Биполярные транзисторы.часть 3.усилительный каскад

Каскад с общим коллектором

Каскад, в котором транзистор включен по схеме с ОК, еще известен как эмиттерный повторитель (повторитель напряжения). Эмиттерным повторителем называется усилительный каскад, охваченный 100% последовательной ООС по напряжению. Типовая схема эмиттерного повторителя приведена на рисунке 2.35.

Рисунок 2.35 – Усилительный каскад с ОК

В схеме с ОК назначение элементов R1, R2, C_p1 и C_p2 то же, что и в схеме с ОЭ. Резистор R_э выполняет одновременно роль нагрузки в выходной цепи транзистора и элемента ООС по напряжению.

Наличие 100%-ной ООС по напряжению означает, что в эмиттерном повторителе выходной сигнал и сигнал обратной связи равны.

В отличие от усилителя по схеме с общим эмиттером, схема с общим коллектором не инвертирует входной сигнал. Действительно, если ко входу эмиттерного повторителя приложить увеличивающееся по уровню напряжение, то это приведет к увеличению базового, а, соответственно, и эмиттерного тока транзистора. В результате этого будет увеличиваться падение напряжения на сопротивлении нагрузки каскада и, соответственно, его выходное напряжение. Таким образом, входной и выходной сигналы в схеме будут изменяться в фазе.

Эквивалентная схема каскада с ОК представлена на рисунке 2.36. Воспользуемся схемой и получим математические соотношения для расчета основных параметров каскада.

Рисунок 2.36 – Эквивалентная схема повторителя напряжения для области средних частот

Обозначим через R_экв сопротивление в выходной цепи каскада: . Тогда входное сопротивление каскада с ОК равно

. (2.74)

Если R_э > R_вх. Поэтому на практике приходится либо использовать непосредственную связь с источником сигнала (без делителя), либо искусственно повышать сопротивление цепи смещения за счет введения отрицательной ОС.

Выходное сопротивление каскада можно найти, используя выражение:

. (2.76)

В частном случае при достаточно большом значении коэффициента передачи тока базы и низкоомном источнике входного сигнала можно полагать

. (2.77)

Поскольку дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода r_Э сильно зависит от тока эмиттера i_Э, то с увеличением тока эмиттера сопротивление r_Э существенно уменьшается и, соответственно, существенно уменьшается R_вых. В используемых на практике каскадах повторителей напряжения, как правило, R_вых = 100 . 200 Ом.

Коэффициент усиления напряжения каскада найдем с учетом того, что r_Э > R_н, при выполнении условия R_н > R_э выражение (2.78) можно записать в виде

. (2.79)

Анализ выражения (2.79) показывает, что коэффициент усиления напряжения каскада с ОЭ всегда меньше единицы. В реальных схемах эмиттерных повторителей наибольшее значение коэффициента усиления может достигать значений K_U = 0,9 . 0,9995.

Коэффициент усиления тока в каскаде с ОК может быть найден с учетом допущений: r_Э > R_э÷çR_н. При этом выражение для коэффициента усиления тока примет вид

. (2.80)

Как видно из (2.80), коэффициент усиления тока каскада с ОК значительно больше единицы, но меньше, чем каскада с ОЭ при использовании того же транзистора. За счет большого усиления по току в каскаде с ОК обеспечивается усиление мощности.

Частотные свойства эмиттерного повторителя полностью определяются частотными свойствами применяемого транзистора и емкостью разделительных конденсаторов. Благодаря наличию 100 %-ой ООС каскад с ОК является более высокочастотным, по сравнению с каскадом с ОЭ.

Таким образом, усилительный каскад с ОК характеризуется следующими параметрами:

— высоким входным и низким выходным сопротивлением;

— коэффициент усиления напряжения меньше единицы;

— коэффициентом усиления тока почти таким же, как и в схеме с ОЭ;

— полосой пропускания большей, чем в каскаде с ОЭ (за счет расширения в область НЧ).

Одним из достоинств эмиттерного повторителя является то, что амплитуда входного сигнала для режима класса А может достигать половины напряжения источника питания, не приводя к искажению выходного сигнала. Данное свойство и низкое выходное сопротивление и определили их применение в качестве согласующих (буферных) каскадов.

Классы работы усилителя

Прежде чем говорить о режимах работы усилителя необходимо сказать несколько слов о транзисторах, а точнее о проходной характеристике транзистора. Проходная характеристика – это зависимость выходного тока от напряжения или тока на входе.

Проходная характеристика транзисторов

На данной характеристике хорошо видно, что при напряжении коллектор-эмиттер, большем порогового напряжения, зависимость имеет экспоненциальный характер, а при напряжении, меньшем порогового, отклоняется от экспоненциальной зависимости. Таким образом режим работы усилителя определяется положением рабочей точки на проходной характеристики усилительного транзистора.

При работе в классе А рабочая точка Т лежит примерно в средней части проходной характеристики транзистора и выходной ток транзистора (коллекторный ток I_C) протекает в течении всего периода гармонического колебания. В этом случае транзистор работает без отсечки тока (угол отсечки θ = 180°). Другими словами транзистор в усилителе постоянно находится в активном режиме, а в режим отсечки никогда не переходит. При работе в данном режиме усилители характеризуются наибольшей линейностью, но в тоже время значение КПД никогда не превышает 47,5%, а в большинстве случаев едва достигает нескольких десятков процентов.

Работа транзистора в режиме усиления класса A.

При работе в классе В в идеальном случае рабочая точка Т находится на пересечении проходной характеристики с осью абсцисс и коллекторный ток (I_C) в отсутствие сигнала равен нулю. Транзистор в таком усилителе работает с отсечкой тока (угол отсечки θ = 90°). Таким образом, транзистор усиливает только одну полуволну гармонического колебания и переходит в режим отсечки сигнала. Теоретически значение КПД в данном режиме имеет максимальное значение 78,5%, но практически никогда не достигает этого значения. В связи с тем, что транзистор при работе в данном режиме усилителя работает также в линейном режиме и режиме отсечки тока, усиленный сигнал имеет несколько большие искажения, чем при работе усилителя в режиме А, поэтому чистый режим В применяют редко. Значительно чаще применяют усилители, в которых транзисторы работают в режиме АВ.

Работа транзистора в режиме усиления класса B.

Режим усилителя класса АВ. Как ясно из названия в данном случае рабочая точка лежит на проходной характеристике несколько выше, чем при режиме В и коллекторный ток (I_C) имеет небольшое значение, практически, чтобы только выйти из режима отсечки. Транзистор в таком режиме усиления работает с отсечкой тока (угол отсечки 180° > θ > 90°). В данном случае происходит усиление одной полуволны и некоторой части другой полуволны, что при наличии двух усилительных приборов работающих в режиме АВ и усиливающих разные полуволны получить полный усиленный сигнал. Режим АВ характеризуется лучшей линейностью, чем режим В и большим значением КПД, чем режим А.

Работа транзистора в режиме усиления класса AB.

Существуют так же и другие классы работы усилителей, но они имеют значительные недостатки или сложны в управлении. Например, в классе С транзистор работает с отсечкой тока (угол отсечки θ < 90°), что приводит к ещё большим искажениям усиленного сигнала, чем в классе В, но в тоже время КПД больше, чем при классе В. Класс работы D практически представляет собой ключевой режим работы транзистора, при котором усилительный транзистор большую часть времени находится либо в режиме отсечки, либо режиме насыщения.

Навигация

• МИКРОСХЕМЫ
• ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ
• АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ
• ИСТОЧНИКИ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
• ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
• АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
• ДИНАМИЧЕСКИЕ ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ
• ЭЛЕКТРОСТАТЫ
• РУПОРНЫЕ КОЛОНКИ
• САБУФЕР
• ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ ТЕЛЕФОНЫ
• МИКРОФОНЫ
• АНАЛОГОВЫЕ КОМПАРАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
• УСИЛИТЕЛИ
  • Бестрансформаторные двухтактные каскады на транзисторах
  • Влияние ОС на параметры усилителей
  • Выходные каскады усилителей
  • Выходные усилители мощности
  • Двухтактный каскад, работающий в классе А
  • Дифференциальный усилитель
  • Дрейф нуля.
  • КЛАССИФИКАЦИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ
  • КПД усилителей, работающих в классе А
  • Каскады мощного усиления (входные каскады).
  • Каскады предварительного усиления
  • Каскады предварительного усиления
  • Классификация и основные параметры усилителей
  • Классы AB и В работы двухтактного каскада
  • Классы усиления транзисторных усилительных каскадов
  • Новые режимы работы (классы)
  • ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ
  • ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КАСКАДОВ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ ОДНОТАКТНЫЕ И ДВУХТАКТНЫЕ
  • Обратная связь в усилителях
  • Обратная связь в усилителях и схемы их построения
  • Общие сведения о уси­лителях гармонических и импульсных сигналов
  • Однотактный трансформаторный каскад, работающий в классе А
  • Основные механические показатели усилителей
  • Основные показатели
  • Основные характеристики и параметры усилителей
  • Рабочие режимы усилительных элементов
  • Способы обеспечения рабочего режима транзистора
  • Сравнение схем включения транзисторов
  • Схемы межкаскадной связи.
  • Усилители постоянного тока
  • Усилитель на биполярном транзисторе с общим эмиттером
  • Усилитель на полевом транзисторе
  • Факторы, влияющие на тепловой режим РЭА
• ЭЛЕМЕНТЫ УСИЛИТЕЛЕЙ
• «THX» Tomlinson Holman eXperiment
• HI-FI И HIGH-END
• МИРОВЫЕ ШКОЛЫ ЭЛЕКТРОАКУСТИКИ
• «СТАРЫЙ ВИНИЛ»
• ЗВУКОВЫЕ КОМПАКТ-ДИСКИ
• МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ
• ЦИФРОВЫЕ МАГНИТОФОНЫ
• ЦИФРОВОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ
• ЗВУК И КОМПЬЮТЕР
• MIDI
• ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ
• Операционные усилители.
• ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ
• КАНАЛЫ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ
• ОСНОВЫ ТЕЛЕВИДЕНИЯ
• РАДИОПРИЁМ
• АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА
• ЭЛЕКТРОРАДИОМАТЕРИАЛЫ
• ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ
• ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ
• РЕЗИСТОРЫ
• СТАБИЛИТРОНЫ
• ВАРИКАПЫ
• ДИОДЫ
• ТИРИСТОР
• ТРАНЗИСТОРЫ
• ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР
• ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СЛУХА
• АКУСТИКА ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
• КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
• ВОЗДЕЙСТВИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА РАДИОЭЛЕКТРОННУЮ АППАРАТУРУ
• ТЕХНОЛОГИИ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
• Карта сайта
• статьи
• СИГНАЛЫ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
• ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
• sitemap

Питание коллектора

Цепи питания коллектора содержат элементы, показанные ниже.

В многокаскадных усилителях коллекторные цепи всех каскадов подключаются параллельно к одному общему источнику E_0C. В этом случае цепь питания коллектора содержит развязывающий фильтр R_фC_ф. Назначение такого фильтра – устранить паразитную обратную связь через общий источник питания. При питании от сети переменного тока, кроме того, уменьшаются пульсации напряжения питания. Резистор R_ф включают последовательно с нагрузкой R_Н, и на нём теряется часть коллекторного напряжения. Поэтому рекомендуется сопротивление R_ф выбирать исходя из допустимого падения напряжения:

Напряжение между коллектором и эмиттером транзистора U_CE выбирается в пределах

При этом минимальное значение U_C не должно быть менее 0,5 В, иначе рабочая точка переходит в область насыщения и возрастают нелинейные искажения.

Литература

• Данилов, А. А. Прецизионные усилители низкой частоты. — М.: Горячая линия-Телеком, 2004. — 352 с. — ISBN 5935171341.
• Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. — издание 4-е, переработанное и дополненное. — М.: Энергия, 1977. — 672 с.
• Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Том I. — 12-е изд.. — М.: ДМК-Пресс, 2008. — 832 с. — ISBN 5940741487.
• Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Том II. — 12-е изд.. — М.: ДМК-Пресс, 2008. — 942 с. — ISBN 5940741487.
• Цыкин, Г. С. Электронные усилители. — 2-е изд. — М.: Связьиздат, 1963. — 512 с. — 21,000 экз.
• Шкритек П. Справочное пособие по звуковой схемотехнике. — Мир, 1991. — ISBN 5030016031.
• Cordell, B. Designing Audio Power Amplifiers. — McGraw-Hill, 2011. — ISBN 9780071640244.
• Hood, J. L. Valve and Transistor Audio Amplifiers. — Newnes, 2006. — ISBN 0750633565.
• Duncan B. High Performance Audio Power Amplifiers. — Newnes, 1996. — ISBN 9780750626293.
• Self D. Audio Power Amplifier Design Handbook. — 3rd ed.. — Newnes, 2002. — ISBN 0750656360.

Технология

• Каскадный сход, возможное катастрофическое орбитальное событие, заключающее во взрывном разрушении спутника на орбите
• Биохимический каскад, последовательная серия химических реакций
  • Комплементный каскад или система комплемента, биохимический каскад в иммунной системе
  • MAPK каскад, процесс действия раковых генов
• Каскад реакций, последовательная серия химических реакций внутри молекулы
• Электронный каскад или электронная лавина, процесс в физике
• Каскад событий, проблема управлемом событиями компьютерном программировании
• Информационный каскад, экономическая теория
• Каскад аварий, авария в системе из связанных частей
• Каскад (химическая инженерия), серия химических процессов
• Каскадный откат, множественная ошибка после отката базы данных
• Каскадные таблицы стилей специальное отображение веб-информации
• Дробный каскадинг, техническая структуризация данных для ускорения двоичных поисков

5.1. Общие сведения

В настоящее время в усилительной технике наиболее хорошо используются биполярные (БТ) и полевые (ПТ) транзисторы. Для построения усилителей используются ИМС. При этом ИМС при определённых условиях можно рассматривать в целом как некоторый самостоятельный своеобразный усилительный элемент (прибор).

В цепях питания усилительных элементов (УЭ) обычно протекают переменные токи и постоянные составляющее токов. Режим работы УЭ при отсутствии сигнала на его входе называют режимом по постоянному току.

Рис. 5.1. Цепи питания электродов биполярного транзистора для схемы с общим эмиттером.

На рис. 5.1. показаны цепи питания БТ для случая, когда напряжение (ток) смещения (i_Б0) создаётся отдельным источником питания Е_СМ. Резистор R_СМ в данной схеме является ограничивающим величину тока базы (смещения) i_Б0. В выходной электрод включен второй, основной источник питания Е_П. С помощью резистора R_К обеспечивается необходимый режим работы транзистора.

Для данной схемы напряжение коллектор-эмиттер U_КЭ (U_К0) будет равно:

U_К0 = Е_П – i_К0·R_К ;

в цепи эмиттера протекает сумма токов i_Б0 и i_К0:

i_Э0 = i_Б0 + i_К0.

Ёмкость С_Р является разделительной. Для расчета используют семейство статических характеристик, рис. 5.2:

Рис. 5.2. Семейство входных а) и выходных б) статических характеристик для схемы с общим эмитером

Р.Т. – рабочая точка.

Использовать два источника питания для маломощных каскадов усиления нерационально. Поэтому практические схемы обычно имеют один источник питания Е_П, а смещение и стабилизацию обеспечивают с помощью специальных цепей, называемых цепями смещения и стабилизации. Для этой же цели разработаны специальные схемы, к рассмотрению которых мы перейдём.

Комментарии

1. Квазилинейный режим — режим усиления, характеризующийся предсказуемой, плавной зависимостью уровня искажений от амплитуды входного напряжения. По мере его роста уровни второй, третьей, четвёртой и так далее гармоник плавно нарастают в соответствии с расчётным разложением передаточной функции в ряд Тейлора. При достаточно больших амплитудах сигнала схема переходит в режим слабой перегрузки, в котором суммарный коэффициент гармоник растёт быстро, но уровень каждой отдельно взятой гармоники может и нарастать, и падать до нуля. Дальнейший рост входного сигнала порождает сильную перегрузку (амплитудное ограничение, клиппинг) каскада; выходной сигнал принимает форму, близкую к прямоугольной.
2. В литературе нет единого мнения о классификации двухтактных транзисторных каскадов, работающих при малых (минимально необходимых) токах покоя. Титце и Шенк, Джон Линдси Худ, Боб Корделл, Пауль Шкритек считают, что такие усилители работают в режиме AB. По мнению же Г. С. Цыкина, Дугласа Селфа и А. А. Данилова такие каскады работают в режиме B. С точки зрения второй группы авторов полноценный режим AB начинается при существенно бо́льших токах покоя, при достаточно широкой области работы в чистом режиме A.

Двухтактные усилители

Двухтактные усилители могут работать в практически любом режиме, но чаще всего используется В. Причина – эти каскады устанавливаются исключительно на выходах устройств, а там нужно повышать экономичность, чтобы обеспечить высокий уровень КПД. Реализовать схему двухтактного усилителя можно как на полупроводниковых транзисторах с одинаковым типом проводимости, так и с разным. «Классическая» схема двухтактного усилителя на транзисторах представлена на рисунке ниже.

Независимо от того, в каком режиме работы усилительный каскад находится, получается существенно уменьшить количество четных гармоник во входном сигнале. Именно это является главной причиной широкого распространения такой схемы. Двухтактные усилители часто используются в КМОП-элементах и прочих цифровых элементах.

Примечания

1. ↑ , с. 568.
2. ↑ , с. 195.
3. ↑ , с. 196.
4. ↑ , с. 198.
5. , с. 706.
6. ↑ , с. 707.
7. ↑ , с. 111.
8. Amplifier // Van Nostand’s Scientific Encyclopedia / ed. D. M. Considine, G. D. Considine. — Springer, 2013. — P. 149. — 3524 p. — ISBN 9781475769180.
9. Gibilisco, S. The Illustrated Dictionary of Electronics, 8th Edition. — McGraw-Hill, 2001. — P. 564. — ISBN 9780071372367.
10. Хайкин, C. Э. Словарь радиолюбителя. — Госэнергоиздат, 1960. — С. 89. — (Массовая радиобиблиотека).
11. ↑ Двухтактный усилитель // Гроза — Демос. — М. : Советская энциклопедия, 1952. — С. 517. — ( :  / гл. ред. Б. А. Введенский ; 1949—1958, т. 13).
12. Пушпульный усилитель // Прокат — Раковины. — М. : Советская энциклопедия, 1955. — С. 352. — ( :  / гл. ред. Б. А. Введенский ; 1949—1958, т. 35).
13. — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
14. , p. 111: «Output Triples: At least 7 types».
15. , pp. 100—102.
16. , p. 114.
17. ↑ , с. 54—55.
18. ↑ , pp. 88—89.
19. Malanowski, G. The Race for Wireless: How Radio was Invented (or Discovered). — AuthorHouse, 2011. — P. 142. — ISBN 9781463437503.
20. ↑ , p. 30.
21. Лаврентьев, Б. Ф. Схемотехника электронных устройств. — М.: ИЦ «Академия», 2010. — С. 128. — ISBN 9785769558986.
22. , с. 273—274.
23. , p. 91.
24. , pp. 88, 91.
25. , p. 96.
26. ↑ , p. 95.
27. , p. 103.
28. , pp. 108—109.
29. , p. 85.
30. ↑ , с. 275—276.
31. ↑ , p. 92.
32. , p. 106.
33. , p. 186.
34. , p. 166.
35. , с. 193.
36. , p. 119.
37. , с. 195—196.
38. ↑ , p. 127.
39. ↑ , с. 197.
40. ↑ , p. 128.
41. ↑ , p. 105.
42. ↑ , с. 425.
43. , с. 484—485.
44. , с. 64, 484—485.
45. , p. 88.
46. , p. 93.
47. , с. 481—482.
48. , с. 64, 486.
49. , pp. 163, 176.
50. , p. 98.
51. , с. 199—200.
52. , с. 78.
53. , pp. 37, 107.
54. , pp. 101—102.
55. ↑ , p. 129.
56. , p. 123.
57. , p. 122.
58. ↑ , с. 198—199.

Каскад с общим коллектором

Схема каскада с общим коллектором (рис.5.) обеспечивает усиление входного сигнала только по току.

Такие каскады называются эмиттерными повторителями, потому что по напряжению они не усиливают сигнал, а только повторяют его (было на входе 0,5V, и на выходе тоже будет 0,5V).

Но сила тока на выходе через нагрузку будет больше.

Они применяются тогда, когда нужно получить большое входное сопротивление. Отличие каскада с ОК (общим коллектором) от каскада ОЭ (общим эмиттером) в том, что в схеме с ОК выходной сигнал снимается с эмиттера. При этом сигнал не усиливается по напряжению и не инвертируется.

Рис. 5. Схема каскада с общим коллектором.

В схеме же с ОЭ сигнал инвертируется. Это демонстрируется на рисунках изображениями синусоид у входа и выхода каскадов. В схеме с ОЭ выходная синусоида противофазна входной. В схеме с ОК — они синфазны.

РК-02-18.

Искажения сигналов в приемных устройствах

   В силу неидеальности активных и пассивных элементов устройств приема и обработки сигналов (в первую очередь их нелинейности) могут возникать следующие типы искажений:

1. линейные
   • по основному каналу – при приеме помехи на частоте основного канала;
   • по соседнему каналу – при приеме помехи с частотой близкой к частоте основного канала;
   • по зеркальному каналу – при приеме помехи с частотой зеркального канала;
   • по прямому каналу – при приеме помехи с частотой равной промежуточной частоте;
   • по дополнительным каналам;
2. нелинейные
   • блокирование — при сдвиге рабочей точки усилительного (преобразовательного) прибора в область насыщения либо отсечки мощным помеховым сигналом, что делает невозможным прохождение полезного сигнала на выход каскада;
   • перекрестная модуляция — при модуляции параметров полезного сигнала под воздействием помехового;
   • интермодуляция — при прохождении на выход каскада нелинейных продуктов двух и более помех на частоте основного канала;
3. нелинейно-параметрические

   Все эти виды помех определяются нелинейным характером зависимости выходного воздействия от входного и при воздействии в комплексе в большинстве случаев делают невозможным прием полезного сигнала.

Общий эмиттер

Усилительные каскады с общим эмиттером имеют очень большой коэффициент усиления. Именно с использованием таких схемных решений строятся высокочастотные усилители, используемые в современной технике – системах GSM, GPS, в беспроводных сетях Wi-Fi. У четырехполюсника (каскада) имеется два входа и столько же выходов. Причем эмиттер соединен одновременно с одним выводом нагрузки и источника сигнала. Для питания каскадов с общим эмиттером желательно использовать двухполярные источники. Но если это сделать невозможно, допускается использование однополярных источников, только добиться высокой мощности вряд ли получится.

БЕСЕДА ДВЕНАДЦАТАЯ. УСИЛИТЕЛЬ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

Усилитель колебаний ЗЧ — составная часть каждого современного радиоприемника, радиолы, телевизора или магнитофона. Усилитель является основой радиовещания по проводам, аппаратуры телеуправления, многих измерительных приборов, электронной автоматики и вычислительной техники, кибернетических устройств. Но в этой беседе я буду говорить о немногом: об элементах и работе транзисторных усилителей применительно к очень узкой области радиотехники — для усиления и преобразования электрических колебаний звуковой частоты в звук.

КАСКАДЫ УСИЛИТЕЛЯ

Усилительным каскадом принято называть транзистор с резисторами, конденсаторами и другими деталями, которые обеспечивают ему условия работы как усилителя. Усилитель, который ты делал к детекторному приемнику (см. рис. 92), был однокаскадным. Его транзистор может быть составным (см. рис. 95), но усилитель все равно останется однокаскадным. Но однокаскадный транзисторный усилитель не может обеспечить усиление сигнала звуковой частоты, достаточное для громкого звуковоспроизведения.

Для громкого воспроизведения колебаний звуковой частоты транзисторный усилитель должен быть минимум двух-трехкаскадным. В усилителях, содержащих несколько каскадов, различают каскады предварительного усиления и выходные, или оконечные, каскады. Выходным называют последний каскад усилителя, работающий на телефоны или динамическую головку громкоговорителя, а предварительными — все находящиеся перед ним каскады.

Задача одного или нескольких каскадов предварительного усиления заключается в том, чтобы увеличить напряжение звуковой частоты до значения, необходимого для работы транзистора выходного каскада. От транзистора выходного каскада требуется повышение мощности колебаний звуковой частоты до уровня, необходимого для работы динамической головки.

Для выходных каскадов наиболее простых транзисторных усилителей радиолюбители часто используют маломощные транзисторы, такие же, что и в каскадах предварительного усиления

Объясняется это желанием делать усилители более экономичными, что особенно важно для переносных конструкций с питанием от батарей. Выходная мощность таких усилителей небольшая — от нескольких десятков до 100-150 мВт, но и ее бывает достаточно для работы телефонов или маломощных динамических головок

Если же вопрос экономии энергии источников питания не имеет столь существенного значения, например при питании усилителей от электроосветительной сети, в выходных каскадах используют мощные транзисторы.

Каков принцип работы усилителя, состоящего из нескольких каскадов?

Схему простого транзисторного двухкаскадного усилителя ЗЧ ты видишь на рис. 173. Рассмотри ее внимательно. В первом каскаде усилителя работает транзистор V1, во втором — транзистор V2. Здесь первый каскад является каскадом предварительного усиления, второй — выходным. Между ними — разделительный конденсатор С2. Принцип работы любого из каскадов этого усилителя одинаков и аналогичен знакомому тебе принципу работы однокаскадного усилителя.