Вопрос №2 Характеристики и параметры реу в режиме усиления малого сигнала. Линейный режим усиления

Рассмотрев частотные и фазовые искажения резистивного усилителя в области нижних, средних и верхних частот, можно построить общие (для всех областей частот) частотную и фазо-частотную характеристики усилителя (рис.4.8).

РЕУ работает, в основном, в линейном режиме, для установления которого необходимо выполнить следующие условия:

– рабочая точка должна лежать на середине линейного участка ВАХ усилительного элемента;

– амплитуда входного сигнала должна иметь такую величину, чтобы она не выходила за пределы линейного участка ВАХ.

При несоблюдении этих условий форма выходного сигнала не будет совпадать с входным и появятся нелинейные искажения.

K

K_CP

Нижние Средние Верхние

0 частоты частоты частоты f

а)

+φ

π/2

π/4

0 f

f_H f_В

-π/4

-π/2

-φ

б)

Рис.48. Характеристики РЕУ:

а) частотная; б) фазо-частотная

Нелинейные искажения в резистивном усилителе

Нелинейные искажения в РЕУ появляются вследствие нелинейности характеристик усилительного элемента (УЭ). Количественно эти искажения оцениваются коэффициентом гармоник

, (4.15)

где I₁, I₂, I₃, I_n, U₁, U₂, U₃, U_n – токи и напряжения первой, второй, третьей и т.д. n-ной гармоник.

Для уменьшения нелинейных искажений необходимо правильно выбрать режим работы УЭ. Так, если это транзистор, должно выполняться следующее условие: U_BX<U_Б (U_Б – напряжение смещения на базе). При этом амплитуда U_BX не должна выходить за пределы линейного участка входной характеристики.

Достоинства резистивно-емкостного усилителя:

1. Возможность усиления с малым уровнем нелинейных искажений.

2. Простота схемы и ее низкая стоимость.

Недостатки резистивно-емкостного усилителя:

1. Необходимость наличия источника питания с повышенным напряжением (по сравнению с тем напряжением, которое надо подать на коллектор транзистора или анод лампы).

2. Бесполезный расход мощности постоянного тока источника питания на резисторе нагрузки.

Несмотря на указанные недостатки, резистивные усилители нашли широкое применение в предварительных каскадах усилителей звуковой частоты, где требуется наименьший уровень нелинейных искажений.

Выводы по 2-му вопросу:

1. РЕУ работает, в основном, в линейном режиме усиления.

2. РЕУ используется в РПУ как усилитель звуковой частоты.

3. Основными путями снижения нелинейных искажений, проявляющихся в виде «завала» АЧХ, являются:

– уменьшение паразитных емкостей за счет рационального монтажа и выбора элементов;

– увеличение емкости разделительных емкостей, что приводит к увеличению верхней и уменьшению нижней граничных частот;

– применение схем частотной коррекции в области НЧ и ВЧ, а также введение в усилитель отрицательной обратной связи.