22 березня 2021р.
Предмет: Радіоелектроніка та основи телебачення.
Урок 34, 35: Призначення і класифікація підсилювачів. Робочий режим транзисторного підсилювального каскаду на прикладі резистивного каскаду.
Підсилення — це найпростіший і базовий вид будь-яких перетворень електричних сигналів. Навіть у тих випадках, коли для виконання основної функції (наприклад, перетворення спектрів сигналів) досить мати тільки нелінійний елемент, тобто діод, використовують підсилювальні елементи — транзистори, які переводять у нелінійні режими роботи з метою перетворення та підсилення сигналів.
Підсилення — це збільшення амплітуди напруги, струму або потужність електричних сигналів завдяки енергії джерела живлення (як правило, джерела постійного струму). Для виконання цієї операції будують одно- або багатокаскадні підсилювачі, що складаються з підсилювальних елементів, навантаження у вигляді електричного фільтра і допоміжних елементів, які забезпечують установлення та стабілізацію положення РТ для забезпечення заданого режиму роботи підсилювального елемента.
Щоб стабілізувати роботу й одержати бажані характеристики та параметри, підсилювачі охоплюють різними видами зворотнього зв"язку (ЗЗ) для передачі частини підсиленого сигналу з виходу на вхід. Ці зв’язки можуть бути не тільки внутрікаскадними, а й міжкаскадними. На рис. 5.1, а показано узагальнену структурну схему підсилювального каскаду.
Підсилювальними елементами в електронних підсилювачах можуть бути транзистори, інтегральні мікросхеми, електронні лампи. Залежно від вибору положення робочої точки РТ й амплітуди діючого на вході сигналу підсилювальні елементи можуть використовуватись у лінійному або нелінійному режимі. Відповідно одержують лінійні та нелінійні підсилювачі.
Як відомо, підвищити потужність сигналу можна збільшенням напруги або струму. Відповідно каскади називають підсилювачами напруги або підсилювачами струму. Якщо ж збільшення потужності сигналу досягається одночасним збільшенням напруги і струму, то такий каскад називають підсилювачем потужності. Підсилювачі потужності працюють, як правило, в нелінійному режимі. На основі нелінійних підсилювачів будують також генератори та перетворювачі спектрів електричних сигналів.
Класифікацію підсилювачів і їх застосування ілюструє рис. 5.1,б. Залежно від спектра частот підсилюваних сигналів розробляють: підсилювачі постійного струму (ППС) з нижньою граничною частотою, що прямує до нуля; підсилювачі звукових частот (ПЗЧ) зі смугою частот підсилюваних сигналів 20.. .20 000 Гц; відеопідсилювачі (ВП) зі смугою частот 20 Гц .–. 10 МГц; підсилювачі радіочастот (ПРЧ) з частотами сигналів вище 100 кГц. Частотний діапазон підсилювача залежить в основному від виду навантаження і типу ЗЗ, а на досить високих частотах — також від частотних властивостей підсилювального елемента. Окрему групу підсилювачів становлять операційні підсилювачі (ОП) та підсилювачі зі спеціальними видами амплітудної характеристики (АХ).
Рис. 5.1. Узагальнена структурна схема підсилювального каскаду (а) і класифікації
підсилювачів та їх застосування (б)
Класифікацію
підсилювачів і їх застосування ілюструє рис. 5.1,б. Залежно від спектра частот підсилюваних сигналів розробляють:
підсилювачі постійного струму (ППС) з нижньою граничною частотою, що прямує до
нуля; підсилювачі звукових частот (ПЗЧ) зі смугою частот підсилюваних сигналів
20.. .20 000 Гц; відеопідсилювачі (ВП) зі смугою частот 20 Гц .–. 10 МГц;
підсилювачі радіочастот (ПРЧ) з частотами сигналів вище 100 кГц. Частотний
діапазон підсилювача залежить в основному від виду навантаження і типу ЗЗ, а на
досить високих частотах — також від частотних властивостей підсилювального
елемента. Окрему групу підсилювачів становлять операційні підсилювачі (ОП) та
підсилювачі зі спеціальними видами АХ.
Для
підсилення широкосмугових сигналів найчастіше застосовуються аперіодичні
підсилювачі. Вони ж є основою для створення підсилювальних мікросхем і вибірних
підсилювачів, побудованих на RC
-елементах. На. рис. 5.2 показано принципові схеми каскадів
транзисторних аперіодичних підсилювачів. Основними їхніми складовими є
транзистор, навантажувальний резистор та допоміжні елементи, які для уніфікації
на обох схемах мають однакові літерно-цифрові позначення.
Транзистор забезпечує перетворення енергії джерела постійного струму на енергію підсиленого сигналу, напруга якого виділяється на навантажувальному резисторі Rн . Роздільні конденсатори Ср забезпечують відокремлення кіл постійного струму каскаду від джерела сигналу (вихідного кола попереднього каскаду) і зовнішнього навантаження (вхідного опору наступного каскаду). Конденсатор С усуває негативний ЗЗ за змінним струмом, що виникає завдяки резистору R . Вибір номіналів і призначення елементів R1 ,R2 - дільник напруги для забезпечення базового зміщення транзистора.
Повний опір навантаження аперіодичного підсилювального каскаду з урахуванням наступного каскаду складається з власного опору навантаження Rн , вхідного опору Rнаст і вхідної розподіленої ємності Снаст наступного каскаду, які відносно сигналу ввімкнені паралельно. Разом із роздільним конденсатором Ср вони утворюють аперіодичний фільтр, елементи якого визначають частотний діапазон підсилювача.
Рис. 5.2. Принципові схеми каскадів аперіодичних підсилювачів на біполярному (а) і
польовому (б) транзисторах
Завдання :
1. Складіть конспект, який має містити схеми, пояснення до них і основні положення.
Контрольні завдання :
1.Нарисувати практичну схему аперіодичного каскаду і пояснити призначення елементів.
2.Поясніть які властивості підсилювача на транзисторі із загальним емітером.
Виконання завдань відправляйте на електронну пошту :
honor7valera@gmail.com
Немає коментарів:
Дописати коментар