Amplitudinea semnalului de ieșire este de 2 V
Figura 3.1. # 8209; Amplificator în două trepte
În amplificatoarele în mai multe etape, sursa de semnal pentru fiecare etapă este circuitul de ieșire al etapei anterioare și circuitul de sarcină # 8209; circuitul de intrare al următorului.
În diagrama de mai sus, capacitățile c1 și c2 sunt găuri de trecere și c3 # 8209; trece o componentă variabilă a tensiunii sursei de semnal în circuitul de intrare al stadiului de amplificare și nu trece o componentă constantă.
În intervalul mediu al capacității c1. c2 și c3 se presupune a fi infinit de mari. Capacități sk. sn (capacitatea colectorului și capacitatea de încărcare), iar capacitatea parazită este zero.
CALCULAREA UNUI AMPLIFICATOR MULTIPLID
De regulă, dispozitivele de amplificare sunt mai multe etape, deoarece, cu o cascadă, nu este de obicei posibil să se asigure amplificarea necesară. Câștigul principal de tensiune este furnizat în cascadele de preamplificator. Dintre acestea, o etapă de intrare este de obicei distinctă, circuitul căruia depinde de cerințele de cuplare cu o sursă de semnal, un drift admisibil de zero și așa mai departe. Specificitatea stadiului de ieșire este de a furniza o putere sau amplitudine date ale semnalului de ieșire, de a limita nivelul admisibil de distorsiune, de a lucra pe o sarcină cu rezistență scăzută etc. O cascadă pre-termică poate avea, de asemenea, caracteristici specifice asociate cu starea de funcționare a stadiului de ieșire, de exemplu, necesitând o putere semnificativă de semnal care să fie introdusă la intrarea sa.
Fiecare cascadă este calculată ca un amplificator cu o singură treaptă, dar luând în considerare condițiile optime de potrivire pentru cascadele adiacente.
În practică, se utilizează două moduri de reconciliere. În primul caz, impedanța de ieșire a etapei anterioare este aproximativ egală cu impedanța de intrare a cascadei ulterioare. Acest mod oferă amplificarea maximă a puterii și este utilizat în cascadele finale.
În cel de-al doilea caz, impedanța de ieșire a etapei anterioare este substanțial mai mică decât impedanța de intrare a etapei ulterioare. Acest mod asigură cea mai mare creștere a tensiunii și AFC uniform și a găsit aplicații în cascadele preliminare.
Comunicarea între cascade este de obicei efectuată utilizând condensatoare de blocare, dar în unele cazuri se utilizează un cuplaj de transformator. Transformatorul în etape este un element relativ scump și greu. Utilizarea sa este recomandabilă numai în acele cazuri în care rezistența de ieșire a etapei anterioare este substanțial mai mare decât rezistența de intrare a etapei ulterioare. Trebuie remarcat faptul că prin utilizarea transformatoarelor intermediare este posibil să se obțină un factor de câștig semnificativ mai mare decât pentru cuplarea capacitivă.
Există, de asemenea, un mod de comunicare directă între cascade (fără blocarea condensatoarelor sau a transformatoarelor). În acest caz, două (sau mai multe) cascade funcționează în același mod prin curent continuu. O astfel de schemă este utilizată, de exemplu, în amplificatoare operaționale.
La construirea amplificatoare de bandă largă folosind tranzistoare bipolare sunt concentrandu-se caracteristicile lor de frecvență, ceea ce permite, pentru un anumit câștig de o etapă în gama medie furnizează frecvența de prag superior dorit. și, în consecință, zona amplificatorului unei cascade
Dacă un amplificator cu mai multe etape, cu o frecvență superioară a limitei, conține cascade N identice și distorsiuni la frecvențe mai mari sunt distribuite uniform între cascade, atunci relația dintre și este stabilită de relația
unde este o funcție care ia în considerare scăderea cu un număr tot mai mare de cascade.
În cazul în care etapele individuale de același tip sunt izolate unul față de celălalt, în curent continuu, ceea ce conduce la o denaturare în frecvențele joase, limita de frecvență mai mică a unei etape este asociat cu întregul raport amplificator
Câștigul total al amplificatorului de cascadă N, luând în considerare (1.1) și (1.2)
Zona maximă de câștig a cascadei diferențiale sau a cascadei cu un emițător comun pe un tranzistor bipolar poate fi estimată din formula
unde parametrul de înaltă frecvență este determinat de parametrii pașaportului tranzistorului.
Dacă și sunt date. apoi, folosind expresia (1.4) și focalizând asupra zonei maxime a amplificatorului. este posibil să se estimeze numărul necesar de etape ale amplificatorului prin selectarea lui N, satisfăcând condiția:
De o jumătate de ori marja de câștig ia în considerare, în special, pierderea de semnal în circuitul de intrare al amplificatorului. Coeficientul K ar trebui luat K = 1 - pentru cele mai simple cascade rezistive; K = 1,5 - pentru cazul corecției de înaltă frecvență aplicată în toate cascadele. Aceasta din urmă permite să slăbească cerințele față de proprietățile de frecvență ale tranzistorului și să furnizeze factorul de câștig necesar și lățimea de bandă dată într-un număr mai mic de cascade.
În amplificatoarele pulsate, principala atenție este acordată distorsiunilor tranzitorii, în special timpului necesar pentru stabilirea amplificatorului. Pentru un amplificator de N cascade identice este asociat cu timpul necesar pentru stabilirea fiecăreia dintre cascade de relația
Deoarece amplificatorul de obicei conține una sau mai multe pre-etape identice, precum și stadiul de ieșire și respectiv circuitul de intrare cu timpul de reglare. apoi timpul total de stabilire.
Amplificarea semnalelor de frecvență joasă și puls se realizează prin amplificatoare aperiodice. O schemă tipică a unui amplificator rezistiv în două trepte este prezentată în figura 3.2.
Figura 3.2 - Amplificator aperiodic
Elementele stadiului amplificatorului îndeplinesc următoarele funcții:
- RB1. RB2. Re asigurați poziția selectată a punctului de funcționare (PT) și stabilizarea temperaturii tranzistorului;
- Rf. Cf decuplați cascada din domeniul frecvențelor amplificate și creșteți stabilitatea amplificatorului;
- Cp împarte cascadele de amplificare cu curent continuu;
- Rc este sarcina colectorului tranzistorului;
- Se elimină feedback-ul negativ privind curentul alternativ;
- gH conductivitatea consumatorului.
În condiția unor semnale slabe, când tensiunea de ieșire Uout este mult mai mică decât tensiunea Uke, putem presupune că cascada funcționează în mod liniar. În acest caz, calculul amplificatorului se reduce la următoarele.
Datele inițiale pentru cascadele de amplificare finală ale semnalelor continue sunt: K0 - factor de amplificare; fb și fn - frecvențele limită superioară și inferioară.
Calculul se efectuează în următoarea ordine.
1. Alegeți tipul de tranzistor bipolar, care permite realizarea câștigului și lărgimii de bandă necesare pentru distorsiunile de frecvență date:
2. Se constată că conductivitatea colectorului de încărcare gH asigură un câștig și o lățime de bandă dată:
3. Calculați conductivitatea și capacitatea de intrare a stadiului amplificatorului.
4. Capacitatea de separare Cp se determină pornind de la distorsiunile date MH la frecvența limită inferioară:
5. În sfârșit, găsim capacitatea Se:
3.4 Calcularea parametrilor "Y" ai tranzistorului
Principalele dispozitive active ale dispozitivelor de amplificare din domeniul de frecvență radio sunt tranzistoare bipolare și cu efect de câmp. Calcularea caracteristicilor unui amplificator moderat de înaltă frecvență este efectuată convenabil prin parametrii Y tranzistori determinați pentru punctul de funcționare selectat (RT) la circuitele de curent constant și comutare (OE, OF, UC, UR, OZ, OS).
În practica de inginerie, circuitul echivalent fizic al unui tranzistor bipolar este utilizat pe scară largă, prezentat în Figura 3.3, care reflectă cu acuratețe proprietățile sale în domeniul de frecvență de până la 0.5 ft. unde fm este frecvența limită a amplificării curente de bază în circuitul emițătorului comun (OE).
Figura 3.3 - Circuit echivalent al unui tranzistor bipolar
Se calculează elementele circuitului echivalent și parametrii Y ai tranzistorului bipolar. Pentru modul tipic de funcționare (RT specificat), sunt furnizați de obicei următorii parametri electrici:
-Uke - tensiunea colector-emițător constantă;
-Iκ - un curent constant al unui colector;
- - factor static de bază de amplificare în circuitul cu un OE.
-| h21e | - modulul câștigului de curent de bază la frecvența f or | h21e | f.
-Ck - capacitatea joncțiunii colectorului.
Elementele unui circuit echivalent sunt determinate folosind următoarele relații.
Parametrul G, care caracterizează activitatea tranzistorilor:
.
Rezistența împrăștierii bazei rb:
.
Rezistența diferențială a joncțiunii emițătorului:
Capacitatea de joncțiune a emițătorului Se:
Pentru comoditate, componentele active și reactive ale conductivităților sunt adesea calculate folosind formule care utilizează maxim datele de tranzistori.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: