În amplificatoarele în mai multe etape, conexiunea dintre cascade se realizează prin intermediul condensatoarelor, transformatoarelor sau direct. cuplaj rezistiv-capacitiv permite cel mai simplu pentru a pune în aplicare moduri de independență DC cascade, dar din cauza rezervoare mari de blocare condensatori cauzează dificultăți semnificative de implementare a amplificatoarelor cu mai multe etape sub formă de circuite integrate (ICS).
Dezvoltarea microelectronicii moderne a prezentat necesitatea unei legături directe între etapele amplificator, atunci când colectorul tranzistorului din etapa precedentă cu MA sunt conectate electric la baza de date mai târziu. Cu toate acestea, în acest caz, un emițător la pământ tranzistori tind să fie saturate, ca rezistențe de colector determină modul de curent continuu, ambele etape primare și ulterioare. Pentru a asigura tranzistor într-un mod de clasă A în circuitele de emisie includ rezistențe RS.
În Fig. 2.1, a este o diagramă a unui amplificator n-etapă cu cuplaj direct între cascade. Să presupunem că tranzistorii tuturor etapelor de amplificare n din Fig. 2.1 lucrează în același mod, adică curenții de odihnă ai colectorului lor Ik01. Ik02. ... Ik0n. Clasa care definește modul de clasă A este egală una cu cealaltă. Pe măsură ce Rc scade, CU va scădea în tensiunea în cascadă, iar cu creșterea lui Re crește adâncimea feedback-ului negativ (OC), ceea ce duce și la o scădere a CG. În consecință, este dificil să se obțină un CW mare în circuitul amplificator (Figura 2.1, a) prin introducerea de cascade suplimentare, deoarece CG a fiecărei cascade ulterioare scade în comparație cu cea anterioară.
Nu se poate crește în mod semnificativ KU, schimbarea modului de funcționare a tranzistoarelor fiecărei etape ulterioare a amplificatorului. Într-adevăr, în cazul în care creșterea actuală în fiecare etapă succesivă, care, în primul rând, numărul de etape este limitat admisibilă de curent care curge prin tranzistorul ultimei etape, și în al doilea rând, cu rezistențe egale RS Rk diferă mai mult decât pentru curenți identice de tranzistori. Când scade curent în fiecare etapă succesivă cu rezistoare egale număr Rk de etape este limitată la ultima etapă de minim tranzistor curent.
Pentru a reduce adâncimea OOS și a crește astfel CW, circuitele emițătorului cascadelor ar trebui să includă un element a cărui rezistență în ceea ce privește curentul direct este mare și în raport cu variabila este mică. Un astfel de element este dioda zener. atunci când este pornit, este necesar ca curentul emițătorului tranzistorului să varieze în intervalul de funcționare al curenților de diodă zener.
Circuitul unui amplificator în două trepte folosind o diodă zener este prezentat în Fig. 2.1, b. Deși IC a cascadelor individuale nu sunt încă aceleași (Rk1 ≠ Rk2), diferența lor este mai mică decât în amplificatorul prezentat în Fig. 2.1, b.
Pentru a obține un CU mare într-un amplificator în mai multe trepte, cu cuplaj direct, se folosesc tranzistori de diferite tipuri de conductivitate electrică, alternând de la cascadă la cascadă (figura 2.2). Un astfel de amplificator se numește amplificator complementar.
Schemele cu conectare directă la tranzistoare cu efect de câmp sunt construite în același mod ca circuitele pe tranzistoare bipolare. Cascada de potrivire se obține pe baza amplitudinii necesare a tensiunii de funcționare, a tipului de caracteristici ale FET și a tensiunii de alimentare.
În amplificatoarele în mai multe etape, feedback-urile sunt utilizate pe scară largă. cu ajutorul căruia se obțin parametrii tehnici necesari. Pentru a obține un OOS într-un amplificator, este necesar ca trecerea totală a fazei # 966 ;. Intrarea de la amplificator și circuitul OC a fost de 180 ° pe întreaga gamă de frecvențe de operare. Într-un amplificator cu mai multe etape, această cerință este de obicei îndeplinită, strict vorbind, numai pe o singură frecvență. La frecvențele rămase, în special la limitele și dincolo de banda de frecvență a caracteristicilor de răspuns în frecvență, # 966; ≠ 180 °. Acest lucru se datorează schimbărilor suplimentare de fază introduse de elementele reactive ale circuitului amplificator, iar aceste schimbări vor fi mai mari, cu atât mai mare este numărul de cascade acoperite de lanțul comun de protecție a mediului. Cu o deplasare suplimentară de fază de 180 °, # 966; = 360 ° (echilibru de fază), OOS se va transforma în PIC, iar dacă BK >> 1 (balanța amplitudinilor), amplificatorul se va transforma într-un generator.
Teoretic, amplificator una și două trepte cu un HSE stabil independent de frecvență la orice adâncime a sistemului de operare, trei etape - când F ≤ 9, dar în practică, ținând cont de marja de stabilitate și posibilitatea defazări suplimentare, se recomandă să se ia F ≤ 5 pentru o singură treaptă, F ≤ 4 pentru două și F ≤ 3 pentru un amplificator în trei trepte acoperit de un DUS comun. Nu se recomandă acoperirea totală CCA mai mult de trei etape, dacă este necesar, posibilitatea de a folosi circuite speciale de corector.
Deoarece pentru diferite etape ale unui amplificator în mai multe etape utilizate în mod obișnuit una și aceeași sursă de alimentare (fig. 2.3), apoi din cauza amplificatorului rezistență internă Zp având parazitare OS (nedorite). Componenta variabilă a curentului cascadelor (în principal terminale) creează pe Zn o componentă alternativă # 916; U. care intră în circuitul de alimentare al etapelor anterioare și, prin urmare, închide mai multe bucle de sisteme parazitare. care poate duce la auto-excitație.
Cea mai eficientă și destul de simplă modalitate, cu excepția surselor complexe de energie stabilizată, este utilizarea filtrelor de decuplare (eliminarea OS). constând din Rf și CF și conectate în serie sau paralel cu alimentarea cu energie electrică (a se vedea figura 2.3). Valoarea nominală a rezistorului Rf este determinată de tensiunea de alimentare necesară a etapelor preliminare, care, de regulă, este mai mică decât cea a fazei terminale. Pe lângă slăbirea OS-ului parazit, filtrele de izolare elimină simultan curenții de tensiune de alimentare la o frecvență de 50 și 100 Hz, dacă amplificatorul este alimentat de un redresor de rețea.
Calcularea amplificatorului în mai multe etape se efectuează începând de la etapa finală până la prima etapă. Etapa finală se calculează prin furnizarea puterii sau curentului (tensiunii) necesare. Numărul de cascade este determinat de CU comun.
Procedura de calcul a amplificatorului cu mai multe etape va fi luată în considerare utilizând exemplul unui amplificator cu frecvență joasă în trei trepte (Figura 2.4).
Deoarece stadiul de ieșire (cascada 3 din figura 2.4) într-un amplificator cu mai multe etape este un amplificator de putere, acesta este principalul consumator de surse de alimentare. Ar trebui să funcționeze în modul AB. oferind o eficiență ridicată. Tranzistorii complementari T5 și T6 sunt selectați pe baza dispersiei de putere permise la colectorul Pkmax. și amplitudinea maximă a curentului colectorului Ikmax.
Mai mult, diodele de siliciu VD1 și VD2 sunt selectate din condiția Id ≥ (2¸3) Ib0. și sursa de alimentare Ep. și, dacă este necesar, două surse multipolare + En1 și -En2. Setarea frecvenței joase a răspunsului la frecvență fn. există o capacitate corespunzătoare a condensatorului de separare C4.
Pentru amplificarea în cascadă intermediară (cascada 2 din Figura 2.4), datele inițiale pentru calculul datelor vor fi parametrii de intrare ai fazei de ieșire. Această cascadă este un CC diferențial și, pentru a asigura amplificarea necesară a semnalului, trebuie să funcționeze în clasa B. Pe această bază, sunt selectate tranzistoarele identice T3 și T4 și capacitatea condensatorului de separare C3.
Stadiul amplificatorului de intrare (cascada 1 din Figura 2.4) este, de asemenea, o cascadă diferențială. Alegerea aceasta datorită faptului că impedanța sa de intrare este mult mai mare decât rezistența sursei de semnal care permite semnalul fără pierderi de transmisie de la sursa de la o intrare etapă următoare, și prin aceea că un CC oferă câștig mare semnal de intrare diferențială aplicată între intrare și etapa cu greu crește (pentru valori mari ale lui R5) semnal de fază, la fel pe ambele intrări. Calcularea intrării CC se face pe baza caracteristicilor sursei semnalului de intrare Er. și caracteristicile următoarei cascade.
Dezvoltat de: Profesor asociat al Departamentului RL1 Chepurnov IA
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: