Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [ 71 ] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]


начала координат, а область верхних частот окажется слишком: растянутой.

Степень искажений на отдельных частотах выражается коэффи-цигнтом частотных искажений М, равным отношению коэффициента усиления на средней частоте Кср к коэффициенту усиления на данной частоте Kf-

М-Д. (11.15)

Обычно наибольшие частотные искажения возникают на границах диапазона частот и [„. Коэффициенты частотных искажений в этом случае равны

(11-!6)

где /С„ и К„ - соответственно коэффициенты усиления на нижних и верхних частотах диапазона. Из определения коэффициента частотных Рис. П.Г). Фазочастот- искажений следует, что если УИ > 1, то частотная характеристика > >

усилитстя. характеристика в ооласти данной частоты

имеет завал, а если М <С 1, - то подъем. Для усилителя низкой частоты идеальной частотной характеристикой является горизонтальная прямая (линия аб на рис. 11.5).

Коэффициент частотных искажений многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов частотных искажений отдельных каскадов

М-МЛШз ... М„. (11.17)

Следовательно, частотные искажения, возникающие в одном каскаде усилителя, могут быть скомпенсированы в другом, чтобы общий коэффициент частотных искажений не выходил за пределы заданного. Коэффициент частотных искажений, так же как и коэффициент усиления, удобно выражать в децибелах:

Л1дБ = 20lgAl. (11.18)

В случае многокаскадного усилителя

Мф = М1дъ + Апъ+ • +Мпяъ. (11.19)

Допустимая величина частотных искажений зависит от назначения усилителя. Для усилителей контрольно-измерительной аппаратуры, например, допустимые искажения определяются требуемой точностью измерения и могут составлять десятые и даке сотые доли децибела.

Следует иметь в виду, что частотные искажения в усилителе всегда сопровождаются появлением сдвига фаз между входным и выходным сигналами, т. е. фазовыми искажениями. При этом под фазовыми искажениями обычзю подразумевают лишь сдвиги, создаваемые реактивными элементами усилителя, а поворот фазы самим усилительным элементом во внимание не принимается.

Фазовые искажения, вносимые усилителем, оцениваются по его фазочастотной характеристике, представляющей собой график зави-



симости угла сдвига фазы ф между входным и выходным напряжениями усилителя от частоты (рис. 11.6). Фазовые искажения в усилителе отсутствуют, когда фазовый сдвиг линейно зависит от частоты. Идеальной фазочастотной характеристикой является прямая, начинаю-г-Хаяся в начале координат (пунктирная линия на рис. 11.6). Фазочас-тотная характеристика реального усилителя имеет вид, показанный на рис. 11.6 сплошной линией.

Контрольные вопросы и упражнения

1. По каким признакам классифицируют электронные усилители?

2. Почему усилители постояииого тока правильнее называть усилителями медленно меняющегося напряжения или тока?

3. Отношение верхней частоты усиливаемых сигналов к нижней составляет

= 1000. К какому типу следует отнести данный усилитель? hi

4. Является ли усилителем повышающий трансформатор?

5. Во сколько раз изменится напряжение сигнала на выходе усилителя, если его усиление возрастет на 30 дБ?

6. Найдите коэффициент усиления мощности, если Uy. = 0,2 В; и,пвых"

= 5,6 В; = 600 Ом; R, = 5 Ом.

7. Определите сопротивление нагрузки Ru усилителя, если напряжение на нем у ~ 2,5 В; мощность, потребляемая от источника питания, 3 Вт, а к. п. д. Л =

= 0,9.

8. Объясните основные причины появления собственных шумов в усилителе.

9. Составьте структурную схему для снятия амплитудной характеристики усилителя.

10. Составьте эквивалентную схему усилитечя, ко входной цепи которого подключен генератор тока. Чем отличаются режимы работы входной цепи усилителя с генератором напряжения и с генератором тока?

И. Объясните появление нелинейных искажений в транзисторном усилителе, пользуясь семейством выходных характеристик транзистора.

12. Объясните физический смысл коэффициента гармоник.

13. Какими причинами можно объяснить завал частотной характеристики УНЧ на низких частотах? Найдите правильный вариант ответа:

1. Собственными шумами усилителя.

2. Влиянием температурьь

3. Наличием в схеме реактивных элементов. (4. Малым входным сопротивлением схел1ы.

5. Нелинейностью характеристики усилительного элемента.

14. Определите коэффициент усиления каскада в области средних частот, если на частоте fj, Кн = ЮО и Мц = дБ.

15. Укажите причины фазовых искажений в транзисторном усилителе. Найдите правильный вариант ответа:

1. Изменение фазы сигнала транзистором на 180°.

2. Влияние реактивных элементов схемы.

3. Запаздывание сигнала на выходе по сравнению с сигналом на входе из-за конечного времени, необходимого для прохождения тока в цепях усилителя.

4. Линейная зависимость угла сдвига фаз между выходным и входным сигналами от частоты.

5. Появление новых гармонических составляющих в выходном сигнале по сравнению с сигналом на входе.

16. Составьте перечень ключевых слов к параграфу 11.2.



Глава 12. УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Характерной особенностью современных электронных усилителей является исключительное многообразие схем, по которым они могут быть построены. Однако среди этого многообразия можно выделить наиболее типичные схемы, содержащие элементы и цепи, которые чаще всего встречаются в усилительных устройствах независимо от их функционального назначения. К числу таких типичных усилительных схем следует отнести каскады усилителей низкой частоты. Поэтому изучение усилительных устройств целесообразно начать именно с рассмотрения схем УНЧ, выяснения принципов их построения, назначения отдельных элементов и порядка их расчета.

Современные УНЧ выполняются преимущественно на биполярных и полевых транзисторах в дискретном или интегральном исполнении, причем усилители в микроисполнении отличаются от своих дискретных аналогов, главным образом, конструктивно-технологическими особенностями, схемные же построения принципиальных отличий не имеют. При изучении данной главы следует обратить внимание на следующие основные вопросы:

/. Какими соображениями руководствуются при построении предварительных и оконечных (выходных) каскадов усилителя?

2. В чем состоят схемные особенности каскадов транзисторных усилителей?

3. Как осуществляется межкаскадная связь в многокаскадных усилителях?

4. Какими способами достигается согласование предварительных каскадов друг с другом и выходных каскадов с сопротивлением нагрузки?

12.1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ

Назначение усилителя в конечном итоге состоит в получении на заданном сопротивлении оконечного нагрузочного устройства требуемой мощности усиливаемого сигнала.

В качестве источника входного сигнала в УНЧ могут использоваться такие устройства, как микрофон, звукосниматель, фотоэлемент, термопара, детектор и т. ц. Типы нагрузок также весьма разнообразны. Ими могут быть громкоговоритель, измерительный прибор, записывающая головка магнитофона, последующий усилитель, осциллограф, реле и т. д.

Большинство из перечисленных выше источников входного сигнала развивают очень низкое напряжение. Подавать его непосредственно на каскад усиления мощности ие имеет смысла, так как при таком слабом управляющем напряжении невозможно получить сколько-нибудь значительные изменения выходного тока, а следовательно, и выходной мощности. Поэтому в состав структурной схемы усилителя, кроме выходного каскада, отдающего требуемую мощность полезного сигнала в нагрузку, как правило, входят и предварительные каскады усиления (рис. 12.1).



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [ 71 ] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.0017