UHF ievades pakāpe ar frekvenču joslas filtru. Pirmspastiprināšanas stadijas

Risinot daudzas inženiertehniskās problēmas, ir nepieciešams pastiprināt elektriskos signālus. Šim nolūkam kalpo pastiprinātāji, t.i. ierīces, kas paredzētas sprieguma, strāvas un jaudas pastiprināšanai. Pastiprinātāji parasti izmanto bipolārus un lauka efekta tranzistorus un integrālās shēmas.

Vienkāršākais pastiprinātājs ir pastiprināšanas stadija.

Vienkāršākā pastiprinātāja posma sastāvs:

UE – nelineāri vadāms elements (bipolārs vai lauka efekta tranzistors);

R – rezistors;

E – elektriskās enerģijas avots.

Pastiprinājuma pamatā ir elektroenerģijas pārveidošana no pastāvīgas emf avota. E izejas signāla enerģijā sakarā ar RE pretestības izmaiņām saskaņā ar ieejas signāla norādīto likumu.

Galvenie pastiprinātāja posma parametri:

Daudzpakāpju pastiprinātājiem

Atkarībā no ieejas signālu pastiprināto frekvenču diapazona pastiprinātājus iedala:

UPT (līdzstrāvas pastiprinātāji) - lai pastiprinātu lēni mainīgus signālus;

ULF (zemas frekvences pastiprinātāji) - signālu pastiprināšanai audio frekvenču diapazonā (20-20000 Hz);

UHF (augstfrekvences pastiprinātāji) - lai pastiprinātu signālus frekvenču diapazonā no desmitiem kilohercu līdz desmitiem un simtiem megahercu;

Impulss/platjosla - impulsu signālu pastiprināšanai ar frekvenču spektru no desmitiem hercu līdz simtiem megahercu;

Šaurjoslas/selektīvs - signālu pastiprināšanai šaurā frekvenču diapazonā.

Saskaņā ar pastiprinošā elementa ieslēgšanas metodi tos iedala:

Ja kā pastiprinošo elementu izmanto bipolāru tranzistoru:

Ar kopīgu bāzi

Kopējais emitētājs

Ar kopējo kolektoru

Ja tiek izmantots lauka efekta tranzistors:

Ar kopīgu avotu

Ar kopējo noteci

Ar kopīgu bāzi

Pastiprinātāja stadija ar kopējo emitētāju.

OE pastiprinātāja stadija ir viens no visizplatītākajiem pastiprinātāja posmiem, kurā emitētājs ir kopīgs elektrods ieejas un izejas ķēdēm.

Bipolārā tranzistora struktūras pastiprinātāja pakāpes shēma ar OE p-p-p.

Pastiprinātāja posma kolektora ķēdei saskaņā ar Kirhhofa otro likumu var uzrakstīt šādu elektriskā stāvokļa vienādojumu:

Kolektora rezistora Rk strāvas-sprieguma raksturlielums ir lineārs, un tranzistora strāvas-sprieguma raksturlielums ir nelineārs un atspoguļo emitētāja izejas (kolektora) raksturlielumu saimi, kas savienota ķēdē ar OE.

Nelineāras ķēdes aprēķins, t.i. definīcija es Uz , , Un U Uz dažādām bāzes strāvām es b un rezistoru pretestība R Uz, var izdarīt grafiski. Lai to izdarītu, tranzistora izejas raksturlielumu saimē ir jānovelk taisna līnija no punkta E Uz uz rezistora Rk strāvas-sprieguma raksturlīknes abscisu ass, apmierinot vienādojumu .

Slodzes taisnes krustošanās punkti ar izvades raksturlielumu līnijām nodrošina vienādojuma grafisku risinājumu konkrētam R b un dažādas es b .

No šiem punktiem jūs varat noteikt strāvu kolektora ķēdē, spriegumu U ke Un .

Rezistoru pretestība R Uz atlasīts, pamatojoties uz ieejas signāla pastiprināšanas prasībām. Šajā gadījumā jāņem vērā, ka slodzes taisne iet pa kreisi un zem pieļaujamajām vērtībām U Uz maks , es Uz maks , P Uz maks un nodrošināja diezgan garu pārejas reakcijas lineāru posmu.

Pastiprinātāja pakāpes ekvivalenta ķēde ar OE un tās parametriem.

Skaitot , mēs varam ierakstīt šos vienādojumus formā

Atrisinot šos vienādojumus kopā, mēs iegūstam

Mīnusa zīme nozīmē, ka izejas spriegums ir ārpus fāzes ar ieeju. Mēs iegūstam neslodzes pastiprināšanas pakāpes sprieguma palielinājuma formulu ar kopēju emitētāju:

Jo . Tāpēc

Pastiprinātāja posma ar OE ieejas pretestība zemās frekvencēs:

Pastiprinātāja posma ar OE izejas pretestību nosaka izteiksme

Pastiprinātāja posma temperatūras stabilizācija ar OE

AR
Būtisks tranzistoru trūkums ir to atkarība no temperatūras. Palielinoties temperatūrai, palielinoties mazākuma lādiņu nesēju skaitam pusvadītājā, palielinās tranzistora kolektora strāva. Tas noved pie tranzistora izejas raksturlielumu izmaiņām. Kad kolektora strāva palielinās par ΔI k, kolektora spriegums samazinās par . Tas izraisa nobīdi tranzistora darbības punktā, kas var novirzīt to ārpus tranzistora raksturlielumu lineārās daļas, un tiek traucēta pastiprinātāja normāla darbība.

Lai samazinātu temperatūras ietekmi uz pastiprinātāja posma darbību ar kopēju taisngriezi, tā emitētāja ķēdē ir iekļauts rezistors R uh, šunts ar kondensatoru ARuh. Bāzes ķēdē ir iekļauts sprieguma dalītājs, lai izveidotu sākotnējo spriegumu.

Emitera strāvas palielināšanās temperatūras paaugstināšanās dēļ palielina sprieguma kritumu pretestībā R uh, kas izraisa sprieguma samazināšanos, un tas izraisa bāzes strāvas samazināšanos. Emitera un kolektora strāva saglabā darbības punkta pozīciju raksturlieluma lineārajā daļā.

Kolektora strāvas maiņas ietekmi izejas ķēdē uz tranzistora ieejas spriegumu sauc par negatīvu līdzstrāvas atgriezenisko saiti. Ja nav kondensatora, pastiprinātāja posma darbība mainās ne tikai līdzstrāvai, bet arī maiņstrāvai.

Pastiprinātāja stadija ar OK

UZ
Tranzistora kolektors caur strāvas avotu ir tieši savienots ar pastiprinātāja kopējo punktu, jo Sprieguma kritums pāri avota iekšējai pretestībai ir niecīgs. Var uzskatīt, ka ieejas spriegums tiek pievadīts tranzistora pamatnei attiecībā pret kolektoru caur kondensatoru AR1 , un izejas spriegums ir vienāds ar sprieguma kritumu visā R uh, kas tiek noņemts no emitētāja attiecībā pret kolektoru. Rezistors nosaka tranzistora bāzes ķēdes sākotnējo nobīdes strāvu, kas nosaka darba punkta stāvokli miera režīmā. Klātbūtnē Uievadeķēdē parādās mainīga sastāvdaļa, kas rada sprieguma kritumu R uh ( )

Pastiprinātāja posma sprieguma pieaugums ar OC ir mazāks par vienību, tāpēc pareizāk to saukt par sprieguma pārneses koeficientu.

Kopš ievades vērtības K u tuvu vienotībai, emitētāja sekotāja ieejas pretestība ir daudz lielāka nekā ieejas pretestība h 11 tranzistors un sasniedz vairākus simtus kiloomu.

Emitētāja sekotāja izejas pretestība ir desmitiem omu. Tādējādi emitētāja sekotājam ir ļoti augsta ieejas pretestība un zema izejas pretestība, tāpēc tā strāvas pastiprinājums var būt ļoti augsts.

Lauka efekta tranzistora pastiprinātāja pakāpe

U
jaudas posmiem, kuru pamatā ir lauka efekta tranzistori, ir augsta ieejas pretestība.

Šajā kaskādē rezistors R c, ar kura palīdzību tiek veikta pastiprināšana, ir iekļauts drenāžas ķēdē. Avota ķēdē ir iekļauts rezistors R Un , radot nepieciešamo sprieguma kritumu dīkstāves režīmā U 30 , kas ir nobīdes spriegums starp vārtiem un avotu.

Vārtu rezistors R 3 Miera režīmā tas nodrošina vārtu potenciālu vienādību un pastiprinātāja posma kopējo punktu. Tāpēc vārtu potenciāls ir zemāks par avota potenciālu par sprieguma krituma vērtību pretestībā R un no strāvas nemainīgās komponentes I u0. Tādējādi vārtu potenciāls ir negatīvs attiecībā pret avota potenciālu.

Ieejas spriegums tiek pielietots rezistoram R 3 caur izolācijas kondensatoru AR. Ja tiek pielietots mainīgs ieejas spriegums, lauka efekta tranzistora kanālā parādās mainīgi avota strāvas komponenti. i un un drenāžas strāva i ar un i Un i Ar. Sakarā ar sprieguma kritumu pāri rezistoram R un no maiņstrāvas komponentes i Un , mainīgais sprieguma komponents starp vārtiem un avotu, ko pastiprina lauka efekta tranzistors, var būt ievērojami mazāks par ieejas spriegumu:

Šī parādība, ko sauc par negatīvu atgriezenisko saiti, izraisa pastiprinātāja pakāpes pastiprinājuma samazināšanos. Lai to novērstu, paralēli ar rezistoru R ir pievienots kondensators C un, kura pretestībai pie zemākās pastiprinātā sprieguma frekvences jābūt daudzkārt mazākai par rezistora pretestību. R n . Šādos apstākļos sprieguma kritums no avota strāvas i un visā ķēdē R un -C un, ko sauc par automātisko novirzes saiti, ir ļoti mazs, tāpēc, pamatojoties uz strāvas mainīgo komponentu, avotu var uzskatīt par savienotu ar pastiprinātāja posma kopējo punktu.

Izejas spriegums tiek noņemts caur savienojuma kondensatoru AR Ar starp noteku un kaskādes kopējo punktu, t.i., tas ir vienāds ar mainīgo sprieguma komponentu starp noteci un avotu.

Atsauksmes par pastiprinātājiem

PAR
Pastiprinātāju savstarpējā savienošana ir pastiprinātāja izejas signāla daļas (vai visa) pārsūtīšana uz tā ieeju.

Atsauksmes pastiprinātājos parasti tiek radītas ar nolūku. Tomēr dažreiz tie rodas spontāni. Tiek sauktas spontānas atsauksmes parazītisks.

Ja atgriezeniskās saites klātbūtnē atgriezeniskās saites spriegumam tiek pievienots ieejas spriegums uin u os , kā rezultātā pastiprinātājam tiek piegādāts palielināts spriegums u 1, tad šādu atgriezenisko saiti sauc pozitīvs.

Ja pēc atgriezeniskās saites ieviešanas pastiprinātāja ieejā samazinās spriegums u 1 un izejā u, ko izraisa atgriezeniskās saites sprieguma atņemšana no ieejas sprieguma u in, tad šādu atgriezenisko saiti sauc. negatīvs.

Visas atsauksmes ir sadalītas atsauksmēs pēc sprieguma Un pēc strāvas. Sprieguma atgriezeniskajā u oc = βu out, kur β ir atgriezeniskās saites kvadrupola pārraides koeficients. Strāvas atgriezeniskās saites uoc = Roc i out, kur Roc ir izejas ķēdes un atgriezeniskās saites ķēdes savstarpējā pretestība. Turklāt visas atgriezeniskās saites tiek sadalītas seriālajās, kurās atgriezeniskās saites ķēdes ir savienotas virknē ar pastiprinātāja ieejas ķēdēm, un paralēli, kad atgriezeniskās saites ķēdes ir savienotas paralēli pastiprinātāja ieejas ķēdēm.

Negatīvās atgriezeniskās saites ietekme uz pieaugumu.

Pastiprinātājam bez atgriezeniskās saites

Secinājums: negatīvās atgriezeniskās saites ieviešana samazina pastiprinātāja pastiprinājumu 1+βK reizes.

Pozitīvas atgriezeniskās saites ieviešana palielina pastiprinātāja pastiprinājumu. Tomēr pozitīvas atsauksmes elektroniskajos pastiprinātājos praktiski neizmanto, jo šajā gadījumā, kā tiks parādīts zemāk, pastiprinājuma stabilitāte ir ievērojami pasliktinājusies.

Neskatoties uz pastiprinājuma samazināšanos, pastiprinātājos ļoti bieži tiek izmantotas negatīvas atsauksmes. Negatīvās atgriezeniskās saites ieviešanas rezultātā ievērojami uzlabojas pastiprinātāja īpašības:

a) mainoties tranzistora parametriem, palielinās pastiprinātāja pastiprinājuma stabilitāte;

b) tiek samazināts nelineāro kropļojumu līmenis;

c) pastiprinātāja ieejas pretestība palielinās un izejas pretestība samazinās utt.

Lai novērtētu atgriezeniskās saites pastiprinātāja pastiprinājuma stabilitāti, jānosaka tā relatīvās izmaiņas:

Secinājums: jebkuras pastiprinājuma izmaiņas negatīvās atgriezeniskās saites darbība samazina par koeficientu 1+βK.

Ja βK vērtība ir daudz lielāka par vienotību, kas atspoguļo dziļu negatīvu atgriezenisko saiti, tad

Pozitīvu atsauksmju gadījumā pastiprinājuma stabilitāte pasliktinās:

Sērijas sprieguma atgriezeniskās saites ieviešana palielina ieejas pretestību.

Paralēlās atgriezeniskās saites pastiprinātāja ķēde:

Ar dziļām negatīvām atsauksmēm

3) magnētiskā sakabe, kas parādās, kad pastiprinātāja ieejas un izejas transformatori atrodas tuvu viens otram.

Līdzstrāvas pastiprinātāji

Ierīces, kas paredzētas ļoti zemu frekvenču signāla pastiprināšanai (par Hz daļām) ar amplitūdas-frekvences reakciju līdz zemākajām frekvencēm, sauc par līdzstrāvas pastiprinātājiem (DCA).

Prasības UPT raksturlielumiem:

ja nav ieejas signāla, nedrīkst būt izejas signāla;

mainoties ieejas signāla zīmei, jāmainās arī izejas signāla zīmei;

Spriegumam visā slodzes ierīcē jābūt proporcionālam ieejas spriegumam.

Šīs prasības vislabāk atbilst UPT, kas veidotas uz diferenciālām līdzsvarotām kaskādēm. Tie arī nodrošina efektīvu cīņu pret tā saukto UPT nulles novirzi. Būvēts pēc četru roku tilta principa.

U
Tilta līdzsvara regulēšana:

Mainoties Ek, līdzsvars netiek traucēts un strāva slodzes rezistorā Rn ir nulle. No otras puses, proporcionāli mainoties rezistoru R 1, R 2 vai R 3, R 4 pretestībai, tilta līdzsvars arī netiek traucēts. Ja mēs aizstājam rezistorus R 2, R 3 ar tranzistoriem, mēs iegūstam diferenciālo ķēdi, ko ļoti bieži izmanto UPT.

IN
diferenciālajā pastiprinātājā rezistoru R 2, R 3 pretestības tranzistoru kolektoru ķēdēs ir izvēlētas vienādas, abu tranzistoru režīmi ir iestatīti vienādi. Šādos pastiprinātājos tiek izvēlēti tranzistoru pāri ar stingri identiskām īpašībām.

Elektrisko režīmu stabilitāti būtiski ietekmē rezistora R1 pretestība, kas stabilizē tranzistoru strāvu. Lai varētu izmantot rezistoru ar lielu pretestību Rl, barošanas avota Ek spriegums tiek palielināts līdz vērtībai E 2 E 1, un integrālajās shēmās rezistora R 1 vietā bieži tiek izmantots līdzstrāvas stabilizators, kas tiek veikta uz 2-4 tranzistoriem.

Mainīgais rezistors R p kalpo kaskādes līdzsvarošanai (lai iestatītu nulli). Tas ir nepieciešams tāpēc, ka nav iespējams izvēlēties divus absolūti identiskus tranzistorus un rezistorus ar vienādām pretestībām R 2, R 3. Mainoties potenciometra R p slīdņa pozīcijai, mainās tranzistoru kolektoru ķēdēs iekļauto rezistoru pretestības un līdz ar to arī potenciāli uz kolektoriem. Pārvietojot potenciometra slīdni R n, mēs panākam nulles strāvu slodzes rezistorā R n, ja nav ieejas signāla.

Mainot e. d.s. kolektora jaudas avots E 1 vai nobīde E 2, mainās abu tranzistoru strāvas un to kolektoru potenciāli. Ja tranzistori ir identiski un rezistoru R 2, R 3 pretestības ir precīzi vienādas, tad strāva rezistorā R H e izmaiņu dēļ. d.s. El, E 2 nepastāvēs. Ja tranzistori nav gluži identiski, tad slodzes rezistorā parādīsies strāva, taču tā būs ievērojami mazāka nekā parastajā, nelīdzsvarotajā UPT.

Tāpat tranzistora raksturlielumu izmaiņas apkārtējās vides temperatūras izmaiņu dēļ praktiski neizraisīs strāvu slodzes rezistorā.

Tajā pašā laikā, kad tranzistora T 1 pamatnei tiek pielikts ieejas spriegums, tā kolektora strāva un spriegums pie tā kolektora mainīsies, kā rezultātā uz slodzes rezistora R n parādīsies spriegums.

Ar rūpīgu tranzistoru un rezistoru izvēli, stabilizējot barošanas bloku spriegumus, dreifu var samazināt līdz 1-20 µV/°C vai, strādājot temperatūras diapazonā no -50 līdz +50°C, tas būs 0,1 -2 mV, t.i., salīdzinot ar nelīdzsvarotu UPT, to var samazināt 20-100 reizes.

Izmantojot tās pašas shēmas, jūs varat izgatavot pastiprinātājus, izmantojot lauka efekta tranzistorus. Līdzīgas līdzsvarotas shēmas var izveidot, pamatojoties uz emitenta un avota sekotājiem.

Operacionālie pastiprinātāji

Operacionālais pastiprinātājs ir liela pastiprinājuma līdzstrāvas diferenciālais pastiprinātājs, kas paredzēts dažādu darbību veikšanai ar analogiem daudzumiem, darbojoties ķēdēs ar negatīvu atgriezenisko saiti.

Op-amp ir universāls bloks ar ideālam tuvām īpašībām, uz kura pamata var uzbūvēt daudz dažādu elektronisku komponentu.

Integrālās shēmas K140UD8 diagramma un simbolisks grafiskais apzīmējums:

Lauka efekta tranzistoriem VT 1 VT 11 un VT 2, VT 9 pirmais posms ar p veida kanālu ir simetrisks diferenciālais posms ar slodzes tranzistoriem VT 3, VT 10. Tranzistori VT 4, VT 5 veido strāvas stabilizatoru pirmā posma avota ķēdē.

Otrais posms - asimetrisks diferenciālais posms uz diviem emitera sekotājiem - tiek izgatavots uz tranzistoriem VT 7, VT 12. Savienojums starp pirmo un otro kaskādi ir tiešs.

N
Saliktajā tranzistorā VT 15 ir izgatavots sprieguma pastiprinātājs, kura slodze ir lauka efekta tranzistors VT 17. Mikroshēmu izejā tiek izmantots beztransformatora jaudas pastiprinātājs, izmantojot kompozītmateriālu tranzistorus VT 20, VT 22 un VT 23, VT 24.

K140UD8 mikroshēmai ir divas ieejas (4 - neinvertējoša, 3 - invertējoša) un viena izeja (7. tapa), kopējā tapa 1 un barošanas sprieguma savienojuma tapas: 8 — +E 1 un 5 — E2. secinājumus 2i 6 izmanto, lai līdzsvarotu mikroshēmu, izmantojot mainīgu rezistoru ar pretestību 10 kOhm.

UPT ar sprieguma pārveidošanu

Dreifa samazināšanas metode ir balstīta uz pastiprinātā sprieguma dubultu pārveidošanu.

Strukturālā shēma:

Modulators ir paredzēts, lai pārvērstu lēni mainīgu ieejas spriegumu maiņspriegumā, kura amplitūda ir proporcionāla ieejas spriegumam, un, mainoties ieejas sprieguma zīmei, mainās mainīgā sprieguma fāze.

Uin tiek pārveidots ar frekvenci no 50 Hz līdz 20 MHz.

Ir daudz dažādu modulatoru shēmu. Visizplatītākie ir:

modulators ar vibrācijas devēju;

tranzistora modulators.

M
Odulators ar vibrācijas devēju ir mazjaudas elektromagnētiskais kontaktors, kas periodiski (elektromagnēta spolei pievadošās strāvas frekvencē) savieno ieejas spriegumu vai nu ar primārā tinuma augšējo vai apakšējo (saskaņā ar diagrammu) pusi. no transformatora. Šajā gadījumā strāva primārajā tinumā maina virzienu. Transformatora sekundārajā tinumā parādās mainīgs spriegums. Parasti tiek izmantots pakāpju transformators ar transformācijas koeficientu līdz 10, tāpēc sprieguma amplitūda ir vairākas reizes lielāka par ieejas spriegumu.

Vibrācijas devēja priekšrocība ir neliela novirze, ko galvenokārt nosaka termo-e. d.s. kontaktu pāri un to var samazināt līdz 0,01-0,1 µV/h (0,1-0,5 µV/dienā). Ieejas pretestība ir 1-10 kOhm.

D – demodulators – paredzēts, lai pārveidotu maiņspriegumu pie ieejas, lēnām mainot tiešo spriegumu izejā.

Priekšrocības:

Zema nulles novirze;

Trūkumi:

Slikta frekvences reakcija augstfrekvences reģionā.

Modulators pie pastiprinātāja ieejas labi pārveido līdzstrāvas un lēni mainīgu spriegumu. Palielinoties ieejas sprieguma frekvencei, modulatora darbība pasliktinās. Tajā pašā laikā demodulatora izejā tiek izmantots anti-aliasing filtrs. Kad signāla frekvence tuvojas atsauces sprieguma u op frekvencei, filtrs nevar atdalīt signālu no atsauces sprieguma.

Lai paplašinātu frekvenču diapazonu, tiek izmantoti augstfrekvences pārveidotāji, kas ļauj palielināt frekvenci f darbojas līdz 0,5-10 MHz.

Kombinētie pastiprinātāji apvieno pastiprinātāju priekšrocības bez un ar sprieguma pārveidotāju.

Kombinētā UPT blokshēma:

Kombinētajam pastiprinātājam ir novirze UPT līmenī ar signāla spektra pārveidi, un amplitūdas-frekvences reakcija nav sliktāka par pastiprinātāju bez signāla spektra pārveidošanas. Dažas amplitūdas-frekvences reakcijas nevienmērības vidējās frekvences reģionā ir viegli izlīdzināmas negatīvas atgriezeniskās saites dēļ. (KD140UD13).

Operacionālie pastiprinātāji ir pamats lielai pastiprinātāju klasei ar īpašiem frekvences raksturlielumiem. Tas tiek panākts, izmantojot dažādas atgriezeniskās saites shēmas.

Operacionālajos pastiprinātājos atgriezeniskā saite ir negatīva, ja tā tiek pielietota no pastiprinātāja izejas uz invertējošo ieeju. Patiešām, šajā gadījumā spriegums U oc , kas ir fāzē ar U izeju, būs pretfāzē ar ieejas spriegumu pie invertējošās ieejas. Un otrādi, atgriezeniskā saite ir pozitīva, ja tā tiek piemērota neinvertējošai ievadei. Ar seriālo atgriezenisko saiti ieejas signāls un atgriezeniskās saites signāls tiek piegādāti dažādām mikroshēmas ieejām, ar paralēlu atgriezenisko saiti - uz vienu.

Pirmspastiprināšanas stadijas. Tipisks signāla avots, ko izmanto, lai attīstītu izejas spriegumu 50-200 mV. Uz šo spriegumu bija orientēti augstas kvalitātes pastiprinātāji. Korekcijas shēmas iepriekš atradās starp ievades ligzdām un pirmās lampas režģi, kurās signāls tika vājināts vismaz par pusi (6 dB) pie visjutīgākās ieejas. Precīzi kompensētajā skaļuma regulējumā minimālais signāla vājināšanās ir vēl 6 dB. Toņu vadības ierīces, kas nodrošina ±20 dB vadību, parasti vājina signālu vēl par 30–40 dB. Ja ieejas ķēdēs bija katoda sekotāji, signāla zudums palielinājās vēl par 3-6 dB. Tātad kopējais signāla vājināšanās agrāk bija 45-58 dB. Signāla spriegums gala posma lampu režģos ir vidēji 10-20 V. Šīs vērtības attiecība pret ieejas signāla spriegumu ir 10/0,05 = 200 (46 dB). Tātad sākotnējo posmu pastiprināšanai, ņemot vērā signāla vājināšanos un nepieciešamo spriegumu uz pēdējās stadijas lampu režģiem, iepriekš vajadzēja būt 90–100 dB. Citiem vārdiem sakot, sākotnējo posmu pastiprinājumam vajadzētu būt aptuveni 100 000. Tā ir diezgan nozīmīga vērtība zemas frekvences pastiprinātājam. Ja katras pastiprinātāja pakāpes sprieguma pieaugums ir aptuveni 10, tad, protams, pakāpju skaitam jābūt vienādam ar 5. Ja katras pakāpes pastiprinājums ir aptuveni 100, kopējais pakāpju skaits būs vienāds ar 3 (ar kāda rezerve). Tā kā 10 pastiprinājumu katrā pakāpē nodrošina gandrīz jebkura moderna zemfrekvences lampas triode, un 100 pastiprinājums katrā posmā ir robeža pat labiem zemfrekvences pentodiem, var apgalvot, ka lampu pastiprinātājiem priekšap pastiprināšanas posmiem jābūt no trim līdz pieciem.

Cik kaskāžu vajadzētu izveidot: 3 vai 5? Pirmā atbilde, protams, ir “3”. Tomēr nav nepieciešams steigties. Trīs kaskādes – tas nozīmē, ka kaskādes minimālais pastiprinājums ir vienāds ar 10000 trešo sakni. Ņemiet vērā, ka tas nav lampas μ, bet gan kaskādes pastiprinājums, kas reti pārsniedz 50% no lampas μ. Tāpēc triodes vairs nav vajadzīgas. Tas nozīmē, ka uz pentodes būs trīs kaskādes vai, ārkārtējos gadījumos, divas uz pentodes un viena uz triodes. Pēdējā ķēde, kurai nav nekādas pastiprināšanas rezerves, neļauj ķēdē izmantot negatīvu atgriezenisko saiti, t.i. praktiski nepiemērots Hi-Fi pastiprinātājiem, jo ​​bez negatīvas atgriezeniskās saites nav iespējams samazināt nelineāro kropļojumu koeficientu un paplašināt frekvenču diapazonu līdz vajadzīgajām vērtībām. Trīs posmi uz pentodiem var ļaut ieviest negatīvu atgriezenisko saiti, bet pēc tam uz pentodes tiek samontēts arī pirmais ievades posms, un šajā gadījumā, kā liecina pieredze, ir gandrīz neiespējami panākt pilnīgu mikrofona efekta un fona neesamību. līmenis zem 60 dB. Otra galējība - pieci posmi uz triodēm - vienmēr nodrošina nepieciešamo pastiprinājumu pat vissliktākajās lampās, tomēr, izmantojot lampas ar vidējo pastiprinājumu aptuveni 20-50, ir viegli iegūt nepieciešamo pastiprinājumu ar pietiekamu rezervi ar četrām triodēm ( i., uz divām dubultām lampām). Šī shēma ir visizplatītākā. Tiesa, daudzi ārvalstu uzņēmumi ražo īpaši izstrādātu pentodu ievades stadijai ar zemu paštrokšņa līmeni un nav pakļauti mikrofona efektiem (EF-184, EF-804 utt.). Izmantojot šādu pentodi un tam sekojošās ECC-83 tipa triodes ar lielu μ (90-120), iespējams iegūt nepieciešamo pastiprinājumu uz trim pakāpēm, izmantojot pentode - triode - triode sistēmu, taču, pirmkārt, šādai sistēmai ir nepieciešams speciālu lampu izmantošana, un - otrkārt - ļoti augstas kvalitātes transformatora tērauds, ļoti jutīgas gala lampas utt. Tāpēc šī shēma nav piemērota.

Piezīme. 21. gadsimtā situācija ir būtiski mainījusies. Mūsdienās neviens neizmanto fiziskus analogus priekšpastiprinātāju posmus. Signāla iepriekšēja apstrāde tiek uzticēta augstas kvalitātes DAC. Ieejas signāls tiek uzskatīts par normālu pie 1-2 voltiem. Tāpēc caurules terminālim pietiek ar 20-50 reižu pastiprinājumu. Un šo uzdevumu veic viena vakuuma caurule priekšpastiprinātāja stadijā. Tas ir, piemēram, dubultā triode, kas apvieno basa refleksa funkcijas. Tāpēc visi atkritumi no daudzām secīgām kaskādēm paliek tālā pagātnē. Jevgeņijs Bortņiks.

Basa refleksi. Ja fāzes invertors ir samontēts saskaņā ar ķēdi, kurā katra pleca ir arī pastiprinātājs (piemēram, saskaņā ar shēmu 1. attēlā), tad šīs rokas pastiprinājums tiek ņemts vērā kopējā ceļa pastiprinājumā. Atgādinām, ka jāņem vērā tikai vienas rokas pastiprinājums, jo otrā invertora plecs ir tikai saskaņotājs ar push-pull beigu posma otro roku un nav daļa no vispārējā pastiprinājuma ceļa.

Ja fāzes invertors ir montēts pēc simetriska katoda sekotāja ķēdes (2. att.), tad tā pastiprinājums vienmēr ir mazāks par vienību, tāpēc šāds posms ne tikai nav pastiprināšanas posms, bet arī prasa papildu palielinājumu kopējā pastiprinājumā. par 4-6 dB.

Tranzistora pastiprinātāja pastiprinājuma izvēles metode ir tieši tāda pati. Tagad konkrēti par pašu priekšpastiprinātāja posmu shēmām. Šie ir vienkāršākie pretestības pastiprinātāji bez ķēdes īpašībām. Visiem posmiem, gan triodēm, gan pentodiem, raksturīgās anoda (kolektora) slodzes tiek samazinātas 2–5 reizes, salīdzinot ar optimālajām aprēķinātajām vērtībām, lai paplašinātu joslas platumu uz augstākām frekvencēm, palielinātas līdz 0,1–0, 25 μF pārejas kondensatoriem un līdz 1-1,5 MΩ režģa noplūdes rezistori, lai samazinātu frekvences reakcijas atkāpšanos zemās frekvencēs, negatīvas strāvas atgriezeniskās saites izmantošana visos posmos, izņemot to, uz kura ir samontēts frekvences reakcijas vadības bloks. Runājot par pašiem pastiprināšanas elementiem, pēdējos gados ir parādījušies daudz dažādu jaunu veidu lampas un tranzistori ar lieliskiem parametriem. Tādējādi S vērtība mazjaudas lampām kļuva vienāda ar 30-50 mA/V pret parastajām vērtībām 3-10 mA/V, un tāpēc lampu jutība strauji palielinājās. Aprēķini liecina, ka ar šādām lampām teorētiski visu priekšpastiprinājumu var iegūt pat uz divām pakāpēm. Tomēr būtu lietderīgi amatierus brīdināt par steigu, izvēloties šādas lampas. Un runa šeit nav konservatīvismā, bet gan tajā, ka, teiksim, lampu slīpuma palielināšanās tiek panākta, strauji samazinot atstarpi starp vadības režģi un katodu, kas ievērojami palielina lampas tendenci ģenerēt. termiskās strāvas un no tā izrietošie milzīgie nelineārie kropļojumi. Svarīgas ir arī šādu lampu augstās izmaksas un zemāka izturība. Var apgalvot, ka tādas lampas kā 6N1P, 6N2P, 6NZP, 6N23P, 6N24P, 6Zh1P, 6Zh5P, ko pierādījusi daudzu gadu prakse, ir diezgan piemērotas pat labāko, modernāko pastiprinātāju sākotnējām stadijām. Piemēram, zemāk ir parādītas vairākas lampu CPU shēmas to parastajos režīmos

3. att. ir parādīti cauruļu priekšpastiprināšanas posmi. a - divpakāpju pastiprinātājs ar starppakāpju iekšējo atgriezenisko saiti; b - kaskāde ar linearizējošu atgriezenisko saiti aizsargrežģa ķēdē.

Noslēguma un priekšfināla posms – jaudas pastiprinātāji. Formāli pirmstermināla kaskādes (draiveri, no angļu vārda drive - excite, set, swing) tiek klasificētas kā sprieguma pastiprinātāji, t.i., provizoriskās kaskādes, taču tās ir apskatītas šajā, nevis iepriekšējā rindkopā, lai uzsvērtu. ka pēc darba rakstura un Lietošanas veidu ziņā draiveri ir daudz tuvāki gala pastiprinātājiem, t.i. jaudas pastiprinātāji. Hi-Fi pastiprinātājiem ir raksturīga ievērojama izejas jauda aptuveni 15-50 W. Tas nozīmē, ka pēdējā posma ierosināšanai (vadīšanai) bez pamanāmiem nelineāriem kropļojumiem jau ir nepieciešama 1-5 W jauda pie sprieguma līdz 25-35 V, un, ja ņemam vērā prasības samazinot nelineāros kropļojumus, kļūst skaidrs, ka parastās mazjaudas triodes nevar nodrošināt jaudīgu spaiļu spuldžu ierosmi. Tāpēc pēdējā sprieguma pastiprināšanas stadijā kļūst loģiski un pamatoti izmantot lieljaudas lampas. Iespējams, ka teorētiski pareizāk būtu priekšgala kaskādes visos gadījumos veidot par transformatoriem vai droseles, lai iegūtu augstāko anoda sprieguma izmantošanas koeficienta ξ vērtību, taču ir vairāki iemesli, kāpēc to nevajadzētu darīt. darīts. Transformatora kaskāde vienmēr rada ievērojamus frekvenču traucējumus, un pie jaudas virs 1-2 W – ievērojamus nelineārus kropļojumus. Turklāt transformatori ir salīdzinoši dārgi, sarežģīti un darbietilpīgi ražošanā, smagi un apjomīgi, jutīgi pret magnētiskiem traucējumiem un tajā pašā laikā ir audio frekvences traucējumu avots citām pastiprinātāju shēmām (galvenokārt ieejas ķēdēm).

Tajā pašā laikā radioamatieru rīcībā tagad ir vidējas jaudas, platjoslas un ekonomiskas lampas, kas pie aktīvās slodzes pretestības ļauj viegli iegūt aptuveni 2-4 W neizkropļotu jaudu. Tie galvenokārt ietver 6P15P, 6E5P, 6F3P, 6F4P, 6F5P, 6Zh5P, 6Zh9P uc tipa lampas. Tomēr šim jautājumam ir jāpievēršas rūpīgāk. Dažos gadījumos vienkāršākas koordinācijas nolūkos joprojām ir ieteicams izmantot transformatora savienojumu. Priekšpastiprinātāju shēmas ir parādītas zemāk

Galīgajām zemfrekvences kaskādēm ar jaudu līdz 10-12 W radioamatieri vairumā gadījumu izmanto 6P14P tipa lampas, daļēji tāpēc, ka tās diezgan viegli nodrošina norādīto jaudu. Turklāt diemžēl citu šim nolūkam piemērotu lampu nav. Tāda novecojusi, kaut arī ļoti laba lampa, piemēram, 6P3S (6L6) Mūsdienās To nevar ieteikt, un nozare neražo jaudīgākas īpašas lampas ULF beigu posmiem, piemēram, vācu EL-34. [Dīvains secinājums, bez jebkāda iemesla, 1980-90 6P3S lietošanu nevar ieteikt! Tīrs voluntārisms no deputātu padomes. Piemēram, 21. gadsimtā lampas 6P3S var stingri ieteikt lampu pastiprinātāja projektēšanai. Ir svarīgi atrast labā stāvoklī esošus īpatņus. E.B.] Cilvēki bieži mēģina iegūt vairāk jaudas no tām pašām 6P14P lampām, piespiežot režīmu, taču šis ceļš ir pilnīgi nepieņemams pastiprinātāja uzticamības krasas pasliktināšanās un nelineāro traucējumu pieauguma dēļ, kad parādās režģa termiskā strāva.

Ņemot vērā iepriekš minēto, mēs varam ieteikt radioamatieriem izmantot 6P14P lampas jebkurās push-pull ķēdēs tikai ar jaudu, kas nepārsniedz 10 vatus. [Apbrīnojami bezjēdzīgs ieteikums stilā "tā kā nav nekā laba, tad dariet to, ko darāt." Autors it kā forša autoritāte, bet raksta muļķības. E.B.] Ar lielāku izejas jaudu ir jāpārslēdzas uz tādām acīmredzami ne “zemfrekvences” lampām kā 6P31S, 6P36S, 6P20S, GU-50, 6N13S (6N5S) gan klasiskajās push-pull, gan ultralineārajās shēmās, un radioamatieru mazāk pazīstamajās tiltu shēmās, ko sauc arī par push-pull-parallel. Pirmās trīs no šīm lampām ir paredzētas izmantošanai horizontālās skenēšanas televizoru pēdējās kaskādēs un ļauj iegūt jaudu līdz 25 W no divām lampām; GU-50 ģeneratora lampa ar anoda spriegumu 500-750 V (un saskaņā ar tā pasē ir Ua.darbs = 1000 V) ir viegli piegādā 40-60W jaudu push-pull ķēdē; dubultā triode 6N13S, kas īpaši izstrādāta kā vadības spuldze elektroniskajās sprieguma stabilizatora shēmās, ir ar ļoti zemu iekšējo pretestību un ar salīdzinoši zemu anoda spriegumu ļauj iegūt jaudu vismaz 15 W (uz vienu cilindru) parastā push-pull ķēde un, kad ir ieslēgta, divas triodes katrā rokā paralēli (divi cilindri) parastajās push-pull un tilta ķēdēs nodrošina izejas jaudu līdz 25 W. Izmantojot uzskaitītās lampas, radioamatierim ir plaša izvēle radošām aktivitātēm.

[Vēl viens ieteikums neskaidrā apziņas stāvoklī. Interesanti, kāpēc dvīņu vai trīskāršas lampas nav piemērotas radošām aktivitātēm? Varbūt autors vienkārši nezina radioelementu paralēlās pieslēgšanas noteikumus? Proti, paralēlais savienojums ar kvalitatīvu kopiju izvēli sniedz daudz starpposma iespēju ļoti jaudīgiem pastiprinātājiem ar pieklājīgām īpašībām. Dīvaini lasīt ieteikumu par 6P31S lampu, kas nebūt nav jaudīgāka par 6P14P, taču pēc īpašībām ir daudz sliktāka. Un ir arī neapmierinoši redzēt ātrus ieteikumus par 6N13C lampu izmantošanu (starp citu, paralēli). Pārsteidzošs vieglprātības demonstrējums, jo autors pilnībā nezina par praksi, jo 6N13C lampas ir reti sastopamas gvano. Pusīšu raksturlielumu izplatība ir 100% vai lielāka. Precīzi tos atlasīt paralēlam savienojumam ir gandrīz neiespējami, tāpēc pastiprinātājs nevar nodrošināt ievērojamu jaudu slodzei, nepārkarstot vienu no pusēm, un izmantošanas koeficients, visticamāk, nepārsniegs 40-50%. Un vienkāršas paralēlās shēmas 6N13S bez izlīdzināšanas korpusa komplektiem nav piemērotas. Un diskusijas par lampām ir aizkustinošas, jo ir liels skaits citu izcilu lampu, atšķirībā no ieteicamajām, piemēram, 6P13S, 6P44S, 6P45S, G807, ārkārtējos gadījumos ir piemērotas 6P3S lampas. E.B.]

5. att. Spēcīgi zemfrekvences ULF ceļa pēdējie posmi. a - uz 6P36S lampām ultralineārā komutācijā; b - uz GU-50 lampām paralēlā shēmā; c - uz 6N13S lampām ar fiksētu nobīdes balansēšanu

Tā kā visas ķēdes tika uzskatītas par zemfrekvences, t.i. paredzēts ierobežotam joslas platumam (ne vairāk kā 5-8 kHz), nekas netika teikts par izejas transformatoriem, droseles un autotransformatoriem. Visi no tiem ir visizplatītākie, samontēti uz W formas vai lentes serdeņiem, kas izgatavoti no vienkārša transformatora tērauda, ​​kura biezums ir 0,35 mm. Rāmja konstrukcijai un tinumiem nav paaugstinātu prasību, izņemot atsevišķu primārā tinuma pušu augstu simetrijas pakāpi. Šī prasība ir īpaši svarīga ultralineārām shēmām spaiļu lampu pārslēgšanai. Primārā tinuma noplūdes induktivitātes un kapacitātes vērtības nav nozīmīgas. Sekundārie tinumi ar jaudu virs 10 W ir jāaptin ar pēc iespējas biezāku vadu, lai samazinātu aktīvos zudumus. Ieteicams veikt vairākus pieskārienus, lai izvēlētos labāko darbības režīmu beigu posmam. Šis jautājums ir sīkāk apspriests nākamajā rindkopā. Divu kanālu Hi-Fi pastiprinātāju augstfrekvences beigu stadijas būtiski atšķiras no zemfrekvences, tāpēc ieteikumi attiecībā uz tiem būs atšķirīgi. Pirmkārt, tas attiecas uz lukturu veidiem. [ Apbrīnojama argumentācija. Autors izgudroja savu LF un HF klasifikāciju. Pat pilnīgam amatierim, kurš izlasījis sadaļu par vakuumlampām, pirmkārt, ir acīmredzams, ka izgudrotajam frekvenču dalījumam ar vakuumlampām vispār nav nekāda sakara, to diapazons sniedzas simtiem megahercu. 6P14P lampiņa ir violeta, kuras frekvences signāli ir jāpastiprina, neatkarīgi no tā, vai tas ir 0,1 kHz, 1 kHz, 5 kHz, 8 kHz, 16 kHz vai 32 kHz. Bet attiecībā uz atbilstošo transformatoru šis jautājums jau ir aktuāls. Taču arī šeit nav jāuztraucas, jo... līdz 18-20 kHz ir piemēroti parastie transformatori, jums vispār nekas nav jātin. Un frekvencēm virs 20 kHz jums vajadzētu pārslēgties uz ferītiem. Šķiet, ka autors neko nav dzirdējis par tinumu sadalīšanu, lai uzlabotu frekvences raksturlielumu, un sekundārajam tinumam iesaka resnu vadu. Un jēdziens AKTĪVIE ZAUDĒJUMI ir absolūta muļķība, jo nav pasīvo zudumu un nav arī reaktīvo zudumu. E.B.]

Tā kā augstfrekvences kanālu jauda pat augstākās klases pastiprinātājos ir 10-12 W robežās, piemērotākās lampas ir 6P14P un 6N13S. Labākās komutācijas shēmas ir push-pull ultralineāras, ar tiltu uz 6P14P triodes komutācijā un "divstāvu" uz 6N13S. Par pēdējo shēmu, kuras visizplatītākā versija parādīta 6. att., var teikt, ka, lai gan teorētiskā ziņā tā nav jauna, apraides iekārtās tā izplatījās tikai pagājušā gadsimta 60. gados. Kā jau tas bieži notiek, shēma ir kļuvusi ļoti izplatīta, un, runājot par shēmas priekšrocībām, viņi parasti klusē par tās trūkumiem. Mēģināsim objektīvi novērtēt abus.

[Pirmkārt, es ierosinu saprātīgi novērtēt beztransformatoru ķēžu izveides svarīgākās sekas. Pēdējie 50 gadi ir parādījuši, ka šādas shēmas nav saņēmušas un nevarēja saņemt. Paaugstinoties dzīves līmenim, pieaug veselības vērtība. Tāpēc galvenais un nepārvaramais beztransformatora ķēžu trūkums - galvaniskās izolācijas trūkums no augstsprieguma avota - nekad neļaus šādām shēmām sasniegt vismaz zināmu sadalījumu starp cilvēku populāciju. Un ļaujiet sapņotājiem pētīt un analizēt šādu shēmu režīmus, līdz tie kļūst zili sejā.]

6. att. Viena no visizplatītākajām beigu posma shēmām ar līdzstrāvas lampu virknes pieslēgumu

Divu spuldžu savienošana virknē līdzstrāvai ir līdzvērtīga faktam, ka maiņstrāvai tās abas ir savienotas paralēli attiecībā pret slodzi, kā rezultātā to kopējā iekšējā pretestība faktiski ir četras reizes mazāka nekā parastajai push-pull kaskādei. . Ja šādai shēmai ņemam lampas, kuru iekšējā pretestība ir mazāka nekā parasti, un kā slodzi izmantojam salīdzinoši augstas pretestības skaļruņus, tad izrādās, ka izejas transformatoram, pēc aprēķiniem, šajā gadījumā transformācijas koeficients būtu tuvu vienībā vai jebkurā gadījumā mēra vienībās. Pēc tam ir iespējams tieši savienot slodzi ar lampām, bez izejas transformatora. Tā, protams, ir shēmas beznosacījuma priekšrocība. Tomēr šai cieņai ir augsta cena. Pirmkārt, tieša slodzes ieslēgšana joprojām izrādās neiespējama, jo tās ieslēgšanas vietās ir puse no barošanas avota sprieguma (120-150 V). Tāpēc skaļruņi ir jāieslēdz caur atsaistes kondensatoru, kura kapacitāte ir tieši saistīta ar slodzes pretestību un caurlaides joslas apakšējo robežu. Patiešām, ja pieļaujamais lietderīgā signāla sprieguma zudums uz atdalošā kondensatora ir 10% no paša signāla vērtības, tad pie Rн = 20 Ohm un plūsmas = 40 Hz kondensatora pretestība nedrīkst pārsniegt 2 omi, no kuriem tā kapacitāte ir vienāda ar

Skaidrs, ka šāda kapacitāte var būt tikai elektrolītiskajam kondensatoram, taču jāatceras, ka tā darba spriegumam jābūt vismaz ne zemākam par barošanas avota pilno spriegumu, t.i. 300-350V. Un tad izrādās, ka šāda kondensatora izmaksas nemaz nav zemākas par izejas transformatora izmaksām, jo ​​īpaši tāpēc, ka atšķirībā no kondensatora radioamatieris vajadzības gadījumā vienmēr var pats izgatavot transformatoru. Protams, ir iespējams izgatavot skaļruni ar balss spoles pretestību nevis 20, bet 200 omi, kas pie tādiem pašiem nosacījumiem ļaus samazināt sakabes kondensatora kapacitāti līdz 200 μF, bet šajā gadījumā izmaksas skaļrunis strauji palielinās. Tomēr tas nav vienīgais šīs shēmas trūkums. Otrais ir tas, ka, ja lampas ir savienotas virknē ar līdzstrāvu, katrai no tām tiek pievadīta tikai puse no anoda avota sprieguma, tāpēc ķēde var labi darboties tikai ar īpašām lampām, kuru nominālais anoda spriegums nepārsniedz 100-150 V. . Tomēr lielākajai daļai šāda veida lampu maksimālā izejas jauda ir nenozīmīga, reti pārsniedzot dažus vatus. Turklāt pētījumi ir parādījuši, ka, izmantojot pentodes, šī shēma būtībā ir nedaudz asimetriska, kas padara to nepiemērotu Hi-Fi pastiprinātāju pēdējiem zemas frekvences posmiem. Augstfrekvences kaskādēs pirmais trūkums uzreiz pazūd, jo ar iepriekšējā aprēķinā izvēlētajām vērtībām un HF kanāla plūsmas apakšējo robežu = 2 kHz atdalošā kondensatora kapacitātes vērtība.

Turklāt šajā gadījumā desmit procentu signāla zudums notiks tikai sliktākajā, praktiski nestrādājošā caurlaides joslas daļā, un pie ftop = 20 kHz signāla zudums būs tikai 1%. Turklāt gala RF posmam nepieciešamā izejas jauda ir ievērojami mazāka nekā LF pakāpei, kas ļauj šajā shēmā izmantot 6N13C dubulto triodi, kam ir zema iekšējā pretestība un kas labi darbojas pie zemiem anoda spriegumiem. Šādas kaskādes praktiska diagramma ir parādīta 7. attēlā.

7. att. “Divstāvu” beigu posma praktiskā shēma, kuras pamatā ir dubultā triode 6N13S (6N5S)

Ja RF kanāla jauda nepārsniedz 2-3W, pēdējo posmu var montēt saskaņā ar shēmu 8. attēlā, izmantojot 6F3P vai 6F5P tipa lampas. Šīs ķēdes izejas transformators ir samontēts uz lentes serdes, kuras lentes biezums nepārsniedz 0,2 mm, vai uz W formas permaloy. Lai ultralineārā ķēde sniegtu pamanāmu rezultātu un lai nelineārie kropļojumi faktiski būtu 0,2–0,5% robežās, primārā tinuma pieskāriena punkts katrā gadījumā ir jāizvēlas empīriski tieši no r.n.i. mērījumu rezultātiem. pastiprinātāja iestatīšanas procesā. Lai to izdarītu, tinot transformatoru, katrai primārā tinuma pusei jāparedz 4-6 krāni.

8. att. Push-pull augstfrekvences pēdējais posms, izmantojot 6F3P vai 6F5P lampas (Pout = 2,5 W)

Tranzistoru pastiprinātājiem “divstāvu” shēma, gluži pretēji, izrādās labāka par visām pārējām. Tas izskaidrojams ar lieljaudas tranzistoru zemo iekšējo pretestību un kolektora spriegumu (salīdzinājumā ar lampām). Tāpēc lieliska kaskādes saskaņošana ar slodzi tiek nodrošināta pat tad, ja tiek izmantoti parastie zemas pretestības skaļruņi, piemēram, 4GD-35 tipa. Turklāt atdalīšanas kondensators izrādās mazs pat ar jaudu 2000–5000 μF, jo tā darba spriegums nepārsniedz 20–30 V. Šādas shēmas ir plaši izplatītas un radioamatieriem labi zināmas.

Kā vispārīgu secinājumu varu minēt vairākus apsvērumus, kas 21. gadsimtā noteikti tiks uztverti kā racionāli. Pirmais apsvērums ir, vai autoram ir pareizi runāt tikai par push-pull pastiprinātājiem, jo ​​viena gala shēmas ir paredzētas iesācējiem. Otrkārt, cieņu pelna arī pieejas pamatīgums kaskāžu shēmu sistematizēšanai. Treškārt, autora neapstrīdama kvalifikācija dažos gadījumos robežojas ar apbrīnojamiem aizspriedumiem, un domāšanas traucējumi acīmredzot ir autora augstās teorētiskās sagatavotības un nepietiekamas praktiskās pieredzes sekas. Ceturtkārt, pēdējās desmitgades ir būtiski mainījušas situāciju gan pamatkoncepcijās, gan ķēžu projektēšanā, īpaši attiecībā uz augstas veiktspējas pastiprinātāju izejas posmiem. Un vairs nav nekādas pārmērīgas ceremonijas. Daudz kas ir kļuvis vienkāršāks un skaidrāks. Dažas izrādes nomira, neizrādot izturību. Bet tos aizstās jaunas izrādes, piemēram, varš bez skābekļa. Šķiet ļoti svarīgi saprast faktu, ka izmaiņas sabiedrības tehnoloģiskajā struktūrā nedrīkst mainīt dzīves pamatvērtības, piemēram, slāvu civilizāciju. Sagatavoja publikāciju, pamatojoties uz materiāliem no tiešsaistē lejupielādētās Gendina grāmatas.

Jevgeņijs Bortņiks, Krasnojarska, Krievija, 2018. gada marts

Izvades posmi, kuru pamatā ir "divi"

Kā signāla avotu izmantosim maiņstrāvas ģeneratoru ar regulējamu izejas pretestību (no 100 omi līdz 10,1 kOhms) ar soli 2 kOhm (3. att.). Tādējādi, pārbaudot VC pie ģeneratora maksimālās izejas pretestības (10,1 kOhm), mēs zināmā mērā pietuvināsim pārbaudītā VC darbības režīmu ķēdei ar atvērtu atgriezeniskās saites cilpu, bet citā (100 omi) - uz ķēdi ar slēgtu atgriezeniskās saites cilpu.

Galvenie salikto bipolāro tranzistoru (BT) veidi ir parādīti attēlā. 4. Visbiežāk VC tiek izmantots salikts Darlington tranzistors (4.a att.), kas balstīts uz diviem vienādas vadītspējas tranzistoriem (Darlington “double”), retāk - divu dažādu tranzistoru salikts Šiklai tranzistors (4.b att.). vadītspēja ar strāvu negatīvu OS, un vēl retāk - salikts Bryston tranzistors (Bryston, 4. att. c).
"Dimanta" tranzistors, Sziklai salikto tranzistoru veids, ir parādīts attēlā. 4 g Atšķirībā no Szyklai tranzistora, šajā tranzistorā, pateicoties “strāvas spogulim”, abu tranzistoru VT 2 un VT 3 kolektora strāva ir gandrīz vienāda. Dažreiz Shiklai tranzistors tiek izmantots ar pārraides koeficientu, kas ir lielāks par 1 (4. zīm. d). Šajā gadījumā K P =1+ R 2/ R 1. Līdzīgas shēmas var iegūt, izmantojot lauka efekta tranzistorus (FET).

1.1. Izejas posmi, kuru pamatā ir "divi". "Deuka" ir push-pull izejas stadija ar tranzistoriem, kas savienoti saskaņā ar Darlington, Szyklai ķēdi vai to kombināciju (kvazi-komplementāra stadija, Bryston utt.). Tipisks push-pull izejas posms, kura pamatā ir Darlington deuce, ir parādīts attēlā. 5. Ja ieejas tranzistoru VT 1, VT 2 emiteru rezistori R3, R4 (10. att.) ir pieslēgti pretējām jaudas kopnēm, tad šie tranzistori darbosies bez strāvas atslēgšanas, t.i., A klases režīmā.

Paskatīsimies, kādu savienošanu pārī izejas tranzistori dos diviem "Darlingt she" (13. att.).

Attēlā 15. attēlā parādīta VK shēma, ko izmanto vienā no profesionālajiem un tiešsaistes pastiprinātājiem.

Siklai shēma ir mazāk populāra VK (18. att.). Tranzistoru UMZCH shēmas izstrādes sākumposmā populāri bija kvazi-komplementāri izvades posmi, kad augšdelms tika veikts saskaņā ar Darlington ķēdi, bet apakšējais - saskaņā ar Sziklai shēmu. Tomēr sākotnējā versijā VC sviru ieejas pretestība ir asimetriska, kas rada papildu kropļojumus. Modificēta šāda VC versija ar Baxandall diodi, kas izmanto VT 3 tranzistora bāzes-emitera savienojumu, ir parādīta attēlā. 20.

Papildus aplūkotajiem "divajiem" ir Bryston VC modifikācija, kurā ieejas tranzistori kontrolē vienas vadītspējas tranzistorus ar emitētāja strāvu, bet kolektora strāva - dažādas vadītspējas tranzistorus (22. att.). Līdzīgu kaskādi var realizēt uz lauka efekta tranzistoriem, piemēram, Lateral MOSFET (24. att.).

Hibrīda izejas stadija saskaņā ar Sziklai shēmu ar lauka efekta tranzistoriem kā izvadiem ir parādīta attēlā. 28. Apskatīsim paralēlā pastiprinātāja ķēdi, izmantojot lauka tranzistorus (30. att.).

Kā efektīvs veids, kā palielināt un stabilizēt “divnieka” ieejas pretestību, tā ieejā tiek piedāvāts izmantot buferi, piemēram, emitera sekotāju ar strāvas ģeneratoru emitera ķēdē (32. att.).

No aplūkotajiem “divajiem” vissliktākais fāzes novirzes un joslas platuma ziņā bija Szyklai VK. Apskatīsim, ko šādai kaskādei var darīt, izmantojot buferi. Ja viena bufera vietā uz paralēli savienotiem dažādas vadītspējas tranzistoriem izmantosiet divus (35. att.), tad var sagaidīt turpmāku parametru uzlabošanos un ieejas pretestības pieaugumu. No visām aplūkotajām divpakāpju shēmām Szyklai shēma ar lauka efekta tranzistoriem izrādījās labākā nelineāro kropļojumu ziņā. Apskatīsim, ko darīs paralēlā bufera instalēšana tā ieejā (37. att.).

Pētīto izejas posmu parametri ir apkopoti tabulā. 1 .

Tabulas analīze ļauj izdarīt šādus secinājumus:
- jebkurš VC no “divajiem” uz BT kā ANO slodze ir slikti piemērots darbam augstas precizitātes UMZCH;
- VC ar līdzstrāvu izejā raksturlielumi ir maz atkarīgi no signāla avota pretestības;
- bufera stadija pie jebkura no BT “divu” ieejas palielina ieejas pretestību, samazina izejas induktīvo komponentu, paplašina joslas platumu un padara parametrus neatkarīgus no signāla avota izejas pretestības;
- VK Siklai ar līdzstrāvas izeju un paralēlo buferi pie ieejas (37. att.) ir visaugstākie raksturlielumi (minimālais kropļojums, maksimālais joslas platums, nulles fāzes novirze audio diapazonā).

Izvades posmi, kuru pamatā ir "trīskārši"

Augstas kvalitātes UMZCH biežāk tiek izmantotas trīspakāpju struktūras: Darlington tripleti, Shiklai ar Darlington izejas tranzistoriem, Shiklai ar Bryston izejas tranzistoriem un citas kombinācijas. Viens no šobrīd populārākajiem izvades posmiem ir VC, kura pamatā ir trīs tranzistoru salikts Darlingtonas tranzistors (39. att.). Attēlā 41. attēlā parādīts VC ar kaskādes atzarojumu: ieejas retranslatori vienlaikus darbojas divās pakāpēs, kas, savukārt, darbojas arī pa divām pakāpēm katrā, un trešā pakāpe ir savienota ar kopējo izeju. Rezultātā pie šāda VC izejas darbojas četrkāršu tranzistori.

VC ķēde, kurā kā izejas tranzistori tiek izmantoti kompozīti Darlington tranzistori, ir parādīta attēlā. 43. VC parametrus 43. attēlā var būtiski uzlabot, ja tā ievadē iekļauj paralēlu bufera kaskādi, kas sevi labi pierādījusi ar “diviem” (44. att.).

VK Siklai variants saskaņā ar diagrammu attēlā. 4 g, izmantojot saliktos Bryston tranzistorus, ir parādīts attēlā. 46. Attēlā 48. attēlā parādīts VK variants uz Sziklai tranzistoriem (4.e att.) ar pārraides koeficientu aptuveni 5, kurā ieejas tranzistori darbojas A klasē (termostata shēmas nav parādītas).

Attēlā 51. attēlā parādīts VC saskaņā ar iepriekšējās shēmas struktūru ar tikai vienības pārraides koeficientu. Pārskats būs nepilnīgs, ja mēs nepakavēsimies pie izejas stadijas ķēdes ar Hoksfordas nelinearitātes korekciju, kas parādīta attēlā. 53. Tranzistori VT 5 un VT 6 ir salikti Darlington tranzistori.

Aizstāsim izejas tranzistorus pret Lateral tipa lauka efekta tranzistoriem (57. att.

Izejas tranzistoru pretpiesātinājuma shēmas palīdz palielināt pastiprinātāju uzticamību, novēršot caurejošās strāvas, kas ir īpaši bīstamas, apgriežot augstfrekvences signālus. Šādu risinājumu varianti ir parādīti attēlā. 58. Caur augšējām diodēm, tuvojoties piesātinājuma spriegumam, tranzistora kolektorā tiek izvadīta bāzes strāva. Jaudas tranzistoru piesātinājuma spriegums parasti ir 0,5...1,5 V robežās, kas aptuveni sakrīt ar sprieguma kritumu pāri bāzes-emitera pārejai. Pirmajā variantā (58. att. a) bāzes ķēdē esošās papildu diodes dēļ emitera-kolektora spriegums nesasniedz piesātinājuma spriegumu aptuveni par 0,6 V (sprieguma kritums pāri diodei). Otrajai shēmai (58.b att.) ir nepieciešams izvēlēties rezistorus R 1 un R 2. Apakšējās diodes ķēdēs ir paredzētas, lai impulsu signālu laikā ātri izslēgtu tranzistorus. Līdzīgi risinājumi tiek izmantoti jaudas slēdžos.

Bieži, lai uzlabotu kvalitāti, UMZCH ir aprīkoti ar atsevišķu barošanas avotu, kas palielināts par 10...15 V ieejas pakāpei un sprieguma pastiprinātājam un samazināts izejas posmam. Šajā gadījumā, lai izvairītos no izejas tranzistoru atteices un samazinātu priekšizvades tranzistoru pārslodzi, ir jāizmanto aizsargdiodes. Apsvērsim šo iespēju, izmantojot shēmas modifikācijas piemēru attēlā. 39. Ja ieejas spriegums palielinās virs izejas tranzistoru barošanas sprieguma, atveras papildu diodes VD 1, VD 2 (59. att.) un tranzistoru VT 1, VT 2 bāzes strāva tiek izvadīta uz tranzistoru barošanas kopnēm. gala tranzistori. Šajā gadījumā ieejas spriegumam nav atļauts palielināties virs barošanas līmeņiem VC izejas posmam, un tranzistoru VT 1, VT 2 kolektora strāva tiek samazināta.

Nobīdes shēmas

Iepriekš vienkāršības labad UMZCH nobīdes ķēdes vietā tika izmantots atsevišķs sprieguma avots. Daudzām aplūkotajām shēmām, jo ​​īpaši izejas posmiem ar paralēlu sekotāju ieejā, nav nepieciešamas nobīdes shēmas, kas ir to papildu priekšrocība. Tagad apskatīsim tipiskās pārvietošanas shēmas, kas parādītas attēlā. 60, 61.

Stabilas strāvas ģeneratori. Mūsdienu UMZCH tiek plaši izmantotas vairākas standarta shēmas: diferenciālā kaskāde (DC), strāvas reflektors ("strāvas spogulis"), līmeņa maiņas ķēde, kaskods (ar seriālo un paralēlo barošanas avotu, pēdējo sauc arī par "salauzts kaskods"), stabila ģeneratora strāva (GST) utt. To pareiza izmantošana var ievērojami uzlabot UMZCH tehniskos parametrus. Mēs novērtēsim galveno GTS shēmu parametrus (62. att. - 6 6), izmantojot modelēšanu. Mēs pieņemsim, ka GTS ir ANO slodze un ir savienots paralēli VC. Mēs pētām tā īpašības, izmantojot metodi, kas ir līdzīga VC izpētei.

Strāvas atstarotāji

Aplūkotās GTS shēmas ir dinamiskas slodzes variants viena cikla UN. UMZCH ar vienu diferenciālo kaskādi (DC), lai organizētu pretdinamisko slodzi ANO, tie izmanto “strāvas spoguļa” vai, kā to sauc arī, “strāvas reflektora” (OT) struktūru. Šāda UMZCH struktūra bija raksturīga Holtona, Haflera un citiem pastiprinātājiem.Strāvas reflektoru galvenās shēmas ir parādītas att. 67. Tie var būt vai nu ar vienotu pārraides koeficientu (precīzāk, tuvu 1), vai ar lielāku vai mazāku vienību (mēroga strāvas reflektori). Sprieguma pastiprinātājā OT strāva ir diapazonā no 3...20 mA: Tāpēc mēs pārbaudīsim visus OT ar strāvu, piemēram, aptuveni 10 mA saskaņā ar diagrammu attēlā. 68.

Pārbaudes rezultāti ir norādīti tabulā. 3.

Kā reāla pastiprinātāja piemērs ir S. BOCK jaudas pastiprinātāja shēma, kas publicēta žurnālā Radiomir, 201 1, Nr. 1, lpp. 5 - 7; 2. nr., 1. lpp. 5 - 7 Radiotehnika Nr.11, 12.06

Autora mērķis bija uzbūvēt jaudas pastiprinātāju, kas piemērots gan skanošai "kosmosam" svētku pasākumu laikā, gan diskotēkām. Protams, es gribēju, lai tas ietilptu salīdzinoši maza izmēra maciņā un būtu viegli transportējams. Vēl viena prasība tam ir ērta komponentu pieejamība. Cenšoties sasniegt Hi-Fi kvalitāti, es izvēlējos komplementāri simetrisku izvades posma ķēdi. Pastiprinātāja maksimālā izejas jauda tika iestatīta uz 300 W (4 omu slodzei). Ar šo jaudu izejas spriegums ir aptuveni 35 V. Tāpēc UMZCH ir nepieciešams bipolārais barošanas spriegums 2x60 V robežās. Pastiprinātāja ķēde ir parādīta attēlā. 1 . UMZCH ir asimetriska ieeja. Ieejas posmu veido divi diferenciālie pastiprinātāji.

A. PETROV, Radiomir, 201 1, Nr. 4 - 12

Tranzistora pastiprināšanas režīmu nosaka pastāvīgie spriegumi starp elektrodiem un strāvas, kas plūst elektrodu ķēdēs. Tos nosaka tranzistora ārējo ķēžu elementi, kas veido tā komutācijas ķēdi. Pastiprināšanas ierīce, tās vadi, barošanas avots un slodzes forma pastiprinātāja stadija.

20. att. Pastiprinātāja pakāpes shēma, kuras pamatā ir tranzistors ar OE

Simboli diagrammā:

R VX. V~ Un R OUT V~- tranzistora V1 ieejas un izejas pretestība maiņstrāvai bez

ņemot vērā ārējās ķēdes (cauruļvadu) elementus.

R IN.~ Un R OUT~- pastiprinātāja posma ieejas un izejas pretestība.

R U- signāla avota pretestība.

R H~- līdzvērtīga kaskādes slodzes pretestība maiņstrāvai.

R VX.SL- nākamā posma ieejas pretestība.

U m .ВХ- ieejas signāla amplitūda.

U m .OUT- izejas signāla amplitūda.

Piezīme: Visas ķēdes pretestības tiek mērītas bultiņas virzienā, kad ķēde ir pārrauta pa punktētām līnijām.

Neatkarīgi no tranzistora savienojuma ķēdes: ar kopējo emitētāju (CE), kopējo bāzi (CB) vai kopējo kolektoru (OC), pastiprinātāja posma elementu mērķis ir vienāds.

Apskatīsim ar kopējo emitētāju (CE) savienotā tranzistora standarta elektroinstalācijas elementu nolūku tipiskā pastiprinātāja stadijas ķēdē (20. att.).

Barošanas avota atsaistes filtrs R f S f.

Kad pastiprinātājs tiek darbināts no taisngrieža, jaudas filtrs R f S F nodrošina elektrotīkla rektificētā sprieguma pulsāciju izlīdzināšanu E K .

Rezistora R Ф pretestība tiek izvēlēta, pamatojoties uz pieļaujamo efektivitātes samazinājumu. pastiprinātājs un diapazoni no omu daļas beigu posmā līdz vienības kOhm mazjaudas kaskādēs, lai ΔU =(0,1…0,2)E K. Tad kondensatora kapacitāte S F audio frekvences var sasniegt desmitiem Un simtiemμF, un lai to aprēķinātu, var izmantot aptuveno formulu

S Ф > 10⁄ (2π F Н R Ф)

Pamata dalītājs R B1 R B2.

Divi rezistori R B1 Un R B2, savienots virknē saskaņā ar pastāvīgs strāva starp barošanas kopni E K un kopējais vads ir bāzes dalītājs barošanas spriegumu un veido sākotnējo bāzes novirzi U 0B = U B – U E starp tranzistora V1 bāzi un emitētāju. Tāda ir spriedze U 0b nosaka tranzistora darbības režīmu: A, B vai AB.

Jo mazāka ir rezistoru pretestība R B1 R B2 jo augstāka ir kaskādes temperatūras stabilitāte, bet tajā pašā laikā kaskādes ieejas pretestība ir nepieņemami samazināta mainīgs strāva R IN~, par kuru R B1, R B2 Un R VX. V~(tranzistora ieejas pretestība) iekļauts paralēli.

R ВХ~ =(R VX. V~∙ R B) ⁄ (R VX. V~ +R B), Kur R B =(R B1∙ R B2) ⁄ (R B1+ R B2)

Tāpēc tipiskās bāzes dalītāja rezistoru vērtības priekšpastiprinājuma posmiem ir: R B1 – desmitiem kOhmu, R B2 – mērvienības – desmitiem kOmu.

Kolektora slodzes pretestība RK.

Rezistors R K veido plūsmas ceļu miera kolektora strāvai Es 0K, ko nosaka izvēlētais tranzistora V1 darbības režīms (A, B vai AB).

Komutatora slodze ar lielu pretestību R K ietekmē tranzistora pastiprinošās īpašības, jo izejas dinamiskās īpašības slīpuma leņķis ir atkarīgs no tā vērtējuma. Jo lielāka ir rezistora pretestība R K(desmitiem kOmu), jo lielāks ir kaskādes sprieguma pieaugums K U un, otrādi, jo mazāk R K(simtiem omu) – jo lielāks strāvas pastiprinājums K I.

Maksimālais jaudas pieaugums būs salīdzināmās vērtībās R K Un R OUT V~(tranzistora izejas pretestība maiņstrāvai).

Saskaņā ar maiņstrāvas signālu, kolektora slodzes pretestība R K savienots paralēli R OUT V~ un var izraisīt nepieņemamu kaskādes izejas pretestības samazināšanos R OUT~ .

Automātiskā slīpuma rezistors R E.

Tranzistora emitētāja strāva Es E(kā pastāvīgs Es 0E tik un mainīgs Es esmu E), kas plūst caur rezistoru R E pāri veido sprieguma kritumu U E. Šis spriegums ir atgriezeniskās saites spriegums U OS, jo tas ir saistīts ar tranzistora ievades parametriem ar izteiksmi: U 0B = U B – U E,

Kur U B– spriegums V1 pamatnē, mērot attiecībā pret kopējo vadu.

Kā tiks pierādīts turpmākajās tēmās, negatīvās atsauksmes (NF) iebilst mainot pastiprinātāja posma parametrus, nodrošinot tā režīma, tai skaitā temperatūras, stabilizāciju.

Piemēram, temperatūras paaugstināšanās tºС izraisa emitētāja strāvas palielināšanos Es 0E Un U E, bet tas automātiski samazina sākotnējo bāzes nobīdi U 0B = U B – U E, kas izslēdz tranzistoru un rezultātā samazina emitētāja strāvu, kompensējot tā atkarību no temperatūras. Līdz ar to nosaukums R E- rezistors automātiskā nobīde. Tādējādi DC OOS labvēlīgi ietekmē pastiprinātāja posma darbības režīma stabilitāti.

Bet signāla strāvas plūsmas dēļ Es esmu E cauri R E OOS veido mainīgs strāva, kas, diemžēl, samazina kaskādes pastiprinājumu. Savienojot paralēli ar rezistoru R E augstas kapacitātes kondensators S E, ir iespējams samazināt emitētāja ķēdes ekvivalento pretestību par vairākām kārtām zemākajām darba frekvencēm.

Kondensators S E izstrādāts, lai novērstu negatīvas atsauksmes par maiņstrāva, kā rezultātā var izvairīties no pieauguma samazināšanās.

Izolējošie kondensatori C P1 C P2– likvidēt savienojumu starp kaskādēm līdz pastāvīgs strāva Ja to nav, visu viens ar otru galvaniski (tieši) savienoto tranzistoru darbības režīmi būs savstarpēji atkarīgi. Turklāt nelielas izmaiņas pirmā tranzistora režīmā pastiprinošo īpašību dēļ izraisīs nepieņemamas izmaiņas pēdējā režīmā.

Ultraskaņas audio frekvences pastiprinātāju starppakāpju atdalīšanas kondensatora jauda sasniedz desmitiem Un simtiem mikrofaradu(µF) un izejas savienojuma kondensators skaļruņa priekšā - tūkstošiemµF. Augstfrekvences ķēdēs kapacitāte S R samazinās apgriezti darba frekvencei. Izmantojot lauka efekta tranzistoru ar lielu ieejas pretestību, C P ir akcijasµF (piemēram, 0,1 µF).

2. Pastiprinātāja posma darbības princips(22. att.)

Atpūtas režīmā(ja nav signāla) kolektora strāvas nemainīgā sastāvdaļa Es 0K plūst no + E K cauri R K, pāreja EC VT 1, R E, -E K. Kolektora sprieguma līdzstrāvas sastāvdaļa, ja ņemam vērā I 0E ≈ I 0K, ir vienāds ar:

U 0K = E K - I 0K (R K + R E)

Pastiprināšanas režīmā, kad signāls tiek ievadīts kaskādes ieejā, kolektora ķēdes strāvas mainīgā sastāvdaļa Es esmu K plūst caur vairākām paralēlām ķēdēm:

1. EC VT 1 → C P2 → EB VT 2 →-E K (kopējais vads);

2. EK VT 1 → R K → S F →-E K;

3. EK VT 1 → S р2 → R B1 → S Ф →-E K;

4. EK VT 1 → C P2 → R B2 →-E K.

Tādējādi slodzes pretestība priekš mainīgs signāla strāva R n~ ir līdzvērtīga pretestība paralēli iekļauts R K, R B1, R B2, R VX. V 2,

R N~ =(R K∙ R IN.SL.) ⁄ (R K+R IN.SL.),

Kur R VX.SL= (R VX. V 2~ ∙ R B1∙ R B2) ⁄ (R VX. V 2~ ∙ R B1 + R VX. V 2~ ∙ R B2 + R B1∙ R B2)

22. att. Pastiprinātāja pakāpes diagramma ar OE.

Noderīga ir tikai pastiprinātā signāla izejas strāvas sastāvdaļa Es esmu B2, plūst cauri pirmajam no uzskaitītajiem zariem, jo ​​tikai tas tiks pastiprināts nākamajā pastiprināšanas posmā. Atlikušās tiešās un maiņstrāvas, kas plūst caur tranzistora saistošajiem elementiem, novedīs pie strāvas avota un signāla enerģijas izkliedes, samazinot kaskādes efektivitāti.

Signāla pāreja un apstrāde pastiprinātāja posma ķēdēs ir skaidri redzama no oscilogrammām 22. attēlā redzamajos ķēdes raksturīgajos punktos.

Kad signāls tiek pievadīts kaskādes ieejai U m .ВХ iepriekš nemainīgi spriegumi ķēdē U 0B, U 0K, U 0E kļūs pulsējošs U m B, U m K, U m E, mainās sinhroni ar ieejas signāla amplitūdu. Oscilogrammas parāda, ka signāla spriegums U m B, U m K, U m E, tiks nobīdīts attiecībā pret laika asi pozitīvajā vai negatīvajā reģionā par konstanto potenciālu daudzumu šajos punktos U 0B, U 0K, U 0E, atkarībā no barošanas avota polaritātes “+ E K” vai “-E K”.

Tikai tad, kad tranzistors ir ieslēgts vienu reizi saskaņā ar ķēdi ar OE, izejas signāla fāze (oscilogrammas Um K Un kā sekas U m .OUT), noņemts no kolektora, mainīsies par 180º. Tāpēc tiek izsaukta kaskāde ar tranzistoru, kas ir ieslēgts saskaņā ar ķēdi ar OE apgriezti . Citai tranzistora ieslēgšanai ar OK un OB brīvdiena Un ievade signāli vienmēr atbilst Autors fāze.

Lai noteiktu tranzistora savienojuma ķēdi ar OE, OK, OB, jums jāizmanto šāds noteikums (OE piemērs):

Ja ievades signāls tiek pielietots pamata tranzistora ķēde, un izeja tiek noņemta no kolekcionārs, tad trešais elektrods - emitētājs, ir ģenerālis ieejas un izejas signālam neatkarīgi no tā, kā tas ir iekļauts ķēdē.

23. un 24. attēlā parādītas shēmas ar tranzistoru iekļaušanu ar kopēju kolektoru OK un kopīgu bāzi OB un parādītas to īpašības.

23. att. Pastiprinātāja posma diagramma ar OK.

Svarīgas pastiprinātāja pakāpes īpašības ar tranzistoru, kas savienots ar OK:

1. Liela ieeja R BX (desmitiem kOmu) un maza jauda ( desmitiem omu) pretestība , kas uzlabo koordināciju ar iepriekšējiem un nākamajiem posmiem.

2. Ieejas signāls nav invertēts, t.i. ievade U VX un brīvdiena U ĀRĀ signāli ir fāzē (φ = 0).

3. Sprieguma pieaugums ir mazāks par vienību ( K U< 1 , Bet K I >> 1).

24. att. Pastiprinātāja pakāpes diagramma ar OB.

Tranzistora pastiprinātāja pakāpes ar OB īpašības ir pretējas kaskādes ar OK īpašībām. Kaskādes ar tranzistoru, kas ieslēgts saskaņā ar ķēdi ar OB, praktiski netiek izmantotas zemfrekvences ULF pastiprinātājos (ultraskaņas audio frekvencēs).

Zemfrekvences pastiprinātāji galvenokārt ir paredzēti, lai nodrošinātu noteiktu jaudu izvadierīcei, kas var būt skaļrunis, magnetofona ierakstīšanas galviņa, releja tinums, mērinstrumenta spole utt. Ieejas signāla avoti ir skaņas uztvērējs, fotoelements un dažādi neelektrisko daudzumu pārveidotāji elektriskajos. Parasti ieejas signāls ir ļoti mazs, tā vērtība ir nepietiekama normālai pastiprinātāja darbībai. Šajā sakarā jaudas pastiprinātāja priekšā ir iekļauts viens vai vairāki priekšpastiprinātāja posmi, kas veic sprieguma pastiprinātāju funkcijas.

ULF sagatavošanas posmos rezistori visbiežāk tiek izmantoti kā slodze; tie tiek montēti, izmantojot gan lampas, gan tranzistorus.

Pastiprinātājus, kuru pamatā ir bipolāri tranzistori, parasti montē, izmantojot kopēju emitētāja ķēdi. Apskatīsim šādas kaskādes darbību (26. att.). Sinusoidālā viļņa spriegums tu iekšā caur izolācijas kondensatoru tiek piegādāts bāzes izstarotāja sekcijai C p1, kas rada bāzes strāvas pulsāciju attiecībā pret konstanto komponentu Es b0. Nozīme Es b0 nosaka avota spriegums E k un rezistoru pretestība R b. Bāzes strāvas izmaiņas izraisa atbilstošas ​​izmaiņas kolektora strāvā, kas iet caur slodzes pretestību R n. Kolektora strāvas mainīgā sastāvdaļa rada slodzes pretestību Rk amplitūdas pastiprināts sprieguma kritums tu esi ārā.

Šādas kaskādes aprēķinu var veikt grafiski, izmantojot tos, kas parādīti attēlā. 27 tranzistora ieejas un izejas raksturlielumi, kas savienoti saskaņā ar ķēdi ar OE. Ja slodzes pretestība R n un avota spriegumu E k ir doti, tad kravas līnijas novietojums tiek noteikts pēc punktiem AR Un D. Tajā pašā laikā punkts D dots pēc vērtības E k, un punkts AR- elektrošoks Es uz =E k/R n. Slodzes līnija CDšķērso izejas raksturlielumu saimi. Mēs izvēlamies darba zonu uz slodzes līnijas tā, lai signāla kropļojumi pastiprināšanas laikā būtu minimāli. Šim nolūkam līnijas krustošanās punkti CD ar izejas raksturlielumiem jāatrodas pēdējās taisnajās daļās. Vietne atbilst šai prasībai AB kravas līnijas.

Darbības punkts sinusoidālajam ievades signālam atrodas šīs sadaļas vidū - punkts PAR. Segmenta AO projekcija uz ordinātu asi nosaka kolektora strāvas amplitūdu, un tā paša segmenta projekcija uz abscisu asi nosaka kolektora sprieguma mainīgās komponentes amplitūdu. Darbības punkts O nosaka kolektora strāvu Es k0 un kolektora spriegumu U ke0 kas atbilst atpūtas režīmam.

Turklāt punkts O nosaka bāzes miera strāvu Es b0 un līdz ar to arī darbības punkta pozīcija O" uz ieejas raksturlielumu (27. att., a, b). Uz punktiem A Un IN izejas raksturlielumi atbilst punktiem A" Un IN" par ievades raksturlielumu. Līnijas segmenta projekcija A"O" x ass nosaka ieejas signāla amplitūdu U in t, pie kura tiks nodrošināts minimālo kropļojumu režīms.

Stingri sakot, U in t, ir jānosaka pēc ievades raksturlielumu saimes. Bet tā kā ievades raksturlielumi pie dažādām sprieguma vērtībām U ke, nedaudz atšķiras, praksē tie izmanto ievades raksturlielumu, kas atbilst vidējai vērtībai U ke=tu 0.