Лекции по "Схемотехнике аналоговых устройств"
Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Февраля 2013 в 00:47, курс лекций
Описание работы
1. Принцип электронного усиления и классификация усилителей
2. Основные показатели качества усилительных устройств
3. Анализ работы УК с помощью ВАХ
4. Критерии выбора положения ИРТ
5 Принципы обеспечения заданного положения ИРТ
Работа содержит 45 файлов
1
Каскады усиления переменного сигнала
По переменным сигналом понимается такой сигнал, постоянная состав-
ляющая которого не несет полезной информации. Строго говоря, постоянная
составляющая, если она известна, не может нести никакой информации. По-
этому все сигналы можно считать переменными. Однако существуют случаи,
когда сигналы изменяются настолько медленно, что на интервале наблюде-
ния их изменения фактически незаметны. К таким изменениям можно отне-
сти измерения температуры, давления, напряжения аккумуляторов и многие
другие. В таких случаях говорят о постоянных сигналах, а устройства усиле-
ния относят к усилителям постоянного тока (УПТ).
В данном разделе будем рассматривать только такие сигналы, информа-
ция в которых заключена лишь в переменной составляющей.
Как было показано в разделе, посвященном методам стабилизации по-
ложения ИРТ, наилучшую стабильность и определенность положения ИРТ
обеспечивает схема с фиксированным током эмиттера (рис. 1а).
Рис. 1
Напомним, что определенность тока эмиттера в этой схеме обеспечива-
ется фиксацией напряжения на эмиттерном сопротивлении за счет задания
потенциала базы от внешнего источника, в данном случае от резистивного
делителя.
Рассмотрим, каким образом на основании такого схемного построения,
можно организовать различные схемы включения усилительного прибора.
Для наглядности на рис.1б показана эквивалентная схема каскада на пе-
ременном токе с транзистором по схеме ОЭ. Для получения полной схемы
2
необходимо объединить схему обеспечения положения ИРТ по постоянному
току с соответствующей схемой включения транзистора для переменного то-
ка. В рассматриваемом примере необходимо для переменного сигнала соеди-
нить вывод эмиттера схемы рис. 1а с точкой нулевого потенциала, сохранив
при этом постоянный потенциал эмиттера, установленный исходя из требо-
вания обеспечения положения ИРТ. Проще всего это сделать с помощью
конденсатора, являющегося разрывом в цепи постоянного тока и при доста-
точно большой емкости коротким замыканием для переменного тока (рис. 2).
Рис. 2
На рисунке этот конденсатор обозначен C
б1
, и называется блокировоч-
ным, поскольку блокирует резистор R
э
(создает дополнительный путь проте-
кания переменного тока, минуя резистор R
э
). Кроме того, для переменного
сигнала необходимо обеспечить подключения источника сигнала и нагрузки.
На рис. 2 для этой цели используются конденсаторы C
р1
, и C
р2
, обеспечи-
вающие для переменного сигнала требуемые соединения источника сигнала с
базой, а нагрузки с коллектором транзистора. Эти конденсаторы называются
разделительными, поскольку отделяют два участка цепи для постоянного то-
ка. В данной схеме C
р1
изолирует по постоянному току источник сигнала и
базу транзистора, а C
р2
– нагрузку каскада и коллектор транзистора.
В результате на постоянном токе организована схема стабилизации по-
ложения ИРТ, а на переменном схема включения ОЭ.
Аналогично организуются каскады ОБ и ОК, полные схемы которых
приведены на рис. 3 и 4.
3
Рис. 3
Рис. 4
Как и в случае схемы с ОЭ исходной является схема обеспечения поло-
жения ИРТ, далее с помощью конденсаторов обеспечивается требуемое
включение транзистора на переменном токе. Блокировочные конденсаторы
служат для соединения общего электрода с общим проводом, а с помощью
разделительных конденсаторов обеспечивается подключение источника и на-
грузки к требуемым электродам транзистора.
Напомним, что в схемах ОЭ и ОБ коллекторный резистор обеспечивает
изоляцию выходного электрода (коллектора) от источника питания, для пе-
ременного тока являющегося коротким замыканием на землю. В схеме ОК
надобность в такой изоляции отсутствует, и схема ОК может быть реализо-
вана проще (рис. 5).
4
Рис. 5
В этой схеме коллектор непосредственно соединен с источником пита-
ния, резистор R
к
и C
б
исключены.
Заметим, что обязательным условием заземления общего электрода в
рассмотренных схемах является выбор емкости блокировочного конденсато-
ра настолько большой, что его сопротивление на низшей частоте сигнала
можно считать пренебрежимо малым по сравнению с шунтируемым сопро-
тивлением.
Следуя рассмотренной методике можно построить схемы с незаземлен-
ным общим электродом, эквивалентные схемы которых представлены в раз-
деле 8. Для того, чтобы в цепи общего электрода для полезного сигнала было
реализовано сопротивление R
F
можно поступить двояким образом. Во-
первых, можно оставить часть сопротивления R
э
незашунтированной блоки-
ровочным конденсатором (рис. 6а). Во-вторых, в цепи блокировочного кон-
денсатора можно установить дополнительное сопротивление R
F
(рис. 6б).
Рис. 6
5
Например, схема ОЭ
F
c 2-полюсником в цепи эмиттера может быть изо-
бражена так, как показано на рис. 7
Рис. 7
В этом случае в качестве токозадающего эмиттерного резистора при
обеспечении положения ИРТ выступает сумма R
э
=R'
э
+R
F
. Для переменного
сигнала в цепи эмиттера оказывается включенным только R
F
. В общем слу-
чае 2-полюсник рис. 6а, использованный в данной схеме следует рассматри-
вать как частотно-зависимое комплексное сопротивление Z
F
(jω).
Информация о работе Лекции по "Схемотехнике аналоговых устройств"