13. Многокаскадные усилители. Ачх и фчх усилителей.
Для получения больших значений kU используют многокаскадный усилитель. При этом результирующий коэфф усиления будет равен произведению коэфф каскада, однако при этом увеличивается вероятность самовозбуждения усилителя (при достаточно большом kU возникают паразитные положительные обратные связи, которые, вызывают переход усилителя в режим генератора).
Назначение элементов то же самое что и в каскаде ОЭ; kU=kU1=kU2. связь между каскадами может быть осуществлена с пом-ю конденсаторов и трансформаторов в усилителях переменного тока или в резисторах и (непосредств связи) в усилителях постоянного тока. При расчете параметров многокаскадного усилителя начинают с оконечного каскада. При известном значении мощности сигнала нагрузки определяют коэфф усиления каскада. В режиме пост тока в расчете конденсаторы не участвуют. Для определения полосы пропускания частот усилителя производят учет влияния емкостей конденсаторов схемы и емкостей переходов транзисторов. АЧХ усилителей
U
вых=F(f),
при Uвх=const,
fн
– нижняя граничная частота рабочей
полосы частот усилителя fв
– верхняя
граничная частота рабочей полосы частот усилителя. Высокочастотный завал АЧХ зависит от типа транзистора. Чем выше граничная частота транзистора, тем дальше вправо сдвигается высокочастотный завал характеристики. Уменьшение модуля коэфф усиления по напряжению в области низких частот оценивают коэффициентом частотных искажений. Mи=kср/kн, kср- среднее значение коэфф усиления, kн – в области низких частот, Ми=Ми1*Ми2*…, Ми1 – коэфф частотных искажений, выносимый в схему усилителя каким либо конденсатором. Для упрощения расчетов полагают что Ми1=Ми2=…, Мис=[1+ (1/ННС)2]. НС – пост времени конденсатора при частоте Н. НР1=СР1(Rr+Rвх), Rr – сопр-е источника вход сигнала, Rвх – сопр-е 1 усилительного каскада для переменной составляющей. В области высоких частот уменьшение коэфф усиления по напряжению обусловлено действием емкостей коллекторных переходов транзисторов Ск, а также емкости монтежа. Емкости монтажа при расчетах не учитывают, а св-во тр-ра в этом случае Мв=[1+ (ВВ)2], В=+К, - пост времени коэфф передачи по току тр-ра. =1/2f; К=Ск(rKRKRH). ФЧХ: =F(f)
Линейный участок амплитудной характеристики определяет диапазон допустимых значений уровня выходного сигнала. При превышении уровня допустимого значения появл-ся искажения сигнала, вызванные нелинейностью ВАХ. Отношение амплитуды максимального допустимого значения к min допустимому наз-ют динамическим диапазоном усилителя.
14. Обратные связи в усилителях, их классификация, свойства, влияние на параметры усилителей.
Обратная связь – часть выходного сигнала с выхода, подаваемый на вход с целью придания усилителю специфических
свойств. В зав-ти от того, увеличивается или уменьшается выходной сигнал при подключении звена ОС ее наз-ют отрицательной или положительной (в противофазе или в фазе выходного сигнала). По способу включения контур входного сигнала различают последовательный или параллельный. По способу снятия сигнала обратной связи – по току и по напряжению
k- коэфф усиления по напряжению собственно усилителя. -коэфф передачи звена обратной связи. Отрицательная ОС используется как правило, для улучшения качественных показателей выходного сигнала (при некотором снижении коэфф усиления по напряжению значительно ослабляются искажения формы сигнала. Возрастает входное сопротивление и уменьшается выходное). Положительная ОС приводит к резкому ухудшению качественных показателей, поэтому чаще ее используют для первого усилителя в режим генератора.
=Uос/Uвых, U1=Uвх-Uос (ООС), U1=Uвх+Uос (ПОС), U1/Uвых=Uвх/Uвых+
Uос/Uвых kUoc=kU/1-kU*, {Rвх.oc=Rвх(1+ku*) Rвых.ос=Rвых/(1+ku*)} – для последов. ООС.
с введением ООС частотный диапазон усилителя увеличивается (fн’; fв’).
Величину (1+kU*) наз-ют глубиной ОС. Если величина kU104, то kUОС1/, отсюда вывод : св-ва усилителя с Оос зависят практически только от параметров элементов звена ОС и при этом практически полностью удается исключить зав-ть коэфф усиления по напряжению от температуры окр среды, от разброса параметров п/п приборов, входящих в состав усилителя, их старение. ПОС может возникать самопроизвольно. В этом случае она наз-ся паразитная. Паразитные ПОС вызывает самовозбуждение усилителя, т.е. переход его в режим генератора. Причинами возникновения ее являются взаимные индуктивности элементов схемы, взаимные емкости монтажа, для предотвращения ее используют фильтры, построенные на активных элементах RC и LC и экранировку цепей, т.е. защита проводников или отдельных элементов заземленными кожухами.