

При цьому також:

— підвищується стабільність коефіцієнта підсилення;

— знижується рівень нелінійних спотворень;

— зменшується вихідний та підвищується вхідний опір. Негативний зворотний зв'язок застосовується дуже часто. У загальному випадку сигнал на вході підсилювача:

де верхній знак береться при позитивному, а нижній при негативному зворотному зв'язку. Якщо це рівняння поділити на Uвих та використати введені коефіцієнти, можна отримати:

або

де коефіцієнт зворотного зв'язку береться за модулем, тому що знак уже врахований у виразі для вхідної напруги підсилювача.

Верхній знак ("-") відповідає позитивному зворотному зв'язку. При цьому коефіцієнт підсилення збільшується. Знак "+" відповідає негативному зворотному зв'язку, наявність котрого зменшує коефіцієнт підсилення підсилювача.

Позитивний зворотний зв'язок, при якому ßAT = 1, називають критичним.

Це значить, що навіть за відсутності сигналу на вході на виході підси­лювача з'являється змінна напруга, тобто підсилювач перетворюється на генератор гармонійних коливань.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.