Предварительные апериодические усилители переменного тока

Общие сведения. Предварительные каскады предназначены для предварительного усиления сигнала до величины, необходимой для нормальной работы предвыходного и выходного каскадов.

Предварительный усилитель может состоять из одного или нескольких каскадов в зависимости от требуемого общего коэффициента усиления К_ОБЩ предварительного усилителя.

Связь каскадов в предварительном усилителе может быть ёмкостная, трансформаторная, непосредственная (гальваническая) или с помощью частотно - зависимых цепей.

При ёмкостной (или RC) связи межкаскадная цепь состоит из резистора и конденсатора связи. Основным преимуществом RC-связи является простота, малые габаритные размеры и масса, отсутствие «дрейфа нуля». Дрейф нуля проявляется в неравенстве выходного сигнала нулю U_ВЫХ ≠ 0 при отсутствии сигнала на входе U_BX = 0; дрейф нуля может быть в многокаскадных усилителях с непосредственными межкаскадными связями.

При трансформаторной связи между каскадами в качестве элемента, разделяющего переменный сигнал от постоянной составляющей источников питания усилителя, является трансформатор. Первичная обмотка трансформатора включается на выход предыдущего каскада, а вторичная на вход последующего каскада.

Для низкочастотных усилителей чаще всего используют ёмкостной и непосредственный тип связи.

Трансформаторный применяют реже из-за больших габаритов трансформаторов, невозможности их микроминиатюризации, высокой стоимости, сложности изготовления, повышенных нелинейных искажений. Однако трансформаторная связь успешно может быть использована при необходимости получить максимальное усиление по мощности, т.е. в выходных или предвыходных каскадах.

Частотно-зависимый тип используют при создании резонансных (избирательных, узкополосных) усилителей.

В настоящее время усилители применяются преимущественно в интегральном исполнении с непосредственной связью между каскадами.

Предварительные каскады работают с малыми уровнями сигналов, в них применяются менее мощные по сравнению с предвыходными и выходными каскадами усилительные элементы.

Каскады предварительного усиления выполняются в настоящее время на биполярных транзисторах (БТ), полевых транзисторах (ПТ), интегральных микросхемах (ИМС) и реже – на электронно-управляемых лампах (ЭУЛ).

Биполярные транзисторы в предварительных каскадах усилителей включаются по схеме с общим эмиттером, так как эта схема имеет наибольший коэффициент усиления мощности и сравнительно высокие входное и выходное сопротивления. Так же широко применяется и схема с общим коллектором (ОК) – эмиттерный повторитель.

Полевые транзисторы и лампы в предварительных каскадах усилителей включаются по схемам с общим истоком (ОИ) и общим катодом (ОКат).

Для предварительных каскадов усилителей транзисторы выбирают так, чтобы на верхних частотах f_В заданной полосы пропускания П частотные и фазовые искажения практически отсутствовали. Это достигается выбором транзистора с граничной частотой усиления тока, удовлетворяющей условию f_h21Б ≥ (2…3) f_В h_21Э, где f_h21Б – предельная частота коэффициента передачи тока эмиттера в схеме с ОБ, h_21Э – коэффициент передачи тока базы в схеме с ОЭ.

Для стабилизации режима усилительных приборов и для уменьшения частотных и нелинейных искажений применяется отрицательная обратная связь.

Если напряжение источника питания оконечного каскада превышает напряжение питания предварительного усилителя, то в его цепь включается гасящий резистор, а для поддержания постоянства напряжения питания в транзисторных усилителях может включаться полупроводниковый стабилизатор напряжения.

В апериодических усилителях переменного тока как в дискретном, так и в интегральном (или смешанном) исполнении наиболее распространенными каскадами предварительного усиления являются каскады, работающие в режиме усиления А, обеспечивающем малую величину нелинейных искажений, т.е. малый К_Г. С энергетической стороны КПД предварительных каскадов мало влияет на КПД всего многокаскадного усилителя вследствие малой мощности, потребляемой ими от источника питания.

В зависимости от назначения каскады предварительного апериодического усилителя могут быть резисторными или трансформаторными.

Наименьшую величину частотных искажений создает резисторный усилитель, так как для сравнительно широкого спектра частот входного сигнала нагрузка усилительного прибора – резистор, является активной и, следовательно, ее величина не зависит от частоты входного сигнала. Поэтому, а также из-за простоты конструкции резисторные каскады широко применяются в усилителях различного назначения.

Трансформаторные каскады чаще всего применяются в выходных и предвыходных усилителях на лампах или транзисторах.

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 456; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!