Усилители постоянного тока прямого усиления

Для того чтобы усилитель мог усиливать очень медленные эле­ктрические колебания, в усилителях постоянного тока (УПТ) прямого усиления между усилительными элементами и их нагруз­кой используется гальваническая связь, т. е. связь, осуществляе­мая посредством элементов, обладающих проводимостью для очень медленных изменений тока и имеющих сопротивление, в рабочей полосе частот усилителя не зависящее от частоты, на­пример, проводников, резисторов и т.д. Конденсаторы, трансфор­маторы и дроссели в цепях межкаскадной связи таких усилителей применять нельзя. Так как УПТ прямого усиления не содержат разделительных и блокировочных конденсаторов большой емкости, дросселей и трансформаторов, то их габаритные размеры могут быть сделаны очень малыми, и они оказываются очень удобными для миниа­тюризации.

Малогабаритные усилители постоянного тока, выполненные в виде гибридной или интегральной схемы, очень часто использу­ют как составную часть усилителей переменного тока (звуковых, широковещательных, многоканальной связи, телевизионных и т. д.), в этом случае на вход усилительного элемента или в нагрузку с выхода предыдущего усилительного элемента поступает кроме сигнала так­же и напряжение питания выходной цепи, которое необходимо ком­пенсировать.

УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ

Рис.1

Резисторы Rэ1, Rэ2, Rэ3 в схеме рис. 1 осуществляют стаби­лизацию точек покоя транзисторов; однако эти резисторы созда­ют в каждом каскаде местную отрицательную обратную связь по току, глубина которой в каждом последующем каскаде возраста­ет; эта обратная связь очень сильно снижает усиление даже у первого каскада, а усиление третьего может здесь оказаться да­же меньше единицы. Поэтому проектирование усилителя такого типа с числом каскадов более трех оказывается нецелесообраз­ным.

Как указано выше, в отсутствие сигнала на входе усилителя постоянного тока на его выходе должна отсутствовать не толь­ко переменная, но и постоянная составляющая напряжения; в схеме рис. 1 это достигается введением делителя R'1 и R'2, который компенсирует постоянную составляющую напряжения, поступаю­щую на нагрузку усилителя с коллектора третьего транзистора. Делитель же напряжения R1 и R2 компенсирует падение напряже­ние, поступающее на источник сигнала с резистора Rд2, и сохра­няет смещение на входе транзистора Т1неизменным при включе­нии или выключении источника сигнала.

Однако при изменении температуры или напряжения питания, старении компонентов ток покоя транзистора Т3 изменится и на выходе такого усилителя появится постоянное напряжение. Для его уничтожения придется регулировать делитель R'1 и R'2, поддер­живая отсутствие напряжения на выходе в отсутствие сигнала.

Отсутствие общего провода между входной и выходной цепя­ми в схеме УПТ, изображенной на рис. 1, также является ее не­достатком. Если заземлить в этой схеме один из зажимов вход­ной цепи,

подключенная к выходным зажимам нагрузка окажется под потенциалом относительно земли; при заземлении одного из выходных зажимов под потенциалом относительно земли окажет­ся источник сигнала, что иногда нежелательно или недопустимо.

Режим работы транзистора в каскаде такого усилителя выби­рается, как в обычном резисторном каскаде. Коэффициент усиле­ния, частотную характеристику в области верхних частот и пере­ходную в области малых времен для каждого каскада рассчиты­вают с учетом обратной связи, вносимой резистором Rэ.

УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА СО СДВИГОМ УРОВНЯ

Рис.2

Эта схема лишена многих недостатков, которые имеет схема с непосредственной связью. Схема с потенциометрической межкаскадной связью используется как в транзисторном, так и в ламповом ва­риантах. Здесь входная и выходная цепи имеют общий провод, а питание осуществляется от двух источников постоянного тока— источника питания выходных цепей Е и дополнительного источ­ника компенсирующего напряжения Едоп. Компенсация излишнего отрицательного потенциала, поступающего с коллекторов предыдущих транзисторов на базу последующих, а также компенсация постоянной составляющей напряжения во входной и выходной цепях здесь осуществляется от дополнительного источника Едоп через резисторы Rс.

Резисторы и конденсаторы в цепи эмиттера, изображенные на рис 2. пунктиром, используются для стабилизации режима и высокочастотной коррекции. Вместо двух источников постоянного напряжения в схеме можно использовать один источник со средней точкой, соединенной с общим проводом, или один источ­ник с искусственной средней точкой, образованной резисторами делителя, подключенного параллельно источнику питания. К недо­статкам потенциометрической схемы связи можно отнести большое число резисторов в каскаде и в 1,5—2 раза меньший коэффициент усиления по сравнению со схемой непосредственной связи; это объясняется шунтированием сопротивлений R старении компонентов и, а также тем, что часть напряжения сигнала теряется на резисто­рах Rп.

Контрольные вопросы

1. Поясните назначение УПТ.

2. Поясните особенности и разновидности УПТ.

3. Изобразите схему УПТ с непосредственной связью.

4. Поясните назначение элементов в схеме УПТ с непосредственной связью.

5. Изобразите схему УПТ со сдвигом уровня.

6. Изобразите схему УПТ со сдвигом уровня.

7. Поясните принцип работы УПТ с преобразованием частоты

Дата добавления: 2015-08-20