- •Схемотехніка аналогових електронних пристроїв Навчальний посібник
- •1. Введення
- •2. Підсилювальні пристрої на транзисторах
- •2.1. Класифікація підсилювальних пристроїв
- •2.2. Основні технічні показники і характеристики уу
- •2.3. Методи аналізу лінійних підсилювальних каскадів
- •2.4. Активних елементів уу
- •2.4.1. Біполярних транзисторів
- •2.4.2. Польових транзисторів
- •2.5. Підсилювальний каскад на біполярному транзисторі з ое
- •Провівши аналіз схеми, знайдемо, що
- •2.6. Термостабілізація режиму каскаду на біполярному
- •2.7. Підсилювальний каскад на біполярному транзисторі з Про
- •2.8. Підсилювальний каскад на біполярному транзисторі з ок
- •2.9. Підсилювальний каскад на польовому транзисторі з ої
- •2.10. Термостабілізація режиму каскаду на пт
- •2.11. Підсилювальний каскад на польовому транзисторі з ос
- •2.12. Тимчасові характеристики підсилювальних каскадів
- •2.12.1. Метод аналізу імпульсних спотворень
- •2.12.2. Аналіз підсилювальних каскадів в області малих часів
- •2.12.3. Аналіз підсилювальних каскадів в області великих часів
- •2.12.4. Зв'язок тимчасових і частотних характеристик підсилювальних
- •2.13. Простих схем корекції ачх і пх
- •3. Підсилювачі Із зворотним зв'язком
- •3.1. Загальних відомостей
- •3.2. Послідовна оос по струму
- •3.3. Послідовна оос по напрузі
- •3.4. Паралельна оос по напрузі
- •3.5. Паралельна оос по струму
- •3.6. Додаткові відомості по ос
- •3.6.1. Комбінована оос
- •3.6.2. Багатокаскадних підсилювачів з оос
- •3.6.3. Паразитних ос в багатокаскадних підсилювачах
- •4. Підсилювачі потужності
- •4.1. Загальних відомостей
- •4.2. Класів посилення
- •4.3. Однотактних розум
- •4.4. Двухтактниє розум
- •5. Підсилювачі постійного струму
- •5.1. Загальні відомості
- •5.2. Способи побудови упт
- •5.3. Диференціальні підсилювачі
- •5.4. Схем включення ду
- •5.5. Точностниє параметри ду
- •6. Операційні підсилювачі
- •6.1. Загальних відомостей
- •6.2. Основних параметрів і характеристики оу
- •6.3. Інвертуючий підсилювач
- •6.4. Неінвертуючий підсилювач
- •6.5. Різновидів уу на оу
- •6.6. Корекція частотних характеристик
- •7. Аналогові пристрої різного призначення
- •7.1. Регульованих підсилювачів
- •7.2. Підсилювачів діапазону свч
- •7.3. Пристроїв формування ачх
- •7.3.1. Активних фільтрів на оу
- •7.3.2. Гіраторів
- •7.3.3. Регуляторів тембру і еквалайзери
- •7.4. Аналогові перемножители сигналів
- •7.5. Компараторів
- •7.6. Генераторів
- •7.7. Пристроїв вторинних джерел живлення
- •8. Спеціальні питання аналізу аеу
- •8.1. Оцінка нелінійних спотворень підсилювальних каскадів
- •8.2. Розрахунок стійкості уу
- •8.3. Розрахунок шумових характеристик уу
- •8.4. Аналіз чутливості
- •8.5. Машинні методи аналізу аеу
- •9. Висновок
- •Список использованных источников
4.2. Класів посилення
Для всіх розглянутих раніше підсилювальних каскадів передбачалося. Що вони працюють в режимі класу А. Вибор робочої точки спокою, наприклад для БТ, (див. малюнок 2.10) проводиться так, щоб вхідний сигнал повністю поміщався на лінійній ділянці вхідний ВАХ транзистора, а значення розташовувалося на середині цієї лінійної ділянки. На вихідний ВАХ транзистора в режимі класу А робоча крапка ( ) розташовується на середині прямої навантаження так, щоб амплітудні значення сигналів не виходили за ті межі прямої навантаження, де зміни струму колектора прямо пропорційні змінам струму бази. Оскільки режим А характерний роботою транзисторів на майже лінійних ділянках своїх ВАХ, то РОЗУМ в цьому режимі матиме мінімальні НІ (зазвичай ).
При роботі в режимі класу А транзистор весь час знаходиться у відкритому стані, отже, кут відсічення (половина часу за період, протягом якого транзистор відкритий) . Споживання потужності джерела живлення відбувається у будь-який момент, тому каскади, що працюють в режимі класу А, характеризуються невисоким ККД (у ідеалі - 50%, реально - (35.45)%). Режим посилення класу А в РОЗУМ застосовується в тих випадках, коли необхідні мінімальні НІ, а потужність і ККД не мають вирішального значення.
Могутніші варіанти вихідних каскадів працюють в режимі класу В, що характеризується (малюнок 4.1).
У режимі спокою транзистор закритий і не споживає потужності від джерела живлення, а відкривається тільки протягом половини періоду вхідного сигналу. Відносно невелика споживана потужність дозволяє отримати в РОЗУМ класу В значення ККД до 70%. Режим класу В зазвичай застосовується в двухтактных РОЗУМ. Основний недолік РОЗУМ класу В - великий рівень НІ ( ).
Режим класу АВ займає проміжне значення між режимами класу А і В і застосовується в двухтактных РОЗУМ. У режимі спокою через транзистор протікає невеликий струм спокою (малюнок 4.2), що виводить основну частину робочої півхвилі вхідного гармонійного сигналу на ділянку ВАХ з щодо малою нелінійністю.
Кут відсічення в режимі класу АВ досягає (120.130), ККД і НІ - середні між значеннями для режимів класів А і В.
У режимі класу З транзистор замкнутий зсувом (малюнок 4.3) тому РОЗУМ класу З економічніші, ніж РОЗУМ класу В.
Проте в режимі класу З великі НІ, тому клас Із застосовується, в основному, в генераторах і резонансних підсилювачах, де вищі гармонійні складові фільтруються резонансним контуром в ланцюзі навантаження.
У могутніх підсилювачах - перетворювачах знаходить застосування режим класу D або ключовий режим роботи підсилювальних елементів. Даний режим, у поєднанні з широко-імпульсною модуляцією, дозволяє могутні економічні РОЗУМ, в т.ч. і для систем звукової трансляції.
Таким чином, активний елемент в РОЗУМ може працювати як без відсічення струму (клас А), так і з відсіченням (класи АВ, В, З, D). Клас посилення задається положенням робочої крапки в режимі спокою.
4.3. Однотактних розум
Як однотактні безтрансформаторні РОЗУМ можуть бути застосовані вже розглянуті каскади з ОЕ (ОЇ) і ОК (ОС), виконані на могутніх БТ або ПТ, причому емітерний (истоковый) повторитель ефективний при низькоомному (порядку одиниць ом) навантаженні. Основний недолік таких каскадів - в режимі узгодження з навантаженням Кпд25%.
Однотактні трансформаторні РОЗУМ мають Кпд50% за рахунок оптимального узгодження з навантаженням за допомогою трансформатора (малюнок 4.4).
Опір навантаження по змінному струму рівний:
,
де n - коефіцієнт трансформації .
Даний каскад знаходить обмежене застосування в сучасній схемотехніці РОЗУМ із-за ряду істотних недоліків:
малого ККД;
великих частотних спотворень за рахунок трансформатора;
великих НІ за рахунок струму подмагничивания трансформатора;
неможливості реалізації у вигляді ІМС.
Трансформаторні РОЗУМ детально описані в класичних підручниках по УУ, наприклад, в[5,6].