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


Рнс. 4.22. Балансный симметричный каскад иа биполярных транзисторах

Помимо рассмотренной схемы, состоящей из последовательности транзисторных каскадов с непосредственной связью, в последнее время ншроко применяются ИМС, в основе которых лежит дифференциальная схема, расширяющая их функциональные возможности.

Простейший дифференциальный (балансный) усилитель с симметричным выходом показан на рис. 4.22. Выполнен он на основе моста, резисторы Rki и Rk2 схемы образуют два плеча моста, два других плеча -транзисторы VT\ и VT2. Через /?э в одну диагональ моста подается напряжение питания Ек, с другой диагонали снимается выходное напряжение. Если схема симметрична, т. с. параметры транзисторов идентичны {Rki = Rk2), то при t/nx = 0 мост сбалансирован. Транзисторы работают в одинаковых режимах, токи в коллекторных цепях и напряжения на Rki н Rk2 равны, поэтому 6вых=/к| -fK2 = 0.

Это равенство определяет основное достоинство дифференциального усилителя, которое выражается в следующем. При изменении температуры окружающей среды, напряжения питания и т. д., вызывающих дрейф нуля, баланс схемы не нарушается и выходное напряжение остается рапным нулю. Это обстоятельство очень важно для УПТ, которые, как известно, усиливают сигналы в очень ншрокой полосе частот, начиная с fc=0.

Дифференциальные каскады могут быть выполнены и на полевых транзисторах. Большое входное сопротивление, малый уровень собственных гиумов полевых транзисторов обеспечили их пш-рокое использование в предварительных усилителях. 114

ряС. 4.23. Усилитель звуковой частоты на базе ИМС 235УН5:

схема соедн пенни; б - (Лектричсская грннцнпнальнвя схема

S I +6,ЗВ

235УН5

Щ Вых I

п

BhixZ

II °

° -L J Х- 1


в качестве примера, где реализуется дифференциальный усилитель на биполярных транзисторах, рассмотрим ИМО 235УН5, которую применяют для усиления НЧ колебании. Схема соединений и принципиальная электрическая схема показаны на рис. 4.23.

Первый каскад ИМС на УТ\ выполнен по схеме с ОЭ, второй Каскад на транзисторе УТг работает как эмиттерпый повторитель, обеспечивая согласование с оконечным дифференциальным каска-Дом на транзисторах УТг и VT. Рабочий диапазон частот схемы 25 Гц... 100 кГц, причем верхнюю граничную частоту можно регулировать внешним конденсатором, включаемым между выводом 8 Н корпусом. Входной сигнал можно подавать на базу транзистора VT2 непосредственно, минуя первый усилительный каскад. Усиление ИМС, равное 400, при этом уменьшается в 30-40 раз. В случае необходимости можно использовать только первый каскад. 8 115



КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ и ЗАДАЧИ

1. Для чего нужны каскады предварительного усиления?

2. С какой целью на входе первых каскадов используется согласующего устройство?

3. Назовите основные трсбопаиня, которые предъявляются к каскадам лррдпарительного уснлеиня

4. Нарисуйте схему резисторного каскада и объясните назначение всех элементов схемы.

5. Укажите преимущества и недостатки схемы резисторного усилителя.

6. Какие элементы схемы резисторного усилителя являются причиной нр-равномерностн АЧХ?

7. В чем преимущества и недостатки транзисторных ПУНЗЧ?

8. Резисгор /?=2000 Ом присоединен к генератору переменного тока через понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации \: I. Иа како сопротивление нагружен генератор?

9. Генератор переменного тока имеет внутреннее сопротннление 3000 Ом Через какой трансформатор надо присоединить сопротивление 300 Ом, чтобы генератор был нагружен на 1000 Ом?

10. На каких частотах вносит искажения межвнтковая емкость трансформатора?

11. Каким образом можно у.меньшнть спааы частотной характеристики на нижних и верхних частотах в усилителях с трансформаторной связью?

12. Почему в схемах усилителей, собранных на И.МС, часто нснользуются непосредственные связи межд\ каскадами?

13. В чем преимущество ИМС с дифференциальнымн каскадами перед И.МС с последовательными транзнсторнымн каскадами?

4.3. ОКОНЕЧНЫЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

Особенности выходных каскадов. Оконечные каскады усилите лей являются, как правило, усилителями мощности. По сравнению с предварительными каскадами они имеют ряд особенностей. Для выделения в нагрузке заданной мощности на вход каскада мощного усилителя подается сигнал болыной амплитуды, захватываю щий значительную область характеристик транзистора, поэтому увеличение мощности, развиваемой п нагрузке, сопровождается возрастанием нелинейных искажений. Выходные каскады потребляют от источников питания доволыю большую мощность, и их КПД должен быть высоким, так как в конечном счете он определяет экономичность всего усилителя. Учитывая вышесказанное, основными параметрами, характеризующими работу усилителя мощности, являются выходная мощность, КПД и коэффициент нелинейных искажений.

Режимы работы усилительных приборов. В выходных каскадах используется большое разнообразие режимов работы их усилительных элементов. Различают два основных режима работы: режим без отсечки выходного тока, или режим работы колебаний первого рода, и режим с отсечкой тока, или режим работы колебаний второго рода. 116



вых

u>t


Рис. 4.24. Графики работы усилительного элемента и различных режимах: А (а), В (б), С (о), АВ (г)

Режим работы колебаний первого рода называется иначе ре-Жимом класса А. Этот режим характеризуется тем, что форма тока в выходной непи повторяет форму сигнала, подаваемого на Вход усилителя. Иа рис. 4.24, а показаны графики, иллюстрирующие работу усилитепьного элемента в режиме класса А. Рабочая точка К находится в этом случае примерно на середине прямолинейного участка проходной характеристики, а амплитуда входного сигнала не выходит за пределы этого участка. Амплитуда пере- еннон составляющей выходного тока /т не может быть больше Постоянной составляющей / ьхо, которая протекает и при любом Уровне входного сигнала, и при его отсутствии поэтому мощность. Потребляемая от источника питания, достаточно высока, а КПД



усилителя низкий (т| = 20... 30%). Коэффициент полезного действия можно увеличить до 40%, включив нагрузку через трансфер, матор. Однако сохранение формы усиливаемых сигналов в режиме класса А является важным качественным показателем этого режима, нелинейные нскажепия минимальны и не прсвышают^ 3...6%. Режим А применяют главным образом в каскадах предварительного усиления, а также в выходных каскадах небольшой мощности.

В выходных каскадах с мощностью, превышающей несколько ватт, используется режим колебаний второго рода. Этот режим характеризуется углом отсечки б, который равен половине той части периода, выраженной в угловых единицах, во время которой через усилительный элемент протекает ток. В зависимости от величины угла отсечки различают следующие разновидности режима колебаний второго рода:

режим класса В -угол отсечки 6=90°, КПД=65... 75% (рис. 4.24,6);

режим класса С -угол отсечки е<90°. КПД=75... 807о (рис. 4.24,в);

режим класса АВ -угол отсечки 90°<0<180°, КПД=50...60% (рис. 4.24,г).

В случае работы усилительного каскада в режиме В ток в выходной цепи протекает на протяжении половины периода изменения входного напряжения, в режиме С - меныпе половины периода, в режиме АВ время прохождения тока составляет больше половины периода. Во всех перечисленных режимах величины постоянной составляющей выходного тока меньше, чем в режиме класса А, поэтому основным достоинством этих режимов является малое потребление энергии источников питания, а следовательно, и более высокие КПД. Величину постоянной составляющей тока и его гармонические составляющие можно оцегшть, разложив импульсы выходного тока в ряд Фурье.

Постоянная составляющая тока /еыхо=с(о/вых та*.

Амплитуда первой гармоники тока /] = а|/вых mo*.

Амплитуда второй гармоники тока 12=0.2! вых max.

Амплитуда третьей гармоники тока /з = с(з/вых max И Т. Д.

Значения коэффициента разложения ai, аг, аз..... an зависят от

угла отсечки и обычно приводятся в справочниках. Например, при 6=90° ао=0,318, ai=0,5, 02=0,2, аз=0, ... Наибольшее значение амплитуда первой гармоники тока достигает при 0=120°, а амплитуда второй гармоники при 9=60°. Для определения оптимального угла отсечки любой гармоники можно воспользоваться формулой Э°=1207 , где п - номер гармоники. Величина постоянной составляющей зависит от уровня входного сигнала, следовательно, потребляемый от источника питания ток сильно уменьшается при слабых сигналах, поэтому при усилении сигналов речи, музыкн 118

Са D янлиси;я 10, -lit. JV,.......-------

один полупериод подводимого сигнала, а во время второго полупериода он закрыт . В связи с этим режим класса В в основном .используется в двухтактных схемах, где одно плечо усиливает положительную полуволну, а второе - отрицательную. Рост КПД с уменьшением угла отсечки сопровождается увеличением коэффи-диента нелинейных искажений, и в режиме класса С они становятся настолько большими, что этот режим практически не пригоден для использования в УНЧ. Режим класса С часто применяется при усилении высокочастотных колебаний в радиопередающих устройствах, где нагрузкой усилителя является колебательный контур, настроенный на одну из гармоник входного сигнала.

Однотактная оконечная ступень усиления. Усилитель мощности должен с минимальными искажениями усилить сигнал низкой частоты до необходимой величины и отдать его в нагрузку. В усилителях звуковой частоты нагрузкой чаще всего является громкоговоритель, звуковая катушка которого представляет собой комплексное сопротивление, имеющее активную и индуктивную составляющие. В области средних звуковых частот обычно учитывают только активное сопротивление катушки.

Наиболее распространенной схемой усилителя мощности является одноактная схема с транзнсториы.м выходом (рис. 4.25,а).


Рис. 4.25. Трансформаторный усилитель мощности



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