Óñèëèòåëüíûå óñòðîéñòâà

Ðàçìåùåíî íà http://www.allbest.ru/

̳í³ñòåðñòâî îñâ³òè ³ íàóêè Óêðà¿íè

Îäåñüêèé íàö³îíàëüíèé ïîë³òåõí³÷íèé óí³âåðñèòåò

ÊÀÔÅÄÐÀ ÅËÅÊÒÐÎÍÍÈÕ ÒÀ ÊÎÌÏ'ÞÒÅÐÈÇÎÂÀÍÈÕ ÑÈÑÒÅÌ

Êîíñïåêò ëåêö³é

ç êóðñó

"Àíàëîãîâà ñõåìîòåõí³êà"

Îäåñà 2002

Óñèëèòåëè

óñèëèòåëü êàñêàä ñîïðîòèâëåíèå òðàíçèñòîð

Óñèëèòåëüíûìè óñòðîéñòâàìè íàçûâàþòñÿ óñòðîéñòâà ÈÏ äëÿ óñèëåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ñèãíàëà. Óñèëèòåëè , êîòîðûå ñîõðàíÿþò ôîðìó âõîäíîãî ñèãíàëà, íàçûâàþòñÿ àíàëîãîâûìè. Óñèëèòåëè, èñêàæàþùèå ôîðìó âõîäíîãî ñèãíàëà, íàçûâàþò èìïóëüñíûìè è öèôðîâûìè.

Åñëè îñíîâíîå íàçíà÷åíèå óñèëèòåëÿ - óñèëèòü íàïðÿæåíèå âõîäíîãî ñèãíàëà, òî åãî íàçûâàþò óñèëèòåëåì íàïðÿæåíèÿ ( ÓÍ )

Åñëè óñèëèòü òîê - ÓÒ

Ìîùíîñòü - ÓÌ

Òèï àêòèâíûõ ýëåìåíòîâ

- óñèëèòåëü íà òðàíçèñòîðàõ

- òóíåëüíûå äèîäû

- ýëåêòðîííûå ëàìïû

- íà ÈÌÑ (ÎÓ)

Ïî äèàïîçîíó ÷àñòîò

- óçêîïîëîñíûå

- øèðîêîïîëîñíûå

Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà óñèëèòåëÿ

Èñòî÷íèêîì ñèãíàëà ÿâëÿåòñÿ äàò÷èê, âõîäíàÿ öåïü íóæíà äëÿ çàùèòû è ñîãëàñîâàíèÿ.

óñèëèòåëü ïî V 1,2,3 óñèëèòåëü ïî Ð êàñêàäà óñèëåíèÿ

Îñíîâíûå ïàðàìåòðû è õàðàêòåðèñòèêè óñèëèòåëÿ

1.âõîäíûå è âûõîäíûå äàííûå

2.êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ

3.ÊÏÄ óñèëèòåëÿ

4.õàðàêòåðèñòèêè

- ÷àñòîòíàÿ

- ôàçîâàÿ

- àìïëèòóäíàÿ

- ïåðåõîäíàÿ

5.èñêàæåíèå ôîðìû âõîäíîãî ñèãíàëà:

- ëèíåéíûå: ôàçîâûå,÷àñòîòíûå;

- íåëèíåéíûå

6.äðóãèå (êîíñòðóêòèâíûå è ò.ï.)

Kv	0,1	1	10	100	1000
KgÁ	-20	0	20	40	60

Ê_gÁ = 20×lgK; -90 = 20×lgK; lgK = -4,5;

R = 10^-45 = 0,000033; Ê_gÁI = 20×lgK_I; Ê_gÁÐ = 10×lgK_p

×àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà (À×Õ)

Àìïëèòóäíàÿ õàðàêòåðèñòèêà

Ïåðåõîäíàÿ õàðàêòåðèñòèêà



Íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ âîõíèêàþò ïî ïðè÷èíå íåëèíåéíûõ ÂÀÕ òðàíçèñòîðîâ è äèîäîâ.

Ïàðàìåòðîì õàðàêòåðèñòèê íåëèíåéíûõ èñêàæåíèé íàçûâàþò êîýôôèöèåíò íåëèíåéíûõ èñêàæåíèé ( Êã, %)

Ëèíåéíûå èñêàæåíèÿ áûâàþò ÷àñòîòíûå è ôàçîâûå.

×àñòîòíûå èñêàæåíèÿ ïîêàçûâàþò ñòåïåíü èñêàæåíèÿ ôîðìû ñèãíàëà íà êðàÿõ äèàïîçîíà óñèëåíèÿ.

Ôàçîâûå èñêàæåíèÿ ïîêàçûâàþò ñòåïåíü îòíîøåíèÿ ðåàëüíîé Ô×Õ îò èäåàëüíîé íà îïðåäåëåííîé ÷àñòîòå.

Ðåæèìû ðàáîòû óñèëèòåëüíûõ êàñêàäîâ

I_k=âI_Á

U_êýíàñ=0,1...0,5Â (0,4Â)

Ðåæèìû ðàáîòû ÁÏÒ

- ïîëíîñòüþ çàêðûò (U_ÁÝ=0)

- ëèíåéíûé ðåæèì (U_ÁÝ=U_ÁÝÍÀÑ)

- ðåæèì íàñûùåíèÿ ( îòñå÷êè)

Ðåæèìû ðàáîòû óñèëèòåëüíûõ êàñêàäîâ

Âõîäíàÿ õàðàêòåðèñòèêà: I_ÁÝ=f(U_ÁÝ)

Ïàðà âåëè÷èí - òîê è íàïðÿæåíèå íà âõîäíîé õàðàêòåðèñòèêå è âûõîäíîé õàðàêòåðèñòèêå, îïðåäåëÿþùèõ ðåæèì ðàáîòû óñèëèòåëüíîãî êàñêàäà , íàçûâàåòñÿ ðàáî÷åé òî÷êîé.

Ðåæèì ðàáîòû êëàññà À:

Äâóïîëÿðíûé âõîäíîé ñèãíàë

Íèçêèé Êã, ÊÏÄ = 20...30 %

Ðåæèì ðàáîòû êëàññà Â:

Êã âûùå, ÷åì ó êëàññà À

ÊÏÄ = 70%

(óñèëèâàåò òîëüêî îäíîïîëÿðíûé âõîäíîé ñèãíàë)

Ðåæèì ðàáîòû êëàññà ÀÂ:

Ïðè îòñóòñòâèè ñèãíàëà íà âûõîäå Iê = 5...10% îò Iê max

Ðåæèì ðàáîòû êëàññà Ñ:

(äàæå ïðè íàëè÷èè íåáîëüøîãî âõîäíîãî ñèãíàëà, òðàíçèñòîð çàïåðò)

Êã ñàìûé âûñîêèé, ÊÏÄ = 85%

Ðåæèì ðàáîòû êëàññà D:

Êëþ÷åâîé âûñîêî÷àñòîòíûé

ÊÏÄ = 95%

Îáðàòíûå ñâÿçè

Ïðîöåññ ïåðåäà÷è âñåãî èëè ÷àñòè âûõîäíîãî ñèãíàëà íà âõîä óñòðîéñòâà íàçûâàåòñÿ îáðàòíîé ñâÿçüþ.

Ýëåìåíòû, îñóùåñòâëÿþùèå ýòó ñâÿçü, íàçûâàþòñÿ öåïüþ îáðàòíîé ñâÿçè. Öåïü ÎÑ è ÷àñòü ñõåìû, êîòîðóþ îíà îõâàòûâàåò, íàçûâàåòñÿ ïåòëåé ÎÑ.  çàâèñèìîñòè îò ÷èñëà ïåòåëü ðàçëè÷àþò îäíîêîíòóðíóþ è ìíîãîêîíòóðíóþ ÎÑ.

Åñëè îáðàòíàÿ ñâÿçü îõâàòûâàåò âñþ ñõåìó, òî ýòî îáùàÿ ÎÑ

Åñëè ÷àñòü ñõåìû - ìåñòíàÿ (ëîêàëüíàÿ) ÎÑ

Ïîëîæèòåëüíàÿ ÎÑ - íàïðÿæåíèå îáðàòíîé ñâÿçè ñîâïàäàåò ïî ôàçå ñ íàïðÿæåíèåì âõîäíîãî ñèãíàëà.

Îòðèöàòåëüíàÿ ÎÑ - íàïðÿæåíèå ÎÑ ïðîòèâîïîëîæíî ïî ôàçå íàïðÿæåíèþ âõîäíîãî ñèãíàëà.

Êîýôôèöèåíò ÎÑ

ÎÑ ðàçëè÷àþò

- ïî ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé

- ïî ïîñòîÿííîé ñîñòàâëÿþùåé

- ïî ïåðåìåííîé è ïîñòîÿííîé ñîñòîâëÿþùåé

ÎÑ ïî ïåðåìåííîé ñîñòàâëÿþùåé äåéñòâóåò äëÿ ïåðåìåííîãî âõîäíîãî ñèãíàëà.

ÎÑ ïî ïîñòîÿííîìó òîêó , êàê ïðàâèëî , ñëóæèò äëÿ çàäàíèÿ ðåæèìà ðàáîòû óñèëèòåëÿ ïî ïîñòîÿííîìó òîêó.

Åñëè ÎÑ äåéñòâóåò âî âñåì äèàïîçîíå ÷àñòîò , òî ýòî ÎÑ ïî ïåðåìåííîìó è ïîñòîÿííîìó òîêó.

ÎÑ ïî âõîäó óñèëèòåëÿ

- ïîñëåäîâàòåëüíàÿ (?U)

- ïàðàëëåëüíàÿ (?I)

ÎÑ ïî âûõîäó óñèëèòåëÿ

- ïî íàïðÿæåíèþ (ïðè Ê₃ ÎÑ íåò)

- ïî òîêó (ïðè Õ_õ ÎÑ íåò)

- êîìáèíèðîâàíàÿ (ñìåøàííàÿ, ÎÑ åñòü âñåãäà)

Âíåøíÿÿ ÎÑ îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç âíåøíèå ýëåìåíòû. Âíóòðåííÿÿ ÎÑ - âíóòðè ýëåìåíòîâ.Ïàðàçèòíàÿ ÎÑ âîçíèêàåò âíå æåëàíèÿ ðàçðàáîò÷èêîâ è ïîëüçîâàòåëÿ.

ÎÑ:

- ÷àñòîòíîçàâèñèìàÿ

- ÷àñòîòíîíåçàâèñèìàÿ

Ïåòëåâîå óñèëåíèå Ê×â

Ãëóáèíà ÎÑ 1+ Ê×â

Âëèÿíèå ÎÑ íà âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå óñèëèòåëÿ

Âëèÿíèå ÎÑ îïðåäåëÿåòñÿ òèïîì âõîäíîé öåïè:

1.ïîñëåäîâàòåëüíàÿ ÎÑ (?U)

Äëÿ ÎÎÑ ïîñëåäîâàòåëüíî ^ ^

Äëÿ ÏÎÑ ïîñëåäîâàòåëüíî ^ v

Ãåðàòîð - ñõåìû, èìåþùèå îòðèöàòåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå. Íà èõ îñíîâå ìîæíî ïîñòðîèòü ýêâèâàëåíò êàòóøêè ñ áîëüøîé èíäóêòèâíîñòüþ, èñïîëüçóÿ ìàëîãàáàðèòíûå îïåð. Óñèëèòåëè, ðåçèñòîðû è êîíäåíñàòîðû.

2. ïàðàëëåëüíàÿ ÎÑ (?I)

Âëèÿíèå ÎÑ íà âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå

Âëèÿíèå ÎÑ îïðåäåëÿåòñÿ âûõîäíîé öåïüþ:

V_âõêç - âõîäíîå íàïðÿæåíèå ïðè ÊÇ âûõîäå.

ÎÑ ïî íàïðÿæåíèþ:

U_ÂÕÊÇ = 0;

ÎÎÑ^U v ; ÏÎÑ^U ^

ÎÑ ïî òîêó: U_âõõõ = 0;

Êîìáèíèðîâàíàÿ ÎÑ: Çàâèñèò îò ñîîòíîøåíèÿ ÎÑ ïî òîêó è íàïðÿæåíèþ. Zâûõ ìîæåò êàê ðàñòè òàê è óìåíüøàòüñÿ.

Ïðèíöèïû ïîñòðîåíèÿ óñèëèòåëüíûõ êàñêàäîâ

Ñõåìû öåïåé ïèòàíèÿ è ñòàáèëèçàöèè ðåæèìîâ ðàáîòû. Îáùèé ïðèíöèï - êàê ìîæíî ìåíüøå ýëåìåíòîâ. Ïèòàíèå óñèëèòåëüíûõ êàñêàäîâ: æåëàòåëüíî îäèí èñòî÷íèê îäíîãî óðîâíÿ íàïðÿæåíèÿ:

- ïàðàëëåëüíîå ïèòàíèå êàñêàäîâ;

- RC-ôèëüòðû ïî ïèòàíèþ;

- ñòàáèëèçàöèÿ U_ÏÈÒ;

Ïîäà÷à ñìåùåíèÿ

(çàäàíèå ðåæèìà ðàáîòû óñèëèòåëüíîãî êàñêàäà,

óñòàíîâêà ðàáî÷åé òî÷êè)

U_ÁÝ, I_Á - â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàññ÷åòîì.

Èñïîëüçóÿ òîò æå U_ÏÈÒ



Òîê äåëèòåëÿ âûáèðàåòñÿ

;

Ñòàáèëèçàöèÿ ðåæèìîâ ðàáîòû óñèëèòåëüíûõ êàñêàäîâ íà òðàíçèñòîðàõ

1.êîëëåêòîðíàÿ ñòàáèëèçàöèÿ:



Ïàðàìåòðû ÏÏ ýëåìåíòîâ (òðàíçèñòîðîâ) ñèëüíî çàâèñÿò îò âíåøíèõ ïàðàìåòðîâ (òåìïåðàòóðà, ðàäèàöèÿ), à òàê æå èìåþò çíà÷èòåëüíûé ðàçáðîñ äàæå â ïðåäåëàõ ÏÏÏ. Ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû íà 10 ãðàäóñîâ îáðàòíûé òîê óâåëè÷èâåòñÿ â 2 ðàçà.

Êîëëåêòîðíàÿ ñòàáèëèçàöèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ öåïüþ îáðàòíîé ñâÿçè ïî ïîñòîÿííîìó òîêó. Ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû âîçðàñòàåò îáðàòíûé òîê êîëëåêòîðà. Ïðè ýòîì íàïðàâëåíèå óìåíüøàåòñÿ. Óìåíüøàåòñÿ òîê áàçû, ÷òî âûçûâàåò óìåíüøåíèå óïðàâëÿåìîé ÷àñòè êîëëåêòîðíîãî òîêà. Äèàïîçîí òåìïåðàòóð, â êîòîðîì ìîæíî èñïîëüçîâàòü òàêóþ ñòàáèëèçàöèþ îãðàíè÷åí 50-60 ãðàäóñîâ.

2. ýìèòòåðíàÿ ñòàáèëèçàöèÿ:

Ýìèòòåðíàÿ ñòàáèëèçàöèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ðåçèñòîðîì Rý è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ÎÎÑ ïî ïîñòîÿííîìó òîêó, ýìèòòåðíàÿ ñòàáèëèçàöèÿ - ýòî ïîñëåäîâàòåëüíàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü ïî òîêó.

3. ñìåøàííàÿ ñòàáèëèçàöèÿ:

Êîãäà ñèãíàëà íåò, íàïðèìåð â ò.1 äîëæíî áûòü

ÊÒ815: I_êìàõ = 1,5À

I_êô = 0,5À (80%-40%)

Òîãäà:

;

(5%-20% R_k);

(?50);

U_R2=U_RÝ + U_ÁÝ0 = 0,5 + 0,6 = 1,1Â;

R₂=; R₁=

ÊÒ3107:

I_rmax= 0,1A; h_21Ý = 200; h_21Ý = 200;

I_ê0 = 0,035A;

R_k = 14352; R_Ý = 1452;

I_ÄÅË = 0,002À; R₂ = 55052; R₁=445052;

k = h_21Ý;

â = R_ý/R_ê;

Äëÿ óñòðàíåíèÿ ÎÎÑ ïî ïåðåìåííîìó òîêó âêëþ÷àþò êîíäåíñàòîð ïàðàëëåëüíî Rý. Ïåðåìåííûé ñèãíàë, ïåðèîä êîëåáàíèÿ êîòîðîãî çíà÷èòåëüíî ìåíüøå ïîñòîÿííîé ñîñòàâëÿþùåé öåïè RýCý, íå îêàçûâàåò âëèÿíèÿ íà èçìåíåíèå íàïðÿæåíèÿ ðåçèñòîðà Rý.

Òñèã << ô ? RýCý

Êîëëåêòîðíàÿ ñòàáèëèçàöèÿ

Óñèëèòåëüíûå êàñêàäû íà ïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðàõ.

ÏÒ ñ óïðàâëÿþùèì p-n-ïåðåõîäîì:

ÏÒ îáúåäåíåííîãî òèïà (UYH ñî âñòðîåííûì êàíàëîì):

ÏÒ îáîãàùåííîãî òèïà ( ñ èíäóöèðîâàííûì êàíàëîì):

ÁÏÒ (p-n-p) - ñ p-êàíàëîì ÏÒ

ÁÏÒ (n-p-n) - ÏÒ ñ n-êàíàëîì

U_ÏÎÐ - íàïðÿæåíèå íà âõîäå òðàíçèñòîðà ïðè êîòîðîì I_Ñ = 0. Äëÿ òðàíçèñòîðà ñ p-n-êàíàëîì ðàáî÷åé îáëàñòüþ ÿâëÿåòñÿ îáëàñòü çàêðûòîãî p-n-ïåðåõîäà , êîãäà íàïðÿæåíèå U_çè èçìåíÿåòñÿ îò 0 äî U_ÏÎÐ.

Ñïîñîáû ïîäà÷è ñìåùåíèÿ íà ÏÒ

Çàäàíèå ðàáî÷åé òî÷êè

Áîëüøèì ïðåèìóùåñòâîì ÏÒ ïåðåä ÁÒ ÿâëÿåòñÿ âûñîêîå âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå. Ïîêàçàííàÿ ñõåìà ñîäåðæèò ðåçèñòîð ñìåùåíèÿ R_ÑÌ, óìåíøàþùåãî âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå êàñêàäà. Äëÿ óâåëè÷åíèÿ âõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñõåìó ìîæíî èçìåíèòü.



Ñõåìà àâòîìàòè÷åñêîé ñòàáèëèçàöèè ðàáî÷åé òî÷êè



Áëàãîäàðÿ î÷åíü âûñîêîìó âõîäíîìó ñîïðîòèâëåíèþ òîê çàòâîðà äåéñòâóåò ÷åðåç R₃, ïðàêòè÷åñêè íå ñîçäàâàÿ ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà íåì U_ru ðàâíî íàïðÿæåíèþ U_çè. ×åì áîëüøå òîê I0 òåì áîëüøå U_ru, òåì áîëüøå ïî àìïëåòóäå U_çè, ÷òî âûçûâàåò óìåíüøåíèå I_c. Ïðîèñõîäèò àâòîìàòè÷åñêàÿ ñòàáèëèçàöèÿ ïîëîæèòåëüíîé ðàáî÷åé òî÷êè.

ÌÎÏ ñî âñòðîåííûì êàíàëîì:

Ïîäà÷à ñìåùåíèÿ íà ÌÎÏÒ àíàëîãè÷íà ïîäà÷å ñìåùåíèÿ íà ÁÏÒ. Ðåçèñòîð â öåïè èñòîêà ñîçäàåò îáðàòíóþ îòðèöàòåëüíóþ ñâÿçü. Äëÿ òîãî , ÷òîáû óñòðàíèòü ÎÎÑ äëÿ ïåðåìåííîãî ñèãíàëà ýòîò ðåçèñòîð øóíòèðóþò êîíäåíñàòîðîì íåîáõîäèìîé åìêîñòè.

Ðàñ÷åò êîíäåíñàòîðà Ñ_ë:

; z_c = 0,1R_u; z_c=;

;

Ñõåìû ìåæêàñêàäíûõ ñâÿçåé

1. Åìêîñòíàÿ ñâÿçü îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ êîíäåíñàòîðà. Ïîçâîëÿåò ïåðåäàòü èçìåíåíèå íàïðÿæåíèÿ ñ âûõîäíîãî êàñêàäà íà âõîä äðóãîãî áåç èçìåíåíèÿ ïîñòîÿííîãî óðàâíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ. Óñèëèòåëè ìîùíîñòè. Åìêîñòü Ñ äîëæíà áûòü ìåíüøå âõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ïðèíèìàþùåãî êàñêàäà.



Óñèëèòåëè ìîùíîñòè

Îñíîâíîå íàçíà÷åíèå ÓÌ - îáåñïå÷åíèå çàäàíîãî óðîâíÿ ìîùíîñòè â íàãðóçêå. Ýòà ìîùíîñòü äîëæíà áûòü ïîëó÷åíà ïðè äîïóñòèìîì óðîâíå ëèíåéíûõ è ÷àñòîòíûõ èñêàæåíèé. Îñíîâíûå ïàðàìåòðû: Ðí, Ìí, Ìâ, Êã, fì, fâ.

- îäíîòàêòíûå óñèëèòåëè;

- äâóòàêòíûå óñèëèòåëè;

- ìîñòîâîé óñèëèòåëü (âñòðå÷íî âêëþ÷åííûå äâóõòàêòíûå óñèëèòåëè).

Îäíîòàêòíûé áåçòðàíñôîðìàòîðíûé êàñêàä

Ïîëîæåíèå íàãðóçî÷íîé ïðÿìîé äîëæíî áûòü òàêèì , ÷òîáû íå ïðèâûøàòü äîïóñòèìîé ìîùíîñòè òðàíçèñòîðà, îáåñïå÷èòü çàäàííûé óðîâåíü àìïëèòóäû òîêà.

Ïîëîæåíèå ðàáî÷åé òî÷êè íà íàãðóçî÷íîé êðèâîé äîëæíî îáåñïå÷èâàòü max àìïëèòóäó Iêì îòíîñèòåëüíî òîêà ïîêîÿ Iîê, à òàê æå max àìïëèòóäó Uêýì, îòíîñèòåëüíî Uêýî.

Ð_ÂÛÕ = Ðí = ½U_ÊÝÌI_ÊÌ;

Ìèíóñû - íèçêèé ÊÏÄ , íàëè÷èå ïîñòîÿííîãî òîêà ÷åðåç íàãðóçêó, íàëè÷èå ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ íà íàãðóçêå îòíîñèòåëüíî îáùåãî ïðîâîäà.

Áåçòðàíñôîðìàòîðíûå äâóòàêòíûå êàñêàäû

 îòëè÷èå îò îäíîòàêòíûõ êàñêàäîâ, ðàáîòàþùèõ â êëàññå À, òðàíçèñòîðû äâóòàêòíûõ êàñêàäîâ ðàáîòàþò â êëàññå  è ÀÂ. Îíè ïîëó÷èëè ñàìîå øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå, ò.ê. ïîçâîëèëè íåïîñðåäñòâåííî ïîäêëþ÷èòü íàãðóçêó ñ ñîïðîòèâëåíèåì 1-10Îì ïðè ìàëîì óðîâíå ÷àñòîò è íåëèíåéíûõ èñêàæåíèé.

Ïðèìèòèâû äâóòàêòíûõ ÓÌ

Óêàçàííûå ñõåìû ñòðîÿòñÿ íà òðàíçèñòîðàõ îäíîãî òèïà, âõîäíàÿ öåïü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñõåìó, ôîðìèðóþùóþ 2 îäèíàêîâûõ ïî íàïðÿæåíèþ è ïî ôàçå ñèãíàëà. Ýòî ìîæåò áûòü ôàçîèíâåðñíûé êàñêàä èëè òðàíçèñòîð ñî ñðåäíåé òî÷êîé.

Ýòè ñõåìû ñòðîÿòñÿ íà êîìïëèìåíòàðíûõ ïàðàõ òðàíçèñòîðîâ ðàçíîé ïðîâîäèìîñòè: ÊÒ814-ÊÒ815, ÊÒ815-ÊÒ816, ÊÒ825-ÊÒ827.  îòëè÷èå îò ñõåìû íà òðàíçèñòîðàõ îäíîãî òèïà, êàñêàä íà êîìïëèìåíòàðíûõ òðàíçèñòîðàõ ðàáîòàåò â îäèíàêîâîì ðåæèìå ïî ñõåìå ñ îáùèì ýìèòòåðîì.

Îáåñïå÷åíèå íà÷àëüíîãî ñìåùåíèÿ âûõîäíûõ òðàíçèñòîðîâ ÓÌ

U_ÑÌ = U_ÁÝ0VT1 + U_ÁÝ0VT2 ˜ 0,6×2 = 1,2V;

I_ÄÅË = (2..10)× I_Á0VT1 = 20ìÀ;

Rñì =

Èñïîëüçîâàíèå ðåçèñòîðà äëÿ çàäàíèÿ ñìåùåíèÿ íå îáåñïå÷èâàåò òåïìåðàòóðíóþ ñòàáèëèçàöèþ ðàáîòû âûõîäíûõ òðàíçèñòîðîâ. Äëÿ áîðüáû ñ ýòèì èñïîëüçóþòñÿ ýëåìåíòû ñ îòðèöàòåëüíûì ÒÊÑ, êîòîðûé ÷àñòî ðàçìåùàåòñÿ â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò âûõîäíûõ òðàíçèñòîðîâ.

Ïóñòü

Åñëè U_êý ñëèøêîì ìàëî, òî è U_r2 = U_áý. Òðàíçèñòîð áóäåò çàêðûâàòüñÿ, ñîïðîòèâëåíèå áóäåò ðàñòè, à ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà íåì óâåëè÷èòñÿ. Åñëè êðîìå áàçîâûõ ïåðåõîäîâ âûõîäíûõ òðàíçèñòîðîâ â êîíòóðå ïðèñóòñòâóþò äðóãèå ýëåìåíòû, íàïðèìåð ñìåùåíèå ìîæåò áûòü áîëüøå. Äëÿ òîãî , ÷òîáû óðàâíÿòü àìïëèòóäó íàïðÿæåíèÿ íà áàçàõ òðàíçèñòîðà, öåïü ñìåùåíèÿ øóíòèðóåòñÿ êîíäåíñàòîðîì, åìêîñòü êîòîðãî îïðåäåëÿåòñÿ èñõîäÿ èç ñîîòíîøåíèÿ Zñ<< Rñì íà fí.

ÓÌ ñ ïðåäîêîíå÷íûì êàñêàäîì

Òðàíçèñòîð VT₃, VT₄ - êîìïëèìåíòàðíûå. Ðåæèì ðàáîòû - ÀÂ, çàäàåòñÿ öåïüþ ñìåùåíèÿ íà VT₁, R₂, R₃. Òðàíçèñòîð VT₂ âêëþ÷àþò êàê îáû÷íûé êàñêàä ñ ÎÝ. Ïðè ïîäà÷å ïîëîæèòåëüíîé ïîëóâîëíû U_âõ VT₂ - îòêðûâàåòñÿ, VT₃ - çàêðûâàåòñÿ, VT₄ - ïðîïóñêàåò ÷åðåç ñåáÿ òîê â íàãðóçêó îò -Åï. Ïðè îòðèöàòåëüíîé ïîëóâîëíå U_âõ VT₃ - îòêðûâàåòñÿ, ïðîïîðöèîíàëüíî àìïëèòóäå Uâõ, VT4 - çàêðûâàåòñÿ, òîê èäåò ÷åðåç VT₃ îò +Åï.

Èñïîëüçîâàíèå èñòî÷íèêà òîêà êàê íàãðóçêè ïðåäîêîíå÷íîãî êàñêàäà

I_äåë - ïîñò.

R_ë > ?



Ñïîñîáû óâåëè÷åíèÿ âûõîäíîãî òîêà ÓÌ

Ñõåìà íà òðàíçèñòîðàõ Äîðëèíãòîíà

(ÊÒ 825, ÊÒ 827 - òðàíçèñòîðû Äàðëèíãòîíà)

Èñïîëüçîâàíèå ýòèõ òðàíçèñòîðîâ ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü áîëüøèå êîýôôèöèåíòû ïåðåäà÷è ïî òîêó. Îñîáåííîñòè èñïîëüçîâàíèÿ R₁ è R₂ ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ïðè ìàëûõ âõîäíûõ ñèãíàëàõ îòêðûâàþòñÿ òîëüêî VT₁ è VT₃. U_ñì âûáèðàåòñÿ òàêîé , ÷òîáû ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà R₁ è R₂ ñîñòàâëÿëî îêîëî 0,4 Âîëüòà.

ÓÌ íà êâàçèêîìïëèìåíòàðíûõ òðàíçèñòîðàõ

Ïðåèìóùåñòâî - óâåëè÷åíèå âûõîäíîé ÷àñòîòû, òðàíçèñòîðû îäíîãî òèïà. Íåäîñòàòêè - âåðõíåå è íèæíåå ïëå÷î îòëè÷àþòñÿ ðåæèìîì ðàáîòû.

Ïàðàëëåëüíîå ñîåäèíåíèå âûõîäíûõ òðàíçèñòîðîâ



Ïàðàëëåëüíîå âêëþ÷åíèå òðàíçèñòîðîâ ïîçâîëÿåò ðàçäåëèòü òîê íàãðóçêè ìåæäå òðàíçèñòîðàìè.  ýòîì ñëó÷àå òðàíçèñòîðû ìîæíî âûáðàòü ñ ìåíüøèì òîêîì êîëëåêòîðà, îáåñïå÷èòü òðàíçèñòîðàì áîëåå ìÿãêèé ðåæèì ðàáîòû. Ðåçèñòîðû â öåïè ýìèòòåðà îáÿçàòåëüíû äëÿ óðàâíèâàíèÿ òîêîâ òðàíçèñòîðîâ. R₁ è R₂ çàäàþò ðåæèì ðàáîòû òðàíçèñòîðîâ VT₁, VT₂. Ïðè ìàëîì âõîäíîì ñèãíàëå ÷åðåç íèõ äåéñòâóåò òîê íàãðóçêè.

Øóíòèðîâàíèå R_ý äèîäàìè

Øóíòèðîâàíèå ðåçèñòîðîâ ÎÑ äèîäàìè óñòðàíÿåò ÎÑ, êîãäà àìïëèòóäà ïàäàåò. U íà ýòèõ ðåçèñòîðàõ ïðåâûøàåò ïðÿìîå U p-n-ïåðåõîäà.

Êàñêàäû ñïåöèàëüíîãî íàçíà÷åíèÿ

Ýìèòòåðíûé ïîâòîðèòåëü

Óñèëèòåëüíûé êàñêàä îõâà÷åí ñòîïðîöåíòíîé ÎÎÑ:

- ïî V;

- ïîñëåä. ÎÑ.

Íàãðóçêà: ïî = I R_ý

ïî ~ I R_ý || R_M

z_cã << R_H (íà f_Ì)

(â=1 èç-çà 100% ÎÑ)

R_ýì = (R_ý || R_M);

(S=y₂₁ - ïðîâîäèìîñòü ïðÿìîé ïåðåäà÷è, S - êðóòèçíà òîêà)

Äëÿ óâåëè÷åíèÿ Ê_Ý íåîáõîäèìî óâåëè÷èòü ñóììàðíîå ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè R_ÝÌ (äðóãîé ñïîñîá ïðèìåíèòü òðàíçèñòîðû ñ áîëüøèì ïàðàìåòðîì S).

Äëÿ R_ÂÛÕ

Îïðåäåëèâ I_Á,I_Ý ÷åðåç ó-ïàðàìåòðû ïîëó÷èì Ê_Ý=SR_ÂÛÕ

R_ÂÛÕý íà ïðàêòèêå ñîñòàâëÿåò âåëè÷èíó â äåñÿòêè Îì. R_ÂÕ ñîñòàâëÿåò âåëè÷èíó â ñîòíè êÎì.

Ôàçîèíâåðñíûé êàñêàä

Íàçíà÷åíèå - ñôîðìèðîâàòü èç îäíîãî ñèãíàëà 2 äðóãèõ îäèíàêîâûõ ïî àìïëèòóäå è ðàçíûõ ïî ôàçå äëÿ ïîäà÷è íà äâóòàêòíûé óñèëèòåëü ìîùíîñòè.

Äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü èìååò 2 âõîäà è óñèëèâàåò ðàçíîñòü íàïðÿæåíèé íà ýòèõ âõîäàõ. Äëÿ èäåàëüíîãî äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ óñèëåíèå ñèãíàëà ïðèñóòñòâóþùåãî îäíîâðåìåííî íà äâóõ âõîäàõ, îòñóòñòâóåò. Íàïðÿæåíèå îäíîé âåëè÷èíû è ôàçû, ïîäàåòñÿ íà âõîä ÄÓ íàçûâàåòñÿ ñèíôàçíûì. Íàïðÿæåíèå êîòîðîå ðàâíî ðàçíîñòè íàïðÿæåíèé íà äâóõ âõîäàõ íàçûâàåòñÿ äèôôåðåíöèàëüíûì. Äëÿ îöåíêè êà÷åñòâà äèôôåðåíöèàëüíûõ óñèëèòåëåé èñïîëüçóþò êîýôôèöèåíò îñëàáëåíèÿ ñèíôàçíîé ñîñòàâëÿþùåé (ÊÎÑÑ).

Ïîñêîëüêó äèàïàçîí çíà÷åíèé âåëèê, åãî îáû÷íî èçìåðÿþò â äöÁ.

Èíâåðòèðóþùèì âõîäîì íàçûâàåòñÿ âõîä, ðîñò íàïðÿæåíèÿ íà êîòîðîì ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäå. Íåèíâåðòèðóþùèé âõîä: ðîñò íà âõîäå - ðîñò íà âûõîäå.

Èñïîëüçîâàíèå èñòî÷íèêà òîêà âìåñòî R₁. Îäèí èç ñïîñîáîâ óâåëè÷åíèÿ ÊÎÑÑ ÿâëÿåòñÿ óâåëè÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ R₁. Çàìåíà ðåçèñòîðà íà ðåçèñòîð ñ áîëüøèì ñîïðîòèâëåíèåì ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ ðåæèìà ðàáîòû òðàíçèñòîðà. Ïîýòîìó ðåçèñòîð R₁ çàìåíÿþò èñòî÷íèêîì òîêà.



Ïðèìåíåíèå ÄÓ â óñèëèòåëÿõ ïîñòîÿííîãî òîêà ñ îäíîïîëîñíûì âûõîäîì

Íåèíâåðòèðóþùèé óñèëèòåëü

Èçîáðàæåííàÿ ñõåìà ïîçâîëÿåò óñèëèâàòü ñèãíàëû ìåäëåííî èçìåíÿåìûõ âåëè÷èí , ïîëîæèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ ïîëÿðíîñòåé. Âõîäíîé ñèãíàë ïîäàåòñÿ íà áàçó òðàíçèñòîðà îòíîñèòåëüíî îáùåãî ïðîâîäà. Åñëè ýòî òðàíçèñòîð VT₁, òî óñèëèòåëü íå èíâåðòèðóþùèé.

Ïðèìåíåíèå òîêîâîãî çåðêàëà, êàê àêòèâíîé íàãðóçêè ÄÓ

Äëÿ ïîâûøåíèÿ ÊÎÑÑ ìîæíî óâåëè÷èâàòü Ê₁.

Èñïîëüçîâàíèå èñòî÷íèêà òîêà ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü î÷åíü áîëüøèå çíà÷åíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ïåðåìåííîãî ñèãíàëà â öåïè êîëëåêòîðà VT₃ è VT₄. Òðàíçèñòîð VT₁ ðàáîòàåò â ðåæèìå äèîäà U_ÁÝ ýòîãî òðàíçèñòîðà ðàâíî íàïðÿæåíèþ U_ÁÝ äëÿ VT₂, îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî òîê áàçû I_Á1 = I_Á2. Èñïîëüçîâàíèå òîêîâîãî çåðêàëà â êà÷åñòâå àêòèâíîé íàãðóçêè ÄÓ ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü Ê_ÄÈÔ äî 5000 â îäíîì êàñêàäå.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå ýòî ñîïðîòèâëåíèå áóäåò øóíòèðîâàòü âûñîêîå ñîïðîòèâëåíèå èñòî÷íèêà òîêà. ÄÓ, êàê ïðàâèëî, èñïîëüçóþò íà âõîäå ìèêðîñõåì ÎÓ. ÄÓ ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ êàê êîìïàðàòîðû äëÿ ñðàâíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà âõîäàõ.

Íàïðÿæåíèå íà âûõîäàõ êîìïàðàòîðà îïðåäåëÿþòñÿ ïîëÿðíîñòü ðàçíîñòè âõîäíûõ íàïðÿæåíèé, êàê íà ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêå.



Êàñêàäíûé óñèëèòåëü - ñõåìà ñ äâóìÿ òðàíçèñòîðàìè, ïåðâûé âêëþ÷åí ïî ñõåìå ñ ÎÝ , âòîðîé - ñ ÎÁ. VT₂ âûáèðàåòñÿ ñ âûñîêèì ðàáî÷èì U_ÊÁ. VT₁ âûáèðàåòñÿ ñ ìàëûì U_ÊÝ.  òàêèõ ñõåìàõ îòñóòñòâóåò âëèÿíèå èçìåíåèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ íàãðóçêè íà âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå êàñêàäà.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru

...