Входное и выходное сопротивление усилителя.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Вход и выход усилителя должны быть согласованны с предыдущими и последующими блоками системы, так как при наличии несогласованности возникают амплитудно-частотные искажения линейного тракта, а отражённые волны увеличивают затухание полезного сигнала. Степень несогласованности оценивается коэффициентом несогласованности.

или затуханием несогласованности:

Собственные шумы усилителя.

Электрические колебания в нагрузке усилителя при отсутствии сигнала на его входе называются собственной помехой.

Причины собственной помехи:

1.) Собственный шум усилительного элемента.

2.) Тепловой шум пассивных элементов усилителя.

3.) Пульсация напряжения источников питания.

4.) Влияние внешних электромагнитных полей на элементы усилителя.

Уменьшить пульсации можно с помощью фильтров питания. Уменьшение влияния внешних полей можно достичь применением экранирования элементов схемы. Тепловые и собственные шумы наиболее существенны и трудно устранимы. И именно они определяют минимально допустимый уровень на входе усилителя.

Каскады усилителя.

Принцып работы усилителя заключается в том, что слабый сигнал управляет потоком энергии, поступающей от источника питания в нагрузку. В усилителях энергия источников питания передаётся в нагрузку по электрической цепи, следовательно сигнал, подлежащий усилению, должен управлять параметрами какого-либо элемента этой цепи.

Цепь, в которой протекает входной электрический ток, называется входной цепью, а цепь, в которой протекает выходной электрический ток, выходной цепью. Усилительный элемент с входной и выходной цепями называется усилительным каскадом. Усилители МЭС построены по многокаскадной схеме. При этом заданный коэффициент усиления делают таким, чтобы достичь наименьших искажений и минимального уровня шума.

Заданное усиление такого усилителя обеспечивают ПКУ - предварительные каскады усилителя. ВКУ – выходной каскад усилителя обеспечивает передачу в нагрузку неискажённой мощности сигнала. Входная и выходная цепи относятся к входному и выходному каскадам и обеспечивают согласование с нагрузкой. Эти цепи защищают усилитель от опасных напряжений во внешних цепях. Коэффициент усиления по току, напряжению и мощности многокаскадного усилителя равен произведению соответствующих коэффициентов соответствующих каскадов.

К=К₁К₂К₃…..К_N

Суммарное усиление: S=S₁+S₂+S₃+….+S_N

Собственные шумы усилителя возникают в каждом каскаде, но шумы, внесённые первым каскадом усилителя, будут усилены всеми последующими, значит можно считать, что собственный шум усилителя возникает в первом каскаде.

Р_{собств.ш.}=Р_сш1К_∑

Следовательно первый каскад усилителя делается самым малошумящим. Нелинейные искажения возникают так же во всех каскадах. Но так как уровень сигнала на входе выходного каскада наибольший, то можно считать, что нелинейные искажения в многокаскадном усилителе возникают в последнем каскаде.

RС каскад.

В качестве каскадов предварительных усилителей чаще всего используют RC каскад на биполярном транзисторе. Для получения наибольшего коэффициента по мощности используют схему с общим эмиттером, где усиливается и ток и напряжение.

Делитель напряжения R1 R2 формирует напряжение смещения от источника питания на базу транзистора с тем, чтобы рабочая точка находилась в середине динамического диапазона усилителя. Сопротивление цепи эмиттера служит для стабилизации рабочей точки транзистора. Ёмкость цепи эмиттера устанавливает обратную связь по переменному току. R_К подаёт питающее напряжение на коллектор транзистора и служит для выделения сигнала, усиленного транзистором. Разделительные С_Р1 и С_Р2 преграждают путь постоянному току и источнику сигнала нагрузки. Под действием напряжения Э-Б открывается переход Э-Б и носители зарядов из эмиттерного слоя попадают в базовый, а под действием U_ЭКэти носители попадают на коллекторный переход, формируя ток коллектора, который проходит через нагрузку. ЭДС источника сигнала суммируется с напряжением, формируемым между эмиттером и базой. Следовательно ЭДС сигнала изменяет степень открытия эмиттерного перехода и коллекторный ток будет зависеть от изменения входного сигнала.

Основная часть усиливаемого сигнала находится в области средних частот, где можно пренебречь сопротивлением разделительных конденсаторов.

С уменьшением частоты увеличивается сопротивление разделительных конденсаторов, значит коэффициент усиления уменьшается.

В области высоких частот шунтирующее влияние будет оказывать динамическая ёмкость эмиттерного перехода транзистора, которая шунтирует нагрузку. RC каскад применяют в качестве каскада предварительного усиления вследствие простоты, дешевизны, малых габаритов и хороших частотных характеристик. В качестве выходного каскада усилителя обычно используют трансформаторный каскад усиления.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒