Межкаскадная связь в усилителях

Схемотехника усилительных каскадов.

Назначение усилителя в конечном итоге состоит в получении на заданной нагрузке требуемой мощности усиливаемого сигнала.

Обобщенная структурная схема усилителя.

В состав структурной схемы усилителя, кроме выходного каскада, отдающего определенную мощность полезного сигнала в нагрузку, как правило, входят и предварительные каскады усиления.

В зависимости от назначения усилителя выбирается определенный способ связи между каскадами в усилителе.

Существует три основных способа связи между каскадами:

— емкостная связь (связь через разделительные конденсаторы);

— непосредственная связь (гальваническая);

— трансформаторная связь (связь с помощью трансформаторов).

Наибольшее распространение в схемах усилителей переменного напряжения, и в частности в УНЧ, получила емкостная межкаскадная связь. (Такая связь не пропускает постоянную составляющую усиливаемого сигнала).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9402 — | 7312 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Межкаскадные связи

Межкаскадные связи служат для передачи сигнала от источника сигнала на вход первого усилителя, от выхода одного каскада на вход другого и от выходной цепи последнего усилителя на нагрузку, осуществляя функции разделительных элементов. При этом через них напряжения питания подаются на зажимы усилительных устройств. [1]

Какие межкаскадные связи используются в усилителях. [2]

Поскольку все межкаскадные связи гальванические, тем самым обеспечивается стабилизация режимов питания всех усилительных каскадов. [3]

В усилителях с обратной связью, имеющих межкаскадные связи по переменному току, проблемы обеспечения устойчивости могут возникать и на самых низких частотах. Они бывают связаны с накоплением опережающего фазового сдвига, который может возникнуть в усилителе, состоящем из нескольких каскадов, соединенных между собой через конденсаторы. [4]

В усилителях с обратной связью, имеющих межкаскадные связи по переменному току, проблемы обеспечения устойчивости могут возникать и на самых низких частотах. Они бывают связаны с накоплением опережающего фазового сдвига, который может возникнуть в усилителе, состоящем из нескольких каскадов, соединенных между собой через конденсаторы. Если цепь ОС обладает достаточным коэффициентом передачи, то в схеме могут возникнуть низкочастотные колебания, которые иногда называют шумом моторной лодки — motorboating. В настоящее время, когда при необходимости всегда можно использовать усилители со связями по постоянному току, низкочастотные автоколебания почти никогда на практике не возникают. [5]

Компенсация токов сигнала в проводах питания уменьшает паразитные межкаскадные связи через источники питания и позво — ляет упростить и удешевить развязывающие фильтры усилителя. Это не только устраняет вносимые этими цепями частотные, фазовые и переходные искажения, но также упрощает и удешевляет усилитель. [6]

Компенсация токов сигнала в проводах питания уменьшает паразитные межкаскадные связи через источники питания и позволяет упростить и удешевить развязывающие фильтры усилителя. Это не только устраняет вносимые этими-цепями частотные, фазовые и переходные искажения, но также упрощает и удешевляет усилитель. [7]

Компенсация токов сигнала в проводах питания уменьшает паразитные межкаскадные связи через источники питания, что упрощает и удешевляет развязывающие фильтры усилителя. Кроме того, компенсация токов сигнала в проводах питания иногда позволяет исключить блокировочные конденсаторы цепей питания, смещения и стабилизации рабочей точки в двухтактных каскадах. Исключение указанных конденсаторов уменьшает искажения, одновременно упрощая и удешевляя усилитель. [9]

Поэтому прежде всего надо исключить самовозбуждение каскада, лучше всего разорвав межкаскадные связи — отпаяв межкаскадный разделительный конденсатор. Если в усилителе имеются цепи обратной связи по переменному току, их тоже надо выключить. Конечно, лучше всего убедиться в отсутствии — самовозбуждения при помощи осциллографа, присоединив его вход к коллектору транзистора через конденсатор емкостью 0 01 — 0 1 мкФ: на экране линия развертки должна остаться горизонтальной прямой. Если осциллографа нет, то можно воспользоваться милливольтметром переменного напряжения, подключив его также к коллектору транзистора. [10]

Основная трудность конструирования усилителей постоянного тока состоит в том, что в них неприменимы емкостные и индуктивные межкаскадные связи . Обычно анод лампы одного каскада не может быть непосредственно соединен с управляющей сеткой лампы следующего каскада, так как потенциал анода значительно выше потенциала сетки. Один из схемных вариантов усилителя постоянного тока показан на рис. 22.33. В этой схеме правильный рабочий режим ламп обеспечивается с помощью многоступенчатого омического делителя, подключаемого к стабилизированному источнику питания. Принцип работы усилителя состоит в следующем. [11]

В отличие от импульсных усилителей радиотехнических и радиолокационных устройств скважность запирающих импульсов в усилителях систем автоматики изменяется в широких пределах. Межкаскадные связи этих усилителей должны обеспечить прохождение импульсов любой скважности без существенного изменения их амплитуды и формы. [12]

В этом разделе были рассмотрены простые схемы с тем, чтобы потом можно было бы рассчитать широкополосные многокаскадные усилители. Более сложные межкаскадные связи или схемы с обратной связью могут дать лучшую компенсацию, но значительно большие аналитические трудности снижают полезность такого расчета. Тем не менее, получив широкополосную эквивалентную схему для транзисторов, можно будет использовать знания теории цепей в расчетах схем. [14]

Какие межкаскадные связи используют в усилителях. В каких единицах измеряют основные параметры усилителей. [15]

Для передачи сигнала от одного каскада многокаскадного усилителя, от источника сигнала на вход другого каскада, от источника сигнала на вход первого УЭ и от выходной цепи последнего УЭ в нагрузку применяют различные схемы, называемые схемами межкаскадной связи. Эти схемы одновременно служат и для подачи питающих напряжений на электроды УЭ, а также для придания усилителю определённых свойств. Существует четыре вида схем межкаскадной связи:

Используются также комбинации и видоизменения этих схем. Название усилительного каскада определяется применённой в нём схемой межкаскадной связи (например, резисторный каскад, трансформаторный каскад и т.д.).

1. Каскады с гальванической связью.

В этих каскадах связь между каскадами осуществляется посредством элементов, обладающих проводимостью сколь угодно медленных изменений тока (проводников, резисторов, стабилитронов, гальванических элементов и пр.). Каскады с гальванической связью разделяются на каскады с прямой (непосредственной) связью и каскады с потенциометрической связью. В каскадах с непосредственной связью выходной электрод предыдущего каскада соединяется входным электродом последующего непосредственно, а питание и смещение на них поступают через резистор R (рис.2.11а).

Рис.2.11. Каскады с гальванической связью:

а – с прямой связью; б – с потенциометрической связью.

В каскадах с потенциометрической связью сигнал на следующий каскад передаётся через делитель напряжения (потенциометр), состоящий из резисторов R₁ и R₂, а питание выходной цепи и смещение во входную цепь подаются через резисторы R₄ и R₃ соответственно (рис.2.11б). Достоинством каскадов с гальванической связью является их способность усиливать сигналы сколь угодно низкой частоты наряду с усилением средних и высоких частот. Недостатком этих каскадов является дрейф нуля и сложность обеспечения нормального режима работы УЭ в многокаскадном усилителе с одним источником питания. Недостатком каскадов с потенциометрической связью является несколько пониженное усиление и необходимость наличия дополнительного источника питания.

Гальваническую связь используют в усилителях постоянного тока (УПТ) прямого усиления для межкаскадной связи

2. Резисторные каскады.

Рис.2.12. Резисторный каскад с эмиттерной стабилизацией.

В резисторных каскадах (рис.2.12) используется резисторная (точнее резисторно-конденсаторная) схема межкаскадной связи. Здесь через резистор R_К на коллектор транзистора подаётся питающее напряжение, и на этом же резисторе выделяется напряжение усиленного каскадом сигнала. Разделительный конденсатор С₃ преграждает путь постоянной составляющей напряжения из выходной цепи на вход следующего каскада.

Резисторные каскады не обладают дрейфом нуля, передаваемым на следующий каскад, и позволяют обеспечить необходимые напряжения на УЭ при питании многокаскадного усилителя от одного источника. Эти каскады могут усиливать сигналы в очень широкой полосе частот, потребляют малую мощность от источника питания, нечувствительны к магнитным полям, имеют малые габариты, вес и стоимость. Поэтому резисторные каскады наиболее употребительны в качестве каскадов предварительного усиления.

3. Трансформаторные каскады.

Рис. 2.13. Трансформаторные каскады:

а) трансформаторный с эмиттерной стабилизацией и последовательной

б) то же с параллельной подачей смещения.

В этих каскадах (рис.2.13а,б) для межкаскадной связи используется трансформатор Тр, через первичную обмотку которого, включаемую в выходную цепь УЭ, на коллектор подаётся напряжение питания, а к вторичной присоединяют входную цепь следующего каскада. Переменная составляющая выходного тока, проходя через первичную обмотку, создаёт в ней напряжение сигнала, трансформирующееся во вторичную обмотку и подающееся на вход следующего каскада.

Коэффициент усиления по напряжению у трансформаторных каскадов обычно в 2 ¸ 10 раз выше, чем у резисторных, но усиливаемая полоса частот много уже. Размеры, вес и стоимость трансформаторного каскада в несколько раз больше тех же параметров резисторного каскада; трансформатор чувствителен к наводкам от внешних магнитных полей. Но применение трансформатора с соответствующим коэффициентом трансформации позволяет создать для УЭ каскада оптимальное сопротивление нагрузки и получить наибольшую мощность и сигнала при хорошем КПД. Поэтому, несмотря на недостатки, трансформаторные каскады очень часто используют для мощного усиления сигналов с неширокой полосой частот (например, звуковых); кроме того, трансформаторы часто применяют в качестве входного и выходного устройства в усилителях переменного тока для симметрирования и согласования цепей.

4. Дроссельные каскады.

Рис.2.14. Дроссельный каскад.

Дроссельная схема связи аналогична резисторной, но резистор в цепи коллектора заменён дросселем (рис.2.14). Назначение деталей схемы такое же, как и соответствующих деталей резисторного каскада. Дроссельная схема связи позволяет повысить напряжение питания на коллекторе вследствие малого сопротивления дросселя постоянному току и получать даже больший КПД, чем у трансформаторного каскада. Коэффициент усиления дроссельных каскадов немного выше, чем у резисторных; полоса усиливаемых частот меньше, чем у резисторных, но больше, чем у трансформаторных каскадов.

Сейчас в схемотехнике дроссельные каскады применяются редко, так как для предварительного усиления целесообразнее применять резисторные каскады, дающие практически то же усиление, но имеющие гораздо более широкую полосу пропускания, меньший вес и стоимость.

Дата добавления: 2015-07-18 ; просмотров: 3549 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ