Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Основные теоретические положения




 

1. Назначение и принцип работы усилителя переменного напряжения.

Усилители позволяют преобразовать периодические сигналы малых напряжений (от 10-7В) и токов (от 10-14А) в сигналы такой же формы, но значительно больших значений напряжения, тока, мощности. Усиление сигнала осуществляется за счёт энергии источника питания. Поэтому усилитель определяют передачей большой мощности от источника энергии к приёмнику.

 

 

Рассмотрим принцип действия наиболее распространённого усилительного каскада, принципиальная схема которого представлена на рис.1,а. Основным активным элементом данного каскада является транзистор VT, включенный по схеме с общим эмиттером.

Для анализа работы усилительного каскада воспользуемся его схемой замещения (рис.1,б). Транзистор является управляемым элементом: управляющим сигналом UВХ или iБ можно изменить плотность потока электронов через эмиттер и коллектор, т.е. изменить его сопротивление. Поэтому на схеме замещения транзистор изображён нелинейным элементом, сопротивление которого зависит от входного сигнала R(iБ). Работу транзистора как нелинейного элемента (рис.1,б) удобно описывать переходной характеристикой, представляющей собой зависимость тока коллектора от тока базы IК = F(IБ) при постоянных значениях EК и RK. В качестве примера на рис.2 представлена переходная характеристика транзистора КТ312А при ЕК = 15 В и RК = 600 Ом.

 

Она наглядно показывает усилительные свойства транзистора по току. В точке А коэффициент усиления транзистора по току

Таким образом, в схеме усилительного каскада транзистор выполняет роль усиления входного тока iБ. Резистор RK служит для преобразования выходного тока iK в выходное напряжение: UВЫХ = ЕК - RKiK.

На переходной характеристике транзистора можно выделить участки, определяющие его различные режимы работы.

Участок 1-2 (IБ £ 0) соответствует режиму отсечки, в котором оба р – n перехода транзистора закрыты и IK» 0. Участок 3 - 4 (IБ ³ IБ.НАС) соответствует режиму насыщения. В этом режиме оба перехода открыты и IK = IK.MAX. Участок 2 – 3 соответствует усилительному режиму, в котором изменение тока IБ вызывает пропорциональное изменение IК.

При работе транзистора в усилительном каскаде режимы отсечки и насыщения не используются. Это достигается, во-первых, путём подключения базы транзистора к источнику питания через резистор RБ (рис.1) и, во-вторых, ограничением амплитуды входного сигнала UВХ(t) £ UВХ.MAX. Величина RБ выбирается такой, чтобы при отсутствии входного сигнала рабочая точка А (точка покоя), определяемая значением IБО = (ЕК – UБЭ) / RБ»ЕК / RБ, находилась в центре линейного участка переходной характеристики транзистора (рис.2). Наглядно работу усилителя можно представить с помощью временных диаграмм сигналов в их причинной последовательности: UВХ(t)®iБ(t)®iK(t)®UВЫХ(t)®UВЫХ~ (t).

Диаграммы (рис.3) описывают работу усилителя с транзистором КТ312А, RK = 600 Ом, ЕК = 15 В, RБ = 37 кОм. Синусоидальный входной сигнал UВХ(t) с амплитудой 0,05В(рис.3,а) подаётся а входные клеммы усилительного каскада. Он вызывает синусоидальный входной ток iВХ(t) с амплитудой 0,2мА, который суммируется с постоянным током IБО = 0,4мА. Таким образом, в базе течёт ток iБ(t) = IБО + iВХ(t) (рис.3,б); изменяющийся в пределах 0,2 …0,6 мА.

 

 

Колебания тока iБ(t) в соответствии с переходной характеристикой (рис.2) вызывают изменения коллек-торного тока в значительно большем диапазоне 7 … 21 мА (рис.3,в). С помощью резистора RК колебания тока iК(t) преобразуются в колебания выходного напряжения (рис.3,г). Напряжение UВЫХ(t) имеет постоянную составляющую UКО, которая не является функционально необходимой. Для выделения на нагруз-ке ZH только переменной состав-ляющей усиленного сигнала UВЫХ~(t) (рис.3,д) в выходной цепи каскада устанав-ливается раздели-тельный конденсатор СР, который имеет бесконечно большое сопротивление для постоянного тока и малое (XCp<<ZH) для переменного. Таким образом, из анализа диаграмм (рис.3) следует, что синусоидальные колебания входного сигнала с амплитудой 0,05 В вызывают колебания выходного напряжения усилителя со значительно большей амплитудой (около 4 В), причём сигналы UВХ(t) и UВЫХ~(t) находятся в противофазе.

2. Основные характеристики усилителя.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...