Простейшие угс прямого усиления

Простейшие УГС прямого усиления выполняются с непосредственными или потснциометричсскими связями между каскадами.

Усилители с непосредственнымисвязями. Принципиальная схема простейшего двухкаскадного УГС на БТ типа р — п — р и непосредственными связями между каскадами приведена на рис. 7.2, а.

Простейшие угс прямого усиления

Рис. 7.2. Схемы усилителей с непосредственными связями

Режим покоя первого каскада рассчитывается по методике, изложенной в § 5.3. Сопротивление резистора Rэ2 должно быть таким, чтобы обеспечивалось условие

Простейшие угс прямого усиления ,

откуда

Простейшие угс прямого усиления ,

Обычно UКЭ1 » UЭ1поэтому из последнего уравнения следует UЭ2 UЭ1. Согласно данному неравенству, при одинаковых режимах работы транзисторов VT1 и VI2 (при этом IЭ1 = IЭ2и UКЭ1 = UКЭ2)справедливы неравенства RЭ2RЭ1И Rк2

Так как резисторы RЭ1и RЭ2 являются элементами ООС, то для определения коэффициента усиления каждого каскада следует использовать выражение (4.5), в котором в соответствии с (5.15) Ku ? SRk, а ?= RЭ/RK. Тогда

Простейшие угс прямого усиления (7.1)

Данные выражения показывают, что увеличение сопротивления резистора RЭи уменьшение сопротивления резистора RKприводят к уменьшению коэффициента усиления. Поэтому в таком усилителе не удается получить значительного коэффициента усиления за счет увеличения числа каскадов.

Для уменьшения ООС вместо резисторов RЭ1и RЭ2 можно использовать полупроводниковые стабилитроны, однако это не устраняет причины уменьшения сопротивления RKв каждом последующем каскаде.

Для получения большого коэффициента усиления в многокаскадном усилителе с непосредственной связью иногда используют чередующиеся каскады, выполненные на транзисторах типа р — п — р и п — р — п (рис. 7.2, б). Такой усилитель называют усилителем с дополнительной симметрией.

Усилители с потенциометрическими связями.Получить одинаковые режимы работы в многокаскадном транзисторном УГС с одинаковыми значениями сопротивлений резисторов RЭк RKи, следовательно, с одинаковым коэффициентом усиления каждого каскада можно при осуществлении потенциометрической связи между каскадами (рис. 7.3).

Простейшие угс прямого усиления

Рис. 7.3. Схема усилителя с потенцмометрическими связями

Сопротивления резисторов Rд1и Rд2 делителя подбираются таким образом, чтобы выполнялось условие

Простейшие угс прямого усиления .

Если нагрузку подключить между коллектором VT2 и движком переменного резистора R, то амплитудная характеристика усилителя будет соответствовать виду, показанному на рис. 7.1, в.

Дрейф нуля в УГС.Недостатком рассмотренных УГС является то, что изменение режима одного из каскадов под действим различных дестабилизирующих факторов вызывает изменение тока или напряжения выходного каскада. Это явление называется дрейфом нуля. Наибольшее влияние на дрейф нуля в УГС оказывает первый каскад, так как изменение тока или напряжения на его выходе усиливается последующими каскадами.

Основные причины, вызывающие дрейф нуля УГС:

  • изменение температуры окружающей среды;
  • изменение давления и влажности окружающей среды;
  • изменение напряжений источников питания;
  • старение активных и пассивных элементов усилителя;
  • шумы, создаваемые активными и пассивными элементами.

Количественно дрейф нуля оценивается дрейфом, приведенным ко входу (приведенным дрейфом):

Простейшие угс прямого усиления . (7.2)

Величина приведенного дрейфа ограничивает минимально различимый входной сигнал. Расчеты и экспериментальные исследования показывают, что для одиночных каскадов с ОЭ приведенный ко входу дрейф нуля по напряжению примерно равен 2…8 мВ/град для кремниевых БТ и 20…30 мВ/град — для германиевых БТ. Приведенный дрейф по току в таких каскадах при токе — Iэ = = 1 мА может превышать 10 мкА/град.

Приведенный дрейф нуля в одиночных каскадах на ПТ меньше, чем в каскадах на БТ, и составляет 3… 4 мВ/град.

Уменьшение дрейфа нуля в УГС достигается следующими мерами: стабилизацией напряжений источников питания; термостатированием усилителей; применением кремниевых транзисторов, имеющих меньшую температурную зависимость коллекторного тока из-за меньшего значения обратного тока по сравнению с германиевыми транзисторами; применением термокомпенсирующих элементов; охватом усилителя местными и общими петлями ООС по постоянному току; использованием балансных (мостовых) схем.

БАЛАНСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Существуют усилители последовательного и параллельного баланса. В транзисторных и интегральных усилителях широкое распространение получили усилители параллельного баланса (рис. 7.4).

Простейшие угс прямого усиления

Рис. 7.4. Схемы усилителей параллельного баланса с симметричными входами и выходами на биполярных (а) к полевых (б) транзисторах

Активные элементы VT1 и VT2 образуют два плеча моста. Еще два плеча образованы резисторами R1 и R2. Эмиттирующие электроды активных элементов имеют общий резистор RЭ. Источник входного напряжения ивх включен между управляющими электродами активных элементов, а выходным напряжением ивых является напряжение между выходными электродами. Таким образом, данный УГС имеет симметричные вход и выход.

Если элементы симметричных плеч одинаковы, т. е. R1 = R2, и параметры активных элементов VT1 и VT2 одинаковы, то при ивх = 0мост сбалансирован и ивых = 0. Изменение напряжения питания, температуры окружающей среды и других факторов в симметричной мостовой схеме приводит к одинаковому изменению токов i1 и i2. В результате напряжения выходных электродов (коллекторов или стоков) изменяются одинаково, и разность напряжений между ними по-прежнему остается равной нулю.

Под действием напряжения ивх изменения напряжений управляющих электродов оказываются одинаковыми по значению и противоположными по полярности (фазе): ивх/2и –ивх/2. Эти напряжения вызывают изменения токов i1 и i2 таким образом, что ?i1 = —?i2. Напряжение на резисторе RЭпри этом не изменяется, так как

Простейшие угс прямого усиления .

Это означает, что для парафазных напряжений резистор RЭ,не является резистором ООС, и транзисторы VT1 и VT2 совместно с резисторами R1 и R2 образуют однокаскадныс усилители без ООС. Коэффициент усиления можно определить, используя эквивалентные схемы отдельных каскадов, представленные на рис. 7.5. Знаки «минус»

Простейшие угс прямого усиления

Рис. 7.5. Эквивалентные схемы левого (а) и правого (б) плеч усилителя параллельного баланса

перед обозначениями генераторов тока отображают инвертирующие свойства каждого каскада.

В соответствии с этими схемами имеем:

Простейшие угс прямого усиления ,

откуда

Простейшие угс прямого усиления

и

Простейшие угс прямого усиления , (7.3)

где

Простейшие угс прямого усиления . (7.4)

Сравнение выражений (7.3) и (5.15) показывает, что усилитель параллельного баланса имеет такой же коэффициент усиления, что и усилительный каскад без ООС.

Случайные записи:

Самый простой приемник прямого усиления на MK484


Похожие статьи:

  • Структурная схема прямого преобразования

    Отличительная черта СИ, имеющего структурную схему прямого преобразования (рис. 11.22), состоит в том, что все преобразования Измерительного сигнала…

  • Принцип усиления переменного напряжения

    Назначение и классификация усилителей.Усилители переменного напряжения являются наиболее распространенным типом электронных усилителей на дискретных…

  • Основные параметры усилителей

    Коэффициент усиления усилителя может быть по напряжению KИ, по току KI, и по мощности KP. Коэффициент усиления показывает, во сколько раз напряжение, ток…

Добавьте постоянную ссылку в закладки. Вы можете следить за комментариями через RSS-ленту этой статьи.
Комментарии и трекбеки сейчас закрыты.