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

МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСИЛИТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА



 

Рассчитать двухкаскадный усилитель постоянного тока (УПТ) с непосредственной межкаскадной связью.

Исходные данные:

Напряжение источника питания Ек;

Максимальное изменение входного сигнала DUвх ;

Внутреннее сопротивление источника входного сигнала Rc;

Сопротивление нагрузки Rн ;

Требуемые максимальные изменения выходного напряжения

DUвых;

Изменения температуры окружающей среды t0окр;

Определить:

Выбор точки покоя транзистора второго каскада.

Выбор транзистора.

Проверить режим покоя на соответствие допустимой

рассеиваемой мощности коллектора.

Сопротивление резисторов RЭ2, RК2;

Сопротивление делителя R1, R2;

Сопротивление нагрузки для второго каскада R/Н2;

Правильность выбора тока IК2 , для чего рассчитать требуемую амплитуду тока IК2m;

Коэффициент усиления напряжения второго каскада К2;

Необходимое входное напряжение второго каскада DUВХ2;

Напряжение UК1 в режиме покоя;

Выбрать точку покоя первого каскада;

Сопротивление резисторов RК1, RЭ1, RБ;

Входное сопротивление усилителя RВХ, коэффициент усиления

первого каскада К1, общий коэффициент усиления напряжения К;

Дрейф выходного напряжения;

 

5.1. Режимы работы усилительных каскадов

В зависимости от положения рабочей точки в режиме покоя на характеристиках транзисторов, а также значения усиливаемого напряжения различают три основных режима работы усилительныхкаскадов, или классов усиления: А, В и С. Основными характеристиками этих режимов являются нелинейные искажения и к.п.д.

Режим А.

Режим А характеризуется тем, что рабочую точку П в режиме покоя выбирают на линейном участке (обычно посередине) входной и переходной характеристик транзистора. На рис. 3 для режима А показано положение рабочей точки на переходной характеристике, линии нагрузки и выходных характеристиках транзистора. Значение входного напряжения в режиме А должно быть таким, чтобы работа усилительного каскада происходила на линейном участке характеристики. В этом случае нелинейные искажения усиливаемого напряжения будут минимальными, т.е. при подаче на вход усилительного каскада гармонического напряжения форма выходного напряжения будет практически синусоидальной. Благодаря этому режим А широко применяют в усилителях напряжения. Однако он имеет и существенный недостаток – очень низкий к.п.д. усилителя.

К.п.д. усилителя определяется отношением выходной мощности к мощности, потребляемой усилителем от источника питания. Выходная мощность, создаваемая усилительным каскадом на транзисторе в режиме А,

,

где Ukm, Ikm – соответственно амплитуды коллекторных напряжения и тока.

Потребляемая усилителем мощность частично преобразуется в выходную мощность, а частично переходит в теплоту, выделяемую в элементах усилительного каскада. Эта мощность равна произведению постоянных составляющих коллекторных напряжения и тока транзистора:

,

Таким образом, к.п.д. усилительного каскада:

,

Как видно из рисунка 1, амплитуды переменных составляющих коллекторных напряжения и тока в режиме А меньше соответствующих постоянных составляющих, т.е. Ukm < U0 и

Ikm < I0 . Следовательно, к.п.д. усилительного каскада в режиме А всегда меньше 0,5, в действительности он редко превышает 0,35. Поэтому в усилителях мощности, для которых к.п.д. имеет существенное значение, режим А используют очень редко.

 

 

Работа усилительного каскада в режиме А

 

 


 

Рис. 5.1.

Режим В.

Рис. 5.1.

Режим B.

Режим В характеризуется тем, что рабочую точку П выбирают в начале переходной характеристики транзистора (рис. 2). Эта точка называется точкой отсечки . В режиме В переменные составляющие тока и напряжения транзистора возникают лишь в положительные полупериоды входного напряжения. Выходное напряжение усилительного каскада при синусоидальном входном напряжении имеет форму полусинусоиды , т.е. нелинейные искажения очень большие . Поэтому режим В используют, как правило, только в двухтактных усилителях мощности.

 

Режим В характеризуется значительно более высоким к.п.д. усилителя по сравнению с режимом А, так как ток покоя в этом случае практически равен нулю, а постоянная составляющая тока при наличии входного напряжения имеет сравнительно небольшое значение.

К.п.д. усилителя, работающего в режиме В, может достигать 80 %

Работа усилительного каскада в режиме В.

 

 

 

 


 

Рис. 5.2.

 

 

Иногда используют режим работы усилительного каскада промежуточный между режимами А и В. Его называют режимом АВ. Рабочая точка покоя при этом должна находиться в интервале между положениями рабочей точки в режимах А и В. В этом случае к.п.д. усилителя больше , чем в режиме А, а нелинейные искажения меньше, чем в режиме В.

 

Режим С.

Режим С характеризуется тем, что рабочую точку П выбирают за точкой отсечки и ток в транзисторе возникает только в течение некоторой части положительного полупериода входного напряжения (рис. 3.) Этот режим сопровождается большими искажениями усиливаемого напряжения, но к.п.д. устройства может быть очень высоким и приближаться к единице. Режим С применяют в избирательных усилителях и автогенераторах, которые благодаря наличию колебательных контуров или других частотно-зависимых устройств выделяют лишь основную гармонику из несинусоидального напряжения, возникающего вследствие больших нелинейных искажений.

 

Работа усилительного каскада в режиме С

 


Рис. 5.3.




Поиск по сайту:

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