- •Конспект лекций (Основы электроники)
- •2014Г. Оглавление
- •1 Полупроводниковые диоды
- •Обозначение:
- •1.1 Выпрямительный диод
- •Механизм сглаживания пульсаций:
- •1.2 Стабилитрон
- •2 Биполярные транзисторы
- •Обозначение:
- •2.1 Назначение областей транзистора
- •2.2 Принцип работы транзистора
- •Iэ б iк
- •2.3 Схемы включения транзисторов
- •Как расставляются знаки у источников питания?
- •2.4 Статические характеристики биполярного транзистора Статические вах транзистора об
- •Статические вах транзистора оэ
- •3 Усилительные устройства
- •3.1 Структурная схема усилителя
- •3.2 Амплитудно-частотная характеристика. Полоса пропускания усилителя
- •3.3 Эмиттерная стабилизация режима работы усилителя
- •Принцип работы:
- •3.4 Анализ ачх широкополосного усилителя (шпу)
- •Рассмотрим область верхних частот
- •Рассмотрим область нижних частот
- •Литература
3 Усилительные устройства
3.1 Структурная схема усилителя
Устройство, предназначенное для усиления мощности электрических сигналов, называется усилителем.
Т.к. мощность сигнала на выходе усилителя (по определению) больше, чем на входе, то по закону сохранения энергии усилитель должен включать в себя источник энергии. Таким источником энергии является источник питания.
Энергия источника питания в усилителе преобразуется в энергию усиленных колебаний под действием небольшой энергии источника сигнала, в качестве которого могут выступать: генератор, микрофон, фотоэлемент, выходной сигнал предыдущего каскада и т.д.
Потребителем энергии усиленного сигнала является нагрузка (например, акустическая система, ЭЛТ, входное сопротивление следующего каскада).
В качестве усилительного элемента может выступать транзистор, лампа, некоторые виды диодов и т.д.
Таким образом, структурная схема усилителя имеет вид:
PВХ PВЫХ
Источник
сигнала
Усилительный
элемент
Нагрузка
Источник питания
РВЫХ>PВХ
Усиление – это нелинейное преобразование, при котором энергия источника питания преобразуется в энергию усиленных колебаний, закон изменения которых определяется законом изменения входного сигнала.
3.2 Амплитудно-частотная характеристика. Полоса пропускания усилителя
Введем понятие «Коэффициент усиления по напряжению (КU)» - это отношение амплитуды выходного напряжения к амплитуде входного .
Зависимость коэффициента усиления по напряжению от частоты входного сигнала называется амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), которая выглядит следующим образом:
КU идеальная АЧХ
КU0
0,707КU0 реальная АЧХ
0 FН ПП FВ f
ПП – полоса пропускания;
FН- нижняя частота полосы пропускания;
FВ- верхняя частота полосы пропускания.
Реальная и идеальная АЧХ совпадают только на средних частотах. На нижних и верхних частотах реальная АЧХ имеет завалы (КU уменьшается). Считается допустимым, чтобы КU уменьшался не более, чем в раз относительно своего максимального значения КU0.
Уровень определяет диапазон частот, в пределах которого коэффициент усиления по напряжению уменьшается в допустимых пределах. Этот диапазон частот называется полосой пропускания усилителя (ПП).
ПП – диапазон частот, в пределах которого коэффициент усиления по напряжению уменьшается в допустимых пределах.
3.3 Эмиттерная стабилизация режима работы усилителя
Стабилизирующим элементом в этой схеме является резистор .