. Усилитель на неинвертирующем и инвертирующем ру/
Измерим частотные характеристики коэффициентов усиления усилителя переменного тока, представленного на Рис.1.3.1. Определим и убедимся, что усилитель имеет более высокую верхнюю частоту по сравнению с усилителем, изображенным на Рис.1.2.1
Результат эксперимента представлен на рис.3.2.1.
Рис. 3.2.1
Действительно,
верхняя граничная частота усилителя
намного больше по сравнению с усилителем,
изображенным на Рис.2.1 и равна
,
что соответствует поставленной задаче.
Следовательно, данный усилитель отвечает
частотным требованиям нашего ТЗ.
Исследуем выходное напряжение покоя усилителя. Напряжение измерим с конденсатором С2 и без него (выход усилителя DA1 соединив с резистором R4). Убедимся, что введение разделительного конденсатора С2 позволяет существенно уменьшить напряжение покоя усилителя.
1) Напряжение
покоя усилителя без конденсатора С2:
2) Напряжение
покоя усилителя с конденсатором С2:
Действительно, введение конденсатора С2 позволило намного уменьшить выходное напряжение покоя усилителя.
Проектирование мощного выходного каскада усилителя.
Схема усилителя на двух ОУ с мощным выходным каскадом (ВК) (рис. 4.0.1.). Для экономии места на рисунке не приведена усилительная подсхема.
(
).
Рис. 4.0.1.
4.1. Назначение и функционирование вк.
Выходной
каскад (
;
)
предназначен для получения большого
тока нагрузки
А.
Интегральный
ОУ 741 имеет максимальный ток нагрузки
мА, что явно недостаточно для нашего
усилителя.
ВК
усиливает только по току. По напряжению
его коэффициент передачи близок к 1
(повторитель напряжения). Действительно,
и
по
одному и
и
по другому пути – каскады с общим
коллектором, не инвертируют,
.
ВК – двухтактный каскад режима класса АВ.
При
(полярность без скобок):
– в активном усилительном режиме, VT4 – в отсечке
– ток
нагрузки течет по цепи:
– коллектор
–
эммитер,
– общая шина.
При
:
VT3 – в отсечке, VT4 – в активном усилительном режиме
– ток нагрузки течет по цепи:
общая
шина –
,
эммитер-коллектор
Наличие двух источников питания позволяет обеспечивать двуполярный диапазон изменения выходного напряжения
Как создается режим класса АВ?
Режим
класса АВ создается введением транзисторов
Падение напряжения
приоткрывает
транзисторы
и
при
.
Через них течет некоторый начальный
сквозной ток
,
при этом рабочая точка транзисторов
и
выводится на начало линейного участка
(.)
АВ, что
минимизирует нелинейные искажения
ВК и всего усилителя.
Резисторы
и
необходимы для ограничения сквозного
тока
.
Рис. 4.1.2.
Расчет выходного каскада.
Дано:
(для всех транзисторов).
– статический коэффициент передачи по
току транзистора в схеме с общим
эмиттером.
Определяем минимальное сопротивление нагрузки
7,1
Ом
Сопротивление
резистора
выбираем
из условия обеспечения напряжения
В
этом режиме через транзистор
течет минимальный ток
.
Зададимся
минимальным током
мА (меньше нельзя, т.к. транзистор
теряет усилительные свойства).
При этом в цепи базы транзистора течет максимальный ток
Тогда
В этом режиме из II закона Кирхгофа получаем:
Задаемся:
В,
В, тогда
В
Ом
Сопротивление в резисторах не более 3х значащих цифр, так как точность их изготовления – 5-10%.
Определим сопротивление :
Ом
Аналогичным
образом определим сопротивления
,
из условия обеспечения напряжения
В
при
А.
Если βМИН.3 = βМИН.4, то получаем:
