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

Общие сведения об усилителях постоянного тока



 

УПТ служат для усиления медленно меняющихся сигналов или сигналов, значение которых после изменения остается постоянным сколь угодно долго. Нижняя рабочая частота УПТ fн = 0, а высшая - fв определяется назначением усилителя и условиями его работы.

В УПТ для связи между каскадами усилителя приходится включать элементы, способные проводить постоянный ток. Такая связь вносит в УПТ ряд специфических особенностей: затрудняет установку нужного режима транзисторов и требует компенсации постоянного напряжения на нагрузке в режиме покоя.

Особенно сложной задачей в УПТ является обеспечение высокой стабильности работы усилителя при изменениях

 

 

напряжений источников питания, режимов работы транзисторов, их параметров и сопротивлений резисторов.

Существенное влияние на дрейф нуля оказывает температурная нестабильность обратного тока коллектора. Любые, даже очень медленные изменения перечисленных величин вызывают изменения токов и напряжений, которые передаются на выход усилителя и приводят к изменениям выходного сигнала (дрейфу выходного сигнала или дрейфу нуля). В многокаскадных УПТ наибольшую опасность представляет нестабильность первого каскада, так как его нестабильность усиливается последующими каскадами. Для уменьшения дрейфа нуля в УПТ применяются различные балансные схемы.

Характеристики УПТ должны удовлетворять ряду требований:

- в отсутствии входного сигнала должен отсутствовать выходной сигнал;

- при изменении знака входного сигнала должен изменять знак и

выходного сигнала;

-напряжение на нагрузочном устройстве должно быть пропорционально

входному напряжению.

Второе и третье требование в УПТ, также как и в других усилителях,

выполняются при работе усилителя в режиме А. Для выполнения

первого условия необходимо отделить полезный выходной сигнал

от постоянных составляющих тока и напряжения транзистора.

В усилителях постоянного тока отделение постоянных составляющих напряжения, как правило, производится компенсационным методом. Такие усилители можно подразделять на усилители с одним и с двумя источниками питания.

 

5.3 УПТ с непосредственной связью между каскадами

R
R
н
R
R
к
R
к
R
б
R
э
R
э
R
I
I
б
I
к
I
б
I
R
б
I
R
E
E
к
U
вых
U
к2
 
 
 
U
к
э1
U
э1
U
б
э2
U
б
э1
U
вх

 


В этой схеме выход предыдущего каскада гальванически соединен со входом последующего. Компенсация постоянного напряжения на нагрузке в режиме покоя достигается включением делителя напряжения. Источником входного сигнала Ес с внутренним сопротивлением Rc может служить фотосопротивление, термопара или другой датчик.

Недостатком рассматриваемой схемы УПТ является то, что для обеспечения режимов покоя транзистора сопротивления резисторов Rк и Rэ должны удовлетворять условиям: Rкn < Rk(n-1); Rэn > Rэ(n-1), где n – номер каскада усилителя. Вследствие этого коэффициент усиления напряжения убывает от каскада к каскаду, т.е. Кn < Kn-1. Поэтому проектирование такого усилителя с числом каскадов более трех – четырех оказывается нецелесообразным.

5.4. Дрейф нуля и способы борьбы с ним

Усилители постоянного тока имеют специфический недостаток, затрудняют усиление очень малых постоянных напряжений и токов. В УПТ существует так называемый дрейф нуля, который определяет нижний предел, усиливаемых напряжений. Дрейф нуля заключается в том, что с течением времени изменяются токи транзисторов и напряжения на электродах. При этом нарушается компенсация постоянной составляющей напряжения, и на выходе усилителя появляется напряжение в отсутствие входного сигнала. Поскольку УПТ должен усиливать напряжение вплоть до самых низких частот, всякое изменение постоянный составляющих напряжения из-за нестабильности источников питания , старения транзисторов, изменение температуры окружающей среды и т.д. принципиально не отличается от полезного сигнала.

Дрейф нуля УПТ легко можно наблюдать в следующем опыте. Вход усилителя постоянного тока замыкают накоротко (рис), а на выходе включают вольтметр. С течением времени при отсутствии входного напряжения из-за нестабильность значений и неточной их компенсации появляется выходное напряжение, примерная временная зависимость показана на рис .Это напряжение, деленное на коэффициент усиления усилителя, называют дрейфом нуля, приведенным ко входу усилителя:

В дальнейшем под напряжением дрейфа будем понимать напряжение дрейфа, приведенное ко входу усилителя.

Усилитель постоянного тока может правильно воспроизводить на выходе только те сигналы, которые значительно превышают напряжение дрейфа, т.е. при . Поэтому при проектировании чувствительного усилителя приходится принимать специальные меры. Выходное напряжение состоит как бы из двух составляющих монотонно изменяющегося напряжения.

В транзисторных усилителях главной причиной дрейфа нуля является температурная нестабильность транзисторов.

Для борьбы с дрейфом нуля принимают ряд мер:

1) стабилизацию напряжения источников питания;

2) стабилизацию температурного режима;

3) использование дифференциальных (балансовых) схем УПТ.

Схема измерения напряжения дрейфа УПТ

Рис.5.4.

 

Дрейф нуля УПТ

Рис.5.5.




Поиск по сайту:

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