(495)510-98-15
Меню
Главная »  Промышленная электроника 

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 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

сигнал ив , принятый на рис. 2.3, а для простоты синусоидальны подается на вход УЭ. Выходной сигнал ивых снимается с выхода I или с резистора R. Он создается в результате изменения сопрог ления УЭ и, следовательно, тока i в выходной цепи под воздействи входного напряжения. Процесс усиления основывается на преобр вании энергии источника постоянного напряжения Е в энергию пе

менного напряжения в выходной цепи за счет изменения сопротивле-г ния УЭ по закону, задаваемому входным сигналом.

Для усилительных каскадов, питающихся постоянным напряжением, важно выявить сущность получения переменного выходного напряжения (или приращений напряжения обоих знаков на выходе* при переменном напряжении на входе. \

Ввиду использования для питания источника постоянного напря жения Е ток i в выходной цепи каскада является однонаправленный (рис. 2.3, а). При этом переменный ток и напряжение еыходной цеп , (пропорциональные току и напряжению входного сигнала) следует! рассматривать как переменные составляющие суммарных тока и напряжения, накладывающиеся на их постоянны^ составляющие /п и Uп (рис. 2.3, б). Связь между постоянными и перемени!,! ми составляющими должна быть такой, чтобы амплитудны значения переменных составляющих не превышали постоянных сое-;; тавляющих, т. е. /п > /т и Ua > Um. Если эти условия не будут выполняться, ток i в выходной цепи на отдельных интервалах будет равен нулю, что приведет к искажению формы выходного сигнала. Таким образом, для обеспечения работы усилительного каскада при переменном входном сигнале в его выходной цепи должны быть созданы постоянные составляющие тока /п и напряжения <7П. Задачу решают путем подачи во входную цепь каскада помимо усиливаемого сигнала соответствующего постоянного напряжения с/вх.п (или задания соответствующего постоянного входного тока /ВХЛ1).

Постоянные составляющие тока и напряжения определяют так называемый режим покоя усилительного каскада. Параметры


Рис. 2.3. Принцип построения (а) и временные диаграммы (б) усилительного каскада



ма покоя по входной цепи (/вх.ш UBX. ) и по выходной цепи (/п, Pfi характеризуют электрическое состояние схемы в отсутствие вход-

сигнала.

Таким образом, усилительные свойства каскадов усиления основываются на следующем.

При подаче на управляемый элемент напряжения входного сигнала в токе выходной цепи создается переменная составляющая, вследствие чего на управляемом элементе образуется аналогичная составляющая напряжения, превышающая переменную составляющую напряжения на входе. Усилительные свойства проявляются тем сильнее, чем больше сказывается влияние входного сигнала на выходной ток управляемого элемента и чем сильнее проявляется воздействие изменения тока в выходной цепи на изменение напряжения на управляемом элементе (т. е. чем выше сопротивление R). - Показатели усилительных каскадов зависят от способа включения транзистора, выполняющего роль управляемого элемента. В связи с этим анализ усилительных каскадов на биполярных транзисторах проводится ниже для трех способов включения: с общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК) и общей базой (ОБ). Каскады рассматриваются в предположении синусоидальной формы кривой усиливаемого сигнала в области средних частот, для которых реактивное сопротивление дополнительно вводимых в схемы конденсаторов можно считать равным нулю, а влиянием паразитных емкостей схемы и транзистора, а также зависимостью коэффициента а транзистора от частоты - пренебречь (частотные свойства каскадов рассматриваются в § 2.4). Анализ проводится на примере каскадов на транзисторах типа р-п-р.

Усилительный каскад ОЭ

Существует множество вариантов выполнения схемы усилительного каскада на транзисторе ОЭ. Это обусловлено главным образом особенностями задания режима покоя каскада. Особенности усилительных каскадов ОЭ рассмотрим на. примере схемы рис. 2.4, получившей наибольшее применение при реализации каскада на дискретных компонентах.

Основными элементами схемы являются источник питания £ , управляемый элемент - транзистор Т и резистор RK. Эти элементы образуют главную цепь усилительного каскада, в которой за счет протекания управляемого по цепи базы коллекторного тока создается усиленное переменное напряжение на выхо- Рис 2.4. Схема усилительного кас-Де схемы. Остальные элементы када ОЭ




каскада выполняют вспомогательную роль. Конд, саторы Ср1, Ср2 являются разделительными. Конденсатор исключает шунтирование входной цепи каскада цепью hcti ника входного сигнала по постоянному току, что позволя во-первых, исключить протекание постоянного тока через источи входного сигнала по цепи Ек - Ri - Re и, во-вторых, обеспеч независимость от внутреннего сопротивления этого источника напряжения на базе U&n в режиме покоя. Функция конденсате Ср2 сводится к пропусканию в цепь нагрузки переменной состав ющей напряжения и задержанию постоянной составляющей.

Резисторы Rit R2 используются для задания режима покоя к када. Поскольку биполярный транзистор управляется током, покоя управляемого элемента (в данном случае ток /кп) создае заданием соответствующей величины тока базы покоя /бп. Резис Ri предназначен для создания цепи протекания тока /бп. Совмес с R% резистор Ri обеспечивает исходное напряжение на базе £/бп носительно зажима + источника питания.

Резистор R3 является элементом отрицательной обратной свя предназначенным для стабилизации режима покоя каскада при из нении температуры. Конденсатор Сэ шунтирует резистор Rs по ременному току, исключая тем самым проявление отрицатель обратной связи в каскаде по переменным составляющим. Отсутст конденсатора Сэ привело бы к уменьшению коэффициентов усиле схемы.

Название схемы с общим эмиттером означает, что вывод эм> тера транзистора по переменному току является общим для вход: и выходной цепей каскада.

Температурная зависимость параметров режима покоя обусЛ ливается зависимостью коллекторного тока покоя /кп от температу Основными причинами такой зависимости являются изменения температуры начального тока коллектора /ко(э), напряжения и коэффициента р1. Температурная нестабильность указанных па, метров приводит к прямой зависимости тока /кп от температуры. 11 отсутствии мер по стабилизации тока /кп его температурные изм ния вызывают изменение режима покоя каскада, что может прив как будет показано далее, к режиму работы каскада в нелине области характеристик транзистора и искажению формы кривой ходного сигнала. Вероятность появления искажений повыша с увеличением амплитуды выходного сигнала.

Проявление отрицательной обратной связи и ее стабилизи щего действия на ток /кп нетрудно показать непосредственно на; ме рис. 2.4. Предположим, что под влиянием температуры ток увеличился. Это отражается на увеличении тока /эп, повыш напряжения U3n = /эп/?э и соответственно снижении напряжер бэп = бп - с/эп. Ток базы /бп уменьшается, вызывая уменьиг тока /кп, чем создается препятствие наметившемуся увеличению /кп. Иными словами, стабилизирующее действие отрицатель обратной связи, создаваемой резистором R3, проявляется в том, температурные изменения параметров режима покоя переда



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 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.