На принципиальной схеме усилителя на биполярном транзисторе VT, включенного по схеме с общим эмиттером обозначено:
Ec, Rc и En, Rвт — источники входного сигнала и питания транзистора с соответствующими внутренними сопротивлениями;
uвх — напряжение входного сигнала;
RБ1 и RБ2 — резисторы делителя напряжения питания Un (обычно напряжение Un =10…30 В), предназначенные для установки тока базы IБ транзистора (по постоянному току), т. е. рабочей точки (точки покоя) на линии нагрузки;
RЭ — резистор обратной отрицательной связи транзистора VT по постоянному току, подбором сопротивления которого обеспечивается температурная стабилизация его режима усиления. Так, при увеличении температуры возрастают постоянные составляющие токов коллектора IК и эмиттера IЭ и происходит падение напряжения RЭIЭ. В результате напряжение UБЭ уменьшается, что вызывает уменьшение тока базы IБ, и, следовательно, тока IК, стабилизируя его;
CЭ — конденсатор большой ёмкости (десятки микрофарад), шунтирующий сопротивление резистора RЭ по переменному току, что исключает ослабление усиливаемого сигнала по переменному току цепью обратной связи;
RК — нагрузочный резистор, сопротивление которого ограничивает ток коллектора IК транзистора VT;
С1и С2 — разделительные конденсаторы входной и выходной цепей, обеспечивающие гальваническую развязку усилителя по постоянному току (предотвращающие прохождение постоянной составляющей тока от источника сигнала к усилителю и от усилителя к нагрузке).
В режиме работы усилителя по постоянному току для получения наименьших нелинейных искажений усиливаемого сигнала рабочую точку а выбирают посередине рабочего участка bc линии нагрузки по постоянному току, описываемой уравнением
IКn = (Un − UKn)/ RK , где .
UKn = UKЭ + RЭIЭn
Линию нагрузки строят следующим образом. Из приведенного уравнения следует, что при I Kn = 0, U Kn = Un , а при UKn = 0, IK.max =Un / RK . Через две найденные точки проводят прямую (нагрузочную) линию. Задав ток базы в режиме покоя IБn, находят на пересечении линии нагрузки по постоянному току с выходной характеристикой транзистора при IБ = IБп точку покоя а(UКn, IКn).
Сопротивление резистора RБ1 рассчитывают по формуле
При этом UБn ≈ 0,3 В для германиевых и UБn≈0,65 В для кремниевых транзисторов. Приближенно токи покоя коллектора и эмиттера в рабочей точке а рассчитывают по формулам:
Напряжение покоя эмиттера U Эn ≈ Un /2 − U KЭn ≈ (0,1 − 0,2)Un .
Сопротивления RЭ =UЭn / IЭn; RK ≈Un /(2IKn), а ёмкость CЭ ≈10/(2πfcRЭ), где fc — частота входного напряжения uвх.
Операционный усилитель.
Операционный усилитель (ОУ) — это малогабаритный (в интегральном исполнении отечественных серий К140, К544, К553, КР1040УД, КР1435 и др. и импортных серий AD8041, OP275, LM339 и др.) многокаскадный усилитель постоянного тока с непосредственными связями между каскадами и большим коэффициентом усиления.
Операционные усилители предназначены как для усиления электрических сигналов, так и для осуществления различных операций над сигналами: сложение, вычитание, логарифмирование и др. Такие усилители имеют дифференциальный высокоомный вход, высокий коэффициент усиления, низкоомный (сравнительно мощный) выход и сконструированы таким образом, что к ним могут быть подключены различные корректирующие цепи и цепи обратной связи.
Дата: 2019-04-23, просмотров: 301.