Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Электронные усилители.doc
Скачиваний:
20
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
202.75 Кб
Скачать

Лабораторная работа №2 Исследование усилителя низкой частоты Краткие сведения из теории

В транзисторных усилителях в большинстве случаев используется включение транзистора по схеме «общий эмиттер». В двух каскадном усилителе с резистивно-емкостными связями (рис. 2.1) связь по переменному току с источником сигнала и сопротивлением нагрузки Rн, а также между каскадами осуществляется через конденсаторы связиСс1,Сс2иСс3. Нагрузка каждого транзистора по постоянному току состоит из последовательно включенных резисторовRк1,Rэ2иRк2Rэ2. Нагрузкой по переменному току транзистораV1является параллельное соединениеRк1и входного сопротивленияRвх2второго каскада, а нагрузкой второго каскада является параллельное соединениеRк2иRн. РезисторыR1,R2,Rэ1иR4,R3,Rэ2образуют цепи смещения эмиттерного перехода первого и второго транзисторов соответственно.

На рис.2.2(а) показано построение нагрузочных линий по постоянному и переменному току для первого каскада. Линия АВпроведена из точкиUипна оси абсцисс под угломк оси и является нагрузочной линией по постоянному току. Нагрузочная линия по переменному токуCDпроведена под угломк оси абсцисс через выбранную рабочую точкуО'.

Как видно из рисунка, возможное изменение выходного напряжения определяется положением точек CиD. Чем меньше абсолютное значение крутизны нагрузочной линии, тем больше размах выходного напряжения каскада. Точкам нагрузочной линииCиDсоответствуют базовые токиiδ maxиiδ min.

Из входной характеристики транзистора iб(uбэ) (криваяIна рис.2.2(б) следует, что для изменения базового тока отiδ maxдоiδ minнеобходимо приложить переменное напряжение с размахом2Uбэ1. ОтношениеUвых1/Uδэ1определяет коэффициент усиленияК1каскада по напряжению. Для второго каскада можно провести аналогичное построение и определить коэффициент усиленияК2=Uвых2/Uδэ2. Общий коэффициент усиления двух каскадов равен произведению коэффициентов усиления каскадов : К=К1К2.

Для оценки транзисторных усилителей используют также понятие о сквозном коэффициенте усиления, КЕ=Uвых22, равном отношению выходного напряжения к ЭДС источника сигнала. Из схемы рис.2.1 следует, что данный коэффициент определяется:

Разброс параметров транзисторов, их изменение при колебаниях питания и температуры, а также необходимость получения определенных свойств усилителей обуславливают применение в схемах усилителей цепей обратной связи. Через цепи обратной связи часть энергии выходного сигнала поступает на вход усилителя. В усилительной технике используются преимущественно цепи отрицательной обратной связи, позволяющие уменьшить влияние дестабилизирующих факторов на показатели усилителя. Структурная схема усилителя с обратной связью включает каналы прямой 1и обратной2передачи сигнала (рис. 2.3). По способу съема сигнала с выхода различают два вида обратной связи:

  • по напряжению – сигнал обратной связи пропорционален выходному напряжению Uoc=β1Uвых(см. рис. 2.3,а);β1- безразмерен;

  • по току – сигнал обратной связи пропорционален выходному току Ioc=β2IвыхRсв(см. рис. 2.3,б);β2- размерность проводимости;

исоответственно два способа подачи сигнала обратной связи на вход усилителя:

  • сложение напряжений входного сигнала и напряжения обратной связи (последовательная обратная связь);

  • сложение тока входного сигнала и тока сигнала обратной связи (параллельная обратная связь).

Отрицательная обратная связь повышает стабильность коэффициента усиления, но уменьшает его величину. Величина выходного сопротивления зависит от вида обратной связи. При обратной связи по напряжению, когда цепь обратной связи стремится уменьшить влияние дестабилизирующих факторов, например изменение нагрузки Rнна величину выходного напряжения, выходное сопротивления усилителя уменьшается.

Увеличение выходного сопротивления при обратной связи по току можно объяснить тем, что уменьшается отклонение выходного тока от номинального значения при изменении нагрузки Rн. При глубокой обратной связи по току выходная цепь усилителя становится близкой к идеальному генератору тока, и выходной ток мало зависит отRн. Таким образом, данный вид обратной связи стабилизирует выходной ток и не стабилизирует выходное напряжение.

Вид обратной связи определяется по результатам режимов короткого замыкания или холостого хода по переменному току выходной цепи усилителя. Если в режиме короткого замыкания сигнал обратной связи равен нулю, то в схеме существует обратная связь по напряжению. Так, например, в схеме рис.2.1 при коротком замыкании выхода второго каскада ток обратной связи через резистор R3равен нулю, т.е. через эту цепь осуществляется обратная связь по напряжению. Если в режиме короткого замыкания выхода сигнал обратной связи сохраняется, то в схеме существует обратная связь по току. Осуществление указанного режима во втором каскаде схемы рис. 2.1 показывает, что напряжение обратной связи на резистореRэ2сохранятся при коротком замыкании коллекторной цепи транзистораV2. Следовательно, в данной схеме через резисторRэ2осуществляется обратная связь по току.

Величина входного сопротивления усилителя определяется способом подачи сигнал обратной связи на вход усилителя. При сложении на входе напряжений (последовательная обратная связь) входное сопротивление возрастает. Это вызвано тем, что для получения прежних изменений входного тока требуется большее изменение напряжения источника сигнала (см. кривую 2на рис. 2.2,б)

При сложении на входе токов (параллельная обратная связь) входное сопротивление уменьшается, так как ток, потребляемый от источника сигнала, возрастает. Поэтому входной характеристике усилителя с параллельной обратной связью соответствует кривая 3рис. 2.1,б.

В лабораторной работе рассматривается работа одно- и двух каскадного усилителя низкой частоты на транзисторах при различных цепях обратной связи.