Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Схема линии радиосвязи 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38


Рис. 4.13. Двухкаскадный транзисторный усилитель с трансформаторной связью

печили широкое использование такнх усилителей в качестве пред варительных каскадов усиления. Однако низкий КПД не дает воз можности использовать их для мощного усиления.

Трансформаторные ПУНЗЧ. В многокаскадных усилителях с трасформаторной связью первичная обмотка трансформатора включается в выходную цепь каскада, а нагрузкой вторичной об мотки является либо входное сопротивление следующего каскада, либо нагрузка оконечного каскада (рис. 4.13).

Режим работы транзисторов VTi и VT2 задается с помощью элементов Ri, R2 и /?э, которые определяют местоположение рабочей точки. Для согласования сопротивления источника сигнала с входным сопротивлением VTi используется трансформатор Т трансформатор Тг согласует выходное сопротивление транзистора VTi со входным сопротивлением транзистора VT2, а трансформатор Тз используется для согласования входного сопротивления транзистора VT2 с сопротивлением нагрузки.

Величины коэффициентов трансформации зависят от соотношения величин согласуемых сопротивлений. Так, трансформатор Т2 является понижаюпщм, поскольку выходное сопротивление транзистора VTi всегда больше входного сопротивления транзистора VT2.

Коэффициент трансформании п, равный отношению числа витков вторичной обмотки Wn к числу витков первичной обмотки W выбирают из расчета /?вых1 =/?вх2/п^ откуда

п = WJWi -- VRbJR,, < 1.

Питание в коллекторную цепь транзистора подастся от источника через первичную обмотку трансформатора, падение напряжения па которой незначительно и не превышает долей вольта. Благодаря этому питание коллекторной цепи можно осуществлять от источника с гораздо меньшим напряжением, чем в случае усилителя с резисторной нагрузкой, что является экономически выгодным. При небольшом падении напряжения на коллекторной на-108

рис. 4.14. Эквивалент-вая схема первого каскада усилителя с трансформаторной связью

ri Цг

L, Ci-

трузке можно увеличить сопротивление i?, тем самым улучшив условия стабилизации. Трансформаторная связь дает возможность освободиться от разделительных конденсаторов, повысить коэффициент усиления каскада за счет повын1ающего трансформатора, а также без усложнения схемы получить симметричный выход, что бывает необходимо при сопряжении с двухтактным каскадом. К недостаткам таких усилителей можно отнести увеличение массы, размера, стоимости, значительные нелинейные искажения за счёт нелинейности характеристики намагничивания стали сердечника трансформатора, а также чувствительность трансформатора к внешним магнитным полям.

Рассмотрим амплитудно-частотную характеристику трансформаторного ПУНЗЧ. Представим первый каскад усилении в виде эквнвалсптной схемы (рис. 4.14). В этой схеме: Ci -суммарная емкость первичной цепи, состоящая из выходной емкости транзистора Скэ, емкости монтажа первичной цепи Cmi и распределенной -емкости первичгюн обмотки трансформатора Сп:

С, = Ск, -\- С„, + C,i; Cj -суммарная емкость вторичной цепн трансформатора, приведенная к его первичной цепи:

С2 = й^(С„2 + С„2 +С,2).

где Свх2 -входная емкость вгорого каскада; Смг -емкость монтажа вторичной цепи; Стг - распределенная емкость вторичной обмотки трансформатора Гг; Lsi - индуктивность рассеяния пер-зичной обмотки; L - нндуктивность рассеяния вторичной обмот- зси; ri + rj-сопротивление потерь первичной и вторичной обмоток трансформатора.

Сопротивление i?,=/?B)(2/ -это входное сопротивление сле-лующего каскада, пересчитанное в первичную цепь. Влияние со-шротивлений потерь в трансформаторе можно учесть, пересчитав выходную проводимость транзистора Лггэ:




Рис. 4.15. Упрощенная эквивалентная схема усилителя с трансформаторной связью

Рис. 4.16. Эквивалентные схе мы усилителя с трансформаторной связью для иижннх (а), средних (б) и верхних (с) частот

22}

kilt.

Тогда экпивалентпая схема упрощается и приобретает вид показанный па рис. 4.15.

В области низких частот реактивное сопротивление емкости Со велико, а реактивное сопротивление индуктивности рассеяния мало, поэтому их влиянием на работу схемы можно пренебречь.

Сопротивление индуктивности уменьшается с пониже

нием частоты, шунтируя нагрузочное сопротивление R. поэтому на низких частотах наблюдается завал АЧХ. Эквивалентная схе ма усилителя для низких частот представлена на рис. 4.16, а а вид АЧХ показан на рис. 4.17 (кривая 1).

В области верхних частот сопротивление индуктивности Ц велико, и поэтому его можно не учитывать. В этой части диапазона

1--< \

ц J ]

1 Л

Рис. 4.17. АЧХ усилителя с трансформаторной связью

Рис. 4.18. ИМС К2УС249

ущественное влияние на работу усилителя оказывают элементы JS и Со, которые образуют последовательный контур и могут вызвать резонансный подъем усиления, если последуюпшй каскад усилителя обладает высоким входным сопротивлением (кривая 2 на рис. 4.17). Для устранения подъема частотной характеристики вторичную обмотку трансформатора иногда шунтируют резистором /?ш (см. рнс. 4.13).

Если же входное сопротивление следующего каскада невелико, оно ujyHTHpycT емкость Со, и тогда существенное значение имеет падение напряжения на Ls, которое увеличивается с ростом частоты, а падение напряжения на нагрузке уменьшается, в результате чего наблюдается спад усиления.

В области средних частот может возникнуть резонанс в параллельном контуре, образованном элементами L\Co. Сопротивление контура при резонансе имеет очень большое значение и чисто активно, поэтому им можно пренебречь. Эквивалентная схема для средних частот приобретает вид, показанный на рис. 4.16,6.

Резонансная частота определяется по формуле

Общий вид АЧХ, изображенный на рис. 4.17, имеет неравномерный характер, что является недостатком ПУНЗЧ с трансформаторной связью. Однако, несмотря на отмеченные недостатки, трансформаторы позволяют получить для усилительного элемента наилучшие условия согласования с нагрузкой и выделить па ней наибольшее напряжение и мощность при хорошем КПД.

ПУНЗЧ на интегральных схемах. В последнее время п качестве, усилителей ншроко используется ИМС. В основном это аналоговые ИМС, работающие в линейном режиме, поэтому они назы-аются часто линейными. К усилителям, выполненным па таких схемах, предъявляются те же требования, что и к обычным усилителям. Основные из них - получение максимального усиления и минимальных частотных, фазовых и нелинейных искажений. Схемы усилителей на ИМС обладают рядом особенностей.

1. В большинстве случаев схемы усилителей многокаскадные, связь между каскадами чаще всего непосредственная, т. е. без разделительных конденсаторов. Вызвано это тем, что конденсаторы в интегральном исполнении имеют нсболыиие емкости и часто являются нелинейными элементами, следовательно, могут быть Причиной частотных и нелинейных искажений.

2. Непосредственная связь между каскадами вызывает боль-iHHe трудности в обеспечении заданного режима по постоянному току. Небо.льн1ая нестабильность п питании или изменение температурного режима приводят к значительным изменениям уровня сигнала на выходе усилителя, т. е. к нестабильности коэффициента



усиления, поэтому такие усилители требуют стабильного питания и специальной температурной стабилизации.

3. Для более устойчивой работы схем, улучшения их показа, телей, увеличениявходных и выходных сопротивлений применяются глубокие отрицательные обратные связи, т. е. подача части вы-ходного сигнала на вход в противофазе с входным сигналом (бо-.лее подробно отрицательные обратные связи будут рассматривать .ся в следующем параграфе).

4. В интегральных схемах технологические трудности вызывают изготовление дискретных элементов - резисторов, конденсаторов, особенно больших номиналов; кроме того, перечисленные дискретные элементы занимают 6ольн]ис места и являются дорогостоящими. Поэтому в ИМС транзисторы используются не только в качестве активных элементов, но и выполняют функции сопротивлений, конденсаторов, элементов стабилизации.

5. В ИМС используются элементы, которые невозможно реализовать в дискретном исполнении, например мпогоэмиттерные п многоколлекторпые транзисторы.

6. Интегральные схемы позволяют обеспечить элементам одинаковые тепловые условия, поскольку все компоненты ИМС располагаются па одной подложке на очень близком расстоянии друг от друга. Это позволяет получить идентичные температурные зависимости, что бывает очень важно при работе симметричных схем.

7. Объемы ИМС очень небольшие, что накладывает жесткие требования на величину допустимой рассеиваемой мощности.

Рассмотрим ИМС К2УС249 (рис. 4.18), которую можно приме-лять в качестве однокаскадного резисторного усилителя и эмит -терного повторителя (рис. 4.19, 4.20). В первом варианте нагруз ион каскада является резистор во втором выходной сигнал снимается с резистора Яз, а чтобы режим работы транзистора по постоянному току не изменился, в цепи коллектора Rk остается,



Вых

Рис, 4.19. Схемы резисторного каскада на ИМС К2УС249:

схеыа соедииеннй выводов; б ~ электрическая прниципнвльиая схема



Рис. 4.20. Эмиттерный повторитель иа ИМС К2УС249:

0 схема соединения выводов; б - электрическая принципиальная

схема

но блокируется по переменному току конденсатором Сб. Интегральная схема К2УС249 имеет несколько входов - непосредственный через ввод 9 и емкостной через ввод Все остальные элементы схемы выполняют тс же функции, что и в рассмотренной ранее схеме резисторного УЗЧ на дискретных элементах.

Транзисторную схему 1УС751 можно использовать в качестве многокаскадного усилителя с непосредственной связью (рис. 4.21). Первые два каскада на транзисторах VT и VT собраны по схеме с ОЭ, нагрузками их являются сопротивления /?к1 и Rk2- Третий каскад на транзисторе VT представляет эмиттерный повторитель, выходное напряжение снимается с резистора /эз. Напряжение отрицательной обратной связи снимается с R33 и через резистор Ro.c подастся на вход первого каскада (па Яз\) с помощью перемычки между выводами 13 и 14. Схема имеет больнюе входное и ма.пое выходное напряжения.


VTjJ

Т

Лес

г

Рис. 4.21. Схема трехкаскадного усилителя с непосредственной связью на ИМС 1УС751:

- схема соеднпеиия выводов: б - электрнческ я принципиальная схема

-1140 ИЗ



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95