Дифференциальдық күшейткіш каскадтар

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 27 бет
Таңдаулыға:

1.1 Күшейткіштің туралы түсінік
Күшейткіш - қорек көзінен жүктемеге жүретін энергия ағынын басқаратын электронды қондырғы. Басқаруды талап ететін қуат жүктемеге берілген қуаттан көбінше аз, ал кіріс және шығыс (жүктемедегі) сигналдар формасы сәйкес .(1.1-сурет)

1.1-сурет. Күшейткіштің жүру жолы
Күшейткіштерді жіктеу. Барлық күшейткіштер келесі белгілер бойынша жіктеледі:
- күшейтілетін сигналдың жиілігі бойынша: ондаған герцтан ондаған немесе жүздеген килогерцті сигналдарды күшейту үшін арналған төменгі жиіліктегі күшейткіштер (ТЖК); бір немесе ондаған мегагерцтегі сигналдарды күшейтуге арналған кең жолақты күшейткіштер; жоғарғы жиілікті күшейткіштер; аралық жиілігті күшейткіштер; аралық жиілікті күшейткіштер, тұракты ток күшейткіштер, айнымалы ток күшейткіштер;
- күшейтілетін сигналдардың түріне байланысты:
гармоникалық сигналды күшейткіштер, импульсті сигналды күшейткіштер болып бөлінеді;
- күшейткіштің қызметіне байланысты: магнитофон, теледидар, өлшеу, - радиолакациялык; және т.б. күшейткіштер;
- колданылатын күшейткіш элементтеріне байланысты транзисторлы, лампылы, магнитті, диодты, микросхемалы және т.б. Бір күшейткіш элементінің күшейтуі тәжірибе жүзінде жеткіліксіз, сондықтан күшейткіштер бірнеше күшейткіш элементтерін пайдаланады, мұндай күшейткіштерді көпкаскадты күшейткіштер деп атайды. Күшейткіш қасиетін сипаттайтын және олардың, бұрмалану ендіру мәндерін олардың негізгі көрсеткіштері деп атайды. Олардың құрамына: шығыс және кіріс көрсеткіштері, күшейту коэффициенті, пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК), жиілікті, фазалық және өту сипаттамалары, өздік бөгеу деңгейі, сызықсыздық тұрақтылық және сенімділік кіреді.

1.2 Күшейткіштің түрлері
Дифференциалдық күшейткіш

Тұрақты тоқ күшейткіштері уақыт бойынша өте жәй өзгеретін сигналдарды, соның ішінде жиілігі нөлге тең, яғни тұрақты тоқ сигналдарын күшейтуге арналған. Міне, сондықтан ТТК-нің амплитудалы - жиіліктік сипаттамасы 12.1-Суретте көрсетілгендей болады.
Тұрақты тоқ күшейткіштері электрондық моделдейтін машиналар мен кернеулерді цифрлық кодқа түрлендіргіштердің негізгі элементтері болып табылады. Сонымен қатар, электрлік және электрлік емес сигналдарды автоматтық түрде реттеуде және өлшеуіш құрылғыларда кеңінен қолданылады.

12.1 - Сурет
Тұрақты тоқ күшейткіштерінің басқа күшейткіштерге қарағанда мынандай ерекшеліктері бар :
1) Каскадтар арасындағы байланыс элементтері реттеу реактивтік элементтерді (С,L,трансформаторды) қолдануға болады. Сондықтан әрбір каскадтың (екі көрші каскадтың) жұмыс нүктесін анықтайтын потенциалдар деңгейін бір - бірімен келістіру керек, сонымен қатар күшейтілетін сигналдар кезін күшейткішпен, ал ТТК - нің шығысын жүктемемен келістіру керек;
2) Дрейфке байланысты. Шығыс кернеудің кіріс кернеу жоқта, күшейткіштің ішіндегі процестер әсерінен туатын өзгерулерін күшейткіштің "ноль дрейфі" деп атайды. Абсолюттік ноль дрейфі - ∆Uшығ др. , берілген уақыт аралығында тұйықталған кірісте, шығыс кернеудің максимальды өзгеруімен анықталады.
Дрейфдің себептері болып келесі тұрақсыздандыратын факторлар айтылады :
а) қоректену көзінің тұрақсыздығы;
б) ТТК-нің транзисторларының температураның өзгеруіне байланысты дрейфі;
в) схеманың элементтерінің біртіндеп ескіруінен болатын дрейф;
г) транзисторлардың эмиттерлерінің инжекциялық қасиеттерінің тұрақсыздығы.
Тұрақты тоқ күшейткішінің сапасын күшейткіштің кірісіне келтірілген дрейфтің кернеуімен (келтірілген дрейф деп аталады) бағалайды, яғни
Uдрк = ∆Uшығ др. Ku , мұнда Ku - күшейткіштің кернеу бойынша күшейту коэффициенті.
Дрейфті азайту тәсілдері :
1) стабилизацияланған (тұрақтандырылған) қоректену көздерін қолдану;
2) терең теріс кері байланысты қолдану (дрейфтің барлық түрлерін азайтады);
3) жұмыс режимін термостабилизация жасайтын схемалар қолдану;
4) шектелген тұрақсыздығы бар ТТК схемаларын (жұп схемалар, параллельді ө балансты схемалар) қолдану.
5) тұрақты тоқ сигналдарын айнымалы тоқ сигналдарына айналдырып, күшейтіп алып, қайтадан тұрақты тоққа айналдыру схемалары (модуляция және демодуляция схемалары).
Дифференциальдық күшейткіш каскадтар.
ТТК-ның дрейфін азайтудың шұғыл амалы - параллельді - байланысты (дифференциальдық) каскадтарды қолдану болып табылады. Дифференциальдық каскадтың қарапайым түрі 12.2-Суретте көрсетілген.Балансты схема деп аталуы, бұл каскадтың шығыс тізбегі балансталған көпір болып табылады, оның бір диагоналына қоректену көзі қосылып, ал екінші диагоналына шығыс кернеу (3-4 нүктелерінің арасына) қосылады. Көпірдің бірінші екі иығындағы бірінеөбірі параллель резисторлар RK1 мен RK2 біріне-бірі шама жағынан тең де, ал екінші иығындағы біріне-бірі параллель екі транзистор көрсеткіштері бірдей болатындай етіліп тандап алынады. Сондықтан, жалпылай схема параллельді балансты деп аталады. Және схема өте симметриялы. Осындай резисторлары RK1 мен RK2 біріне-бірі тең, бірдей транзисторлары T1 мен T2 бар идеальды каскадта қоректену көзінің кернеу өзгеруі толығымен баланстанады да каскадтың шығу тізбегінде кернеу нольге тең болады. Rэ - резисторы транзисторлардың тоғын тұрақтандыру үшін қойылған. Дифференциальдық каскадтың кірісіне (1 және 2 нүктелері арасында) кіру сигналдары Uкір1 мен Uкір2 - лерді берсек, онда каскадтың шығысындағы кернеу (3 пен 4 нүктелерінің арасындағы)
Uшығ = Uк2 - Uк1 = Kд (Uкір2 - Uкір1) (39)

Мұнда Kд - дифференциальдық сигналдыкүшейту коэффициенті. Сондықтан, каскадтың дифференциальдық деп аталуы: 1) ол тек қана дифференциальдық айырмашылдық сигналдарды күшейтеді; 2) бірінші және екінші кірістер арасындағы сигнал кернеуінің айырмасын. Uкір2 - Uкір1айырымы, 3) Uкір2 мен Uкір1 кернеулерінің белгілері әртүрлі болса, яғни фаза бойынша қарама-қарсы болса ғана өте үлкен болады, себебі бұл жағдай олардың абсолюттік мәндері қосылады : мұндай кіріс сигнал дифференциальдық кіріс сигнал деп аталады. Егерде, Uкір2 мен Uкір1 бірдей фазада болса, онда сигнал синфазалы деп аталады. Дифференциальдық каскадтың симметриялық кірісіне (1 және 2 нүктелер арасында) симметриялы синфазалы сигнал берсек, яғни Uкір2 = Uкір1 , онда олардың айырымы нольге тең болады да, симметриялық дифференциальдық каскадтың шығысында сигнал болмайды (бұл (1) формадан көрініп тұр).
Сөйтіп, дифференциальдық каскад синфазалық сигналды әлсіретіп, дифференциальдық сигналды күшейтеді.
Бірақ, шындығында дифференциальдық каскад толығымен симметриялы бола алмайды, себебі дәлме-дәл бірдей Rк1 мен Rк2 - ны, көрсеткіштері тура бірдей T1 мен T2 транзисторларын таңдап алуға болмайды. Сондықтан, синфазалық сигнал бергенде дифференциальдық каскадтың шығысында кішкентай кернеу ∆Uсф болады.
Синфазалық сигналды күшейту коэффициенті
Kсф = ∆Uсф ∆Uкір сф . (40)

Тұрақты ток күшейткіштерінде (ТТК-ларда) жаппай (барлық жерде) дерлік келесі бетте келтірілген схема қолданылады(12.2-Сурет).

Келесі транзисторлар: TR1 және TR2 арнайы бірдей сипаттамаларымен таңдап алынады. Әсіресе маңызды жағдай - бұл сипаттамалар температураның өзгеруі - мен бірдей өзгеруі тиіс. Егер күшейткіш (ТТК) дискретті компоненттер негізінде жиналатын болса, онда транзисторлар ерекшк ұқыптылықпен таңдап алынады да, температуралар теңдігін ұстап тұру үшін олар жылу әкеткіштермен қамтамасыздандырылады. Күшейткішті интегралыдқ түрде қалыптастырғанда сипаттамалар автоматты түрде дәлдеседі, ал температуралық тұрақтылық микросхеманың корпусымен қамтамасыздандырылады.

12.2-Сурет Тұрақты токтың диффиренциялдық күшейткіші.
Интегралдық технология ыңғайымен жоғарыда айтылған мәселелерді шешудің нәтижесінде Vbe кернеудің өзгерістері коллекторлық кернеудің бірдей өзгеруіне келтіреді. Ал, егер R3-резисторды шамасы тұрақты ток көзі ретінде қарастырсақ, онда коллекторлық токтарға және кернеуге ештеңе әсер етпейді десе де болады. Оның үстіне, TR1 және TR2 транзисторлардағы жүретін өзгерістердің бәрі болатындықтан дифференциялды шығыс кернеу өзгеріссіз болып қала береді.
Бастапқы токтың (коллектор тогының) өзгерулері транзисторлардың екеуіне де бірдей болатындықтан шығыс кернеуінің айтарлықтай өзгерісіне келтірмейді.
ТТК-ның кірістеріне амплитудасы және фазасы бойынша бірдей екі кіріс сигналдары келіп түссін делік. Бұл сигналдар транзистордың екеуінде де коллектор тогының бірдей өзгеруін береді, ал бұның нәтижесінде шығыс кернеуі нөлге тең болып шығады. Егер кіріс сигналдар айырмашылықта болса, коллекторлық тоқтар да айырмашылықта болады. Бұл жағдайда шығыс кернеу екі кіріс сигналдар кернеулерінің күшейтілген айырымы болып табылады. Міне сондықтан да бұл күшейткіштер дифференциялдық деп аталады.
Дифференциалдық күшейткіштің (ДК-ның) маңызды сипаттамасы келесі. ДК дифференциалдық сигналды, яғни кірістегі кернеудің айырымын, (кіріс сигналдың өздерін емес) күшейту қабілеті.
Мысалы, V1=0.1мB, V2=0B, Vout=50мВ болсын делік. Дифференциалдық сигналдың күшейту коэфиценті келесі болып шығады:
Ad= 500.1=500
Егер кіріс кернеулерінің шамалары 1 мВ- ке өссе: V1=1.1мВ,V2=1мВ шығыстағы кернеудің шамасы келесіге тең болып шығады: Vout=52мВ. Олай болса синфазалық кіріс сигналдың күшейту коэффиценті келесіге тең:
Ac=(52-50)1=2
ДК-нің дифференциялдық сигналдарды күшейту және синфазалы сигналдарды басу қабілеті синфазалы сигналды бәсеңдету коэфиценті (ССБК) деп аталады да, келесі өрнекпен анықталады:
ССБК=AdAc
Жоғарыда қарастырылған күшейткіштің ССБК-сы 250-ге тең. Интегралдық ДК-лардың ССБК мәндері үлкен болатындықтан оларды деңибеллдермен беріледі.
Мысалы, 741 тобырының операциялық күшейткішінің ССБК-сы 90дБ
ССБК-ны жақсарту үшін 12.2-Суретте көрсетілген R3 резистордың сипаттамаларын шамасы тұрақыты болып тұратынток генераторының сипаттамаларына жақындату керек. Бұны ток генераторының кедергісін арттыру жолымен орындауға болады, себебі кедергінің өсуі теріс қоректендіру кернеуінің абсолют мәнінің өсуіне келтіреді. Әдетте ТТК-ның қоректендіру кернеуі +-15В болады да, бұл шама практика жүзінде R3 резистор кедергісін өсіру мүмкіндігін шектейді.
ССБК-ның жақсартылуын келесі әдісті қолданып орындауға болады. Эмиттерлік тізбектегі R3-резисторды 8-Суретте көрсетілгендей транзисторлық тоқ көзімен алмастырып та орындауға болады.

12.3-Сурет ССБК-сы үлкен дифференциялды күшейткіш(ДК)
ZD1-стабилитрон TR3-транзистордың эмиттеріндегі кернеуді беріп тұрады. Бұл транзистордың коллекторлық тоғы дифференциалдық жұптың транзисторларының эмиттерлеріне келіп түседі. Егер транзисторлық дифференциалдық жұптың эмиттерлеріне шамасы(мәні) тұрақты ток түсіп тұрса ССБК-ның өте жоғары дәрежесіне жетуге болады.
Трансформаторсыз қуат күшейткіші
Транзисторлы қуат күшейткіштерінде төменгі Омды жүктемені және шығыс кедергіні келістіру үшін трансформаторды қолданбаса да болады (5.21-сурет).Rж жүктеме резисторы СЗ бөлгіш арқылы қосылған (оны, сонымен қатар, оң полюсті қорек көзіне де қосуға болады). U0 кернеуі қореқ кернеуінің жартысын, яғни Ек құрайды. Ек кернеуіне дейін зарядталған СЗ конденсаторы VT1 транзисторы жабық, ал VT2 транзисторы ашық болғанда, В немесе АВ режиміндегі қорек көзі ретінде де қолданылады. Мұндай схеманы қарапайым қуат күшейткіштеріне пайдаланады.
Бір өткізгіш түрдегі транзисторды басқару үшін тең және қарама-қарсы фазалы сигналдар қажет. Сонымен қатар, VTV транзисторы ортақ коллектормен, ал VT транзисторы ортак; эмиттермен қосылған, сондықтан VT2 транзисторының кіріс кедергі шамасы VTх транзисторымен салыстырғанда біршама үлкен.

5.21-сурет. Бір қорек көзді трансформаторсыз екі тактілі каскадты қуат күшейткіші
Кеңалқапты каскад және арнайы қызметтегі каскад
Кеңалқапты күшейткіштердіц ерекшеліктері
Кеңалқапты күшейткіштер дыбыстың жиілікті кейбір спецификалық ерекшеліктерімен ажыратылады.
Себебі, кеңалқапты күшейткіштерде электрлік сигналдарды өте кең жиілік жолағына күшейтуді талап етеді - бірлік немесе ондық герцтен бірнеше мегагерцке дейін оларда резисторлы каскад қолданылады (жиіліктік, фазалық және өту сипаттамалары). Тегістеуіш кеңалқапты каскадтар гармоникалық сигналмен коса импульсті сигналды да күшейтуге қолданылады. Кеңалқапты күшейтуде жоғарғы жиілікті деп аталатын, транзисторлар пайдаланылады, олар ток беру коэффициентінің жоғарғы жиілік шамасы немесе кіріс эквивалентті сыйымдылығы аз және үлкен ТІКТІЛІК сипаттамасы бар арнайы экрандалған шамдарға ие. Кеңалқапты каскадтағы транзисторлар, әдетте ортақ эмиттерлі немесе бастау, ал шамдар - ортақ катодты болып қосылады.
Өткізу алқабының ʄx жоғарғы шекарасының жоғарғы мәнімен байланысты кеңалқапты күшейткіштің ерекшеліктерін қарастырайық.Жиілік өткізу алқабын үлкейту үшін (fx көбеюі үшін) коллекторлы R немесе анодты жүктеменің резисторын азайту керек. Бірақ R азайғанда каскадтың күшейту коэффициенті төмендейді, сондықтан кеңалқапты каскадтарда fж жоғарғы жұмыс жиілігіне қарағанда күшейту коэффициенті аз болады. Кор аз шамасы тиімсіз, себебі бұған байланысты күшейткіштің каскад саны да көбейеді, ол өз алдына күшейткішті күрделендіріп, жұмыс сенімділігін төмендетеді. Сондықтан кеңалқапты каскадтың сапасын сипаттайтын маңызды көрсеткіші Ко орта жиілік аймағындағы кернеу күшейту коэффициентінің жоғарғы жиілік шекарасына fжш туындысы болып табылады, жиіліктік сипаттаманың пропорционалдық ауданын П деп, каскадтың күшейту ауданы:
П꞊Кор ʄжш
Күшейту ауданының каскадта қолданылатын күшейткіш элементі және оның жүктеме кедергісіне тәуелділігін қарастырайық. Өрісті транзисторлы немесе электродты шамды резисторлық каскадты күшейтудің ауданын анықтауға болады:

Алынған мән - өрісті транзисторлы немесе электродты шамды кеңалқапты резисторлық каскадтың күшейту ауданы, оның жүктеме кедергісіне байланысты еместігін көрсетіп тұр, ал сипаттаманың тіктілігімен S және сыйымдылығымен С0 анықталады. RЯэкаж каскадының жүктеме кедергісін төмендеткенде, күшейту коэффициенті жоғарғы шекаралык; жиілік неше есе өссе, сонша есеге төмендейді, сондықтан олардың туындысы түрақты болады. Осыдан шығады:
Кор ꞊Пty 0.35꞊П fжш яғни неғүрлым каскадтың күшейту ауданы үлкен болса, соғүрлым ол берілген жүмыс жиілікте неме-се уақытта күшейту коэффициентін көп береді. Біраң үлкен тіктілікті сипаттамалары бар күшейту ауданы үлкен піамдар, үлкен анодты токқа және қуатқа ие.
Сондықтан, кеңалқапты каскадтағы қорек энергиясының шығынын азайту үшін қажетті күшейтуді және сигнал амплитудасын қамтамасыз ететін, аз энергияны тудыратын транзисторды немесе шамды алу қажет. Қазіргі кездегі кеңалқапты шамдардың өрісті транзисторларға қарағанда күшейту ауданы өте үлкен, бірақ шамды каскад қыздырма қуатын есептегенде қорек көзінен 1-2 Вт тұтынады, ал өрісті транзисторлы каскад тогы 5 мА, қорек кернеуі 8 В кезінде небәрі 0,04 Вт тұтынады, яғни 25- 30 есе аз.
Биполярлы транзисторлық каскадта жоғарғы шамадағы жүктеме кедергісін азайтқанда, күшейту де азаяды да, өрістік транзисторлы каскад сияқты жоғарғы шекаралық жиілік көтеріледі.
Жүктеме кедергісі 100 Ом және одан жоғары болғанда, биполярлық транзисторлы каскадты күшейту ауданы:
Жоғарғы жиілікті биполярлы транзисторлардың күшейту ауданы кеңалқапты шамдарға қарағанда бір-екі есе көп; бірақ жүктеменің аз кедергісінде (ондың Ом және одан аз), база кедергісінің әсерінен күшейтудін, төмендеуіне қарағанда жоғарғы шекаралық жиілік баяулап өседі, сондықтан R = 0 кезінде О-ге ұмтыла отырып, күшейту ауданы азаяды.
Биполярлы транзистордың күштілігі аз кеңалқапты каскадтың қорек энергиясының шығыны өрістік транзисторлы каскад қақарағанда біршама төмен.Сондықтан күшейту және қорек энергиясының шығынына байла-нысты кеңалқапты күшейту үшін ең жақсы күшейту элементі биполярлы транзистор болып табылады. Кеңалкапты күшейту үшін, әдетте резисторлы каскадты қолданады, себебі оларда жиіліктік жөне өту сипаттамалары жақсы; күшейтілетін каскадтың кеңдігін көбейту үшін және жиіліктік, өту сипаттамаларының формасын өзгерту үшін кеңалқапты каскадтарда қосымша тізбектер қолданылады, олар тегістеуші тізбек немесе тегістегіш тізбек болады.
Төменгі жиілік аймағында жиіліктік сипаттаманы және жоғарғы уақыт аймағында өту сипаттамаларын өзгертетін тізбек төменгі жиілікті тегістеу тізбегі деп аталады, ал жиіліктік сипаттаманы жоғарғы жиілікте және өту сипаттамасын төменгі уақыт аймағында өзгертсе - жоғарғы жиілікті тегістеу тізбегі.
Жоғарғы жиілікті тегістеу тізбегін қолдану жоғарғы жиілік аймағында орта жиіліктерде күшейту шамасын жоғалтусыз немесе Үж шамасын өзгертусіз жиіліктік бұрмалануларды төмендетуге мүмкіндік береді, басқаша айтқанда күшейту ауданын көтереді. Төменгі жиіліктерде тегістеу тізбегін қолдану бөлгіш және блокирацияланған конденсаторлардың сыйымдылығын немесе төменгі сыйымдылыңты конденсаторлар Үт өзгерусіз жиіліктік бұрмалануларды төмендетуге мүмкіндік береді.
Тегістегішті күшейткіштің жиіліктік сипаттамасын алуда немесе арнайы түрдегі жеке каскадтарды алуда колданады, мысалы беру сызықты жолында немесе басқа каскадтарда күшейтудің төмендеуін компенсациялайды.
Тегістеуші тізбектер жиілікпен қатар каскадтың фа-залық және өту сипаттамаларын да тегістейді.

Фазоинверсті каскад
Фазоинверсті каскад (5.30, а, в-сурет) екі тактілі қуат күшейткішімен басқарылатын қарама-қарсы фазалы сигналдарды және олардың бірдей шамаларын алу үшін қолданылады.
Uкір кіріс кернеу әсерімен базаның айнымалы тогы Іб = Uкір (R.+RK[ ), коллектордың айнымалы тогы Іэ = Іб( һ21+1) және эмиттердің айнымалы тогы каскадты кіріс каскады R эмиттер қайталағышы сияқты мына формуламен анықталады: Rкір = (І + h21э ) Ч(КЖ1ККRЭ).IЖ1 және Іж2 эмиттер және коллектор ток бөліктері Uшығ1 жэне Uшыг1 кернеу түсуін шақыра отырып, Rж1 және Rж2 жүктемелеріне түседі.
Аналогі эмиттерлі қайталағыш сияқты, каскадтағы Кц1 кернеудің күшейту коэффициенті эмиттер шығысы бойынша 1-ге жақын. Егер коэффициенті коллектор шығысы бойынша 1-ге жақын және КU1 тең. Бұл жағдайда коллектор мен эмиттердегі айнымалы кернеу құраушысының мәні бірдей және қарама-қарсы фазалы, өйткені ортақ эмиттерлі каскад Uкір фаза сигналын терістейді, ал ортақ коллекторлы каскад оны қайталайды.

5.30-сурет. а) жүктемесі бөлінген фазоинверсті каскад схемасы:
ә-б) уақыттық диаграммасы.

1.3 Күшейткіш каскадтың жұмыс принципі
Күшейткіш функциясын орындайтын аз бөлікті күшейткіш каскады деп атайды. Күшейткіштер бірнеше күшейту каскадтарынан түрады, олар бір-бірімен каскад аралық байланыста болады, осы байланыс көмегімен каскадтың шығыс сигналы екінші каскадтың кірісіне беріледі. Бірінші күшейту каскады, негізінен, сигнал кернеуін күшейтеді, мұндай каскадты алдын ала күшейту каскады дейді. Сигналдың қуатын күшейтетін каскадты соңгы каскад деп атайды. Күшейткіш каскадтарына қойылатын негізгі талап - кіріс сигналы, күшейткіштің шығысында бұрмаланусыз жаңғырту.
Транзистордагы алдын ала күшейту каскады
ОЭ транзистордағы алдын ала күшейту каскадының көп тараған түрі 5.17-суретте көрсетілген. Ішкі кедергілі Rі кіріс сигналы кернеу көзінен Uкір келеді.
С1 және С2 бөлгіш конденсаторлары тізбектей қосылған күшейту каскадтарының тұрақты ток бойынша тәуелсіз режим шақыруға және күшейтуге сигналы бойынша түрақты токпен олардың өзара байланысына қажет. R1 және R2 резисторлары эмиттерлі өтудің жұмыс нүктесіндегі Uбэжн тұрақты кернеуді қамтамасыз ететін базалы бөлгіш болып табылады. Rk резисторы VT транзисторының коллекторлы тізбекте тұрақты ток режимін қамтамасыз ету үшін қажет, ал Еэ резисторы температура диапазонында жұмыс нүктесінің эмиттерлі түрақтау үшін. Кернеу Uбэжн = U6-URэ. Төменгі жиіліктегі fm күшейтілетін диапазонның айнымалы ток бойынща Ro резисторын түйықтауға арналған Сэ конденсаторы Rc резисторының кедергісінен біршама аз болуы керек. Себебі жиілікті өсіргенде Сэ конденсаторының кедергісі азаяды, эмиттердің кернеуі тұрақты болады. R резисторы және Сс конденсаторы элементті сүзгі болып табылады. Rс резисторы, сонымен катар, жұмыс нүктесін коллекторлы тұрақтандырады. Сс, конденсаторы токтың айнымалы ңүраушысына Ек көзінен каскад түтынатын, төменгі кедергі тізбегін ңүрады.
Uк. кіріс сигналын бергенде, каскадтың кіріс тізбектерінде ІR1, ІR2; және Іб токтар пайда болады, олардың ішінен 1б - база тогының айнымалы құраушысы ғана пайдалы. Әдетте, ІR1 және IR2; токтары Іб - база тогынан біршама аз, себебі R1 және R2 разисторларының кедергілері һUэ транзисторының кіріс кедергісінен біршама үлкен. Іб - U {R+hn.) жуық. Коллекторлы токтың айнымалы құраушысы Iк = Іс h21э=Uкір һ21а = (Ri+h11э), екі токтан тұрады: пайдалы Iж және пайдасыз ІRк. RK және Rж резисторларына параллель қосылған Ік~ тогымен пайда болған түсу кернеуі күшейтілген шығыс сигналы болады.

Осы теңдікпен каскадтың күшейту коэффициентін кернеу бойынша анықтауға болады:

Ток және кернеу уақтылы диаграммасынан байқауға болады, Uб~ кірісіндегі айнымалы кернеу құраушысы және шығысындағы Uк~ -- Uшығ каскад қарама-қарсы фазалы, яғни ОЭ транзистордағы күшейту каскады кіріс сигналының фазасын қарама-қарсы өзгертеді.

5.17-сурет. Биполярлы транзистордагы алдын ала күшейту каскадының схемасы

2.1 Күшейткіш құрылғылардың негізгі техникалық параметрлері

Электронды күшейткіштің қасиеттерін сипаттайтын мәліметтер қосындысы оның көрсеткіштері деп аталады. Күшейткіштің негізгі техникалық көрсеткіштеріне мыналар жатады: күшейткішпен енгізілетін ток бойынша Кi, кернеу бойынша Кu және қуат бойынша Кp күшейту коэффиценттері, өткізу жолағының ені ΔF, сезімталдық, шығыс қуаты Ршығ, бұрмалану.
Күшейту коэффициенті деп шығыс сигналының кіріс сигналынан неше үлкен екенін көрсететін шаманы атаймыз.
Ток бойынша күшейту коэффициенті:

мұндағы Iшығ, Iкiр - сигналдың шығыс және кіріс токтары.
Ток бойынша күшейту коэффициентінен басқа кернеу бойынша Кu және қуат бойынша Кp күшейту коэффициенті қолданылады:

Егер күшейткіште К1, К2, К3,...,Кn коэффиценттерімен бірнеше күшейту каскадтары болс, онда күшейткіштің күшейту коэффициенті:

Қазіргі күшейткіштерде күшейту коэффициенті өте үлкен, сондықтан оны логарифмдік бірлікте (дБ) береді:

Қуат ток пен кернеу квадратына пропорционал болғандықтан: P = I2R=U2R, қуат бойынша күшейту коэффициенті (дБ):

Көпкаскадты күшейткіштің күшейту коэффициенті каскадтар күшеюінің коэффициенттер қосындысын білдіреді (дБ):

Кәдімгі күшейткіште әр түрлі жиіліктегі сигналдар әр түрлі күшейеді. Күшейту коэффициентінің сигнал жиілігіне тәуелділігі жиілікті сипаттама деп аталады. Ол 1.3 суретте көрсетілген. Бұл графикте Кор - максималды күшейту коэффициенті;
FжFт=ΔF - өткізу жолағының ені (Fж-жоғарғы шекті шекара, Fт-төменгі шекті шекара).

1.3 сурет - Жиілікті сипаттама

Жиілікті сипаттама графигіндегідей өткізу жолағының шектерінде күшейту коэффициенті өзгермейді. 3 дБ (25 - 30%) аспайтын жолақ шегінде күшейту коэффицентінің азаюын адам құлағы байқамайды. Күшейткіштің жұмыс жиіліктерінде күрделі сигналды құрайтын бірдей емес күшеюден жиілікті бұрмалану пайда болады. Шындығында, жиілікті сипаттамалы күшейткіш Fт төмен және Fж жоғары жиілікпен сигналдар Fор орташа жиілікті сигналымен салыстырғанда бірдей емес күшейтеді (1.3 сурет).
Жиілікті бұрмалану орташа жиіліктегі күшейту коэффициентінің анықталатын жиіліктегі күшейту коэффицентінің қатынасын көрсететін жиілікті бұрмалану коэффицентімен М бағаланады:

Жоғарғы және төменгі шекті жиіліктерде жиілікті бұрмалану коэфффиценті бірдей және мынаған тең:

Жиілікті бұрмалану коэффициенті децибелда өлшенуі мүмкін

Өткізу жолағының шегінде М=3дБ.
Егер күшейткіш бірнеше каскадтан тұрса және әрқайсысында жиілікті бұрмалану белгілі болса, онда жиілікті бұрмалану коэффициенті барлық күшейткіш үшін мына формуламен анықталады:

мұндағы М1, М2, М3,...,Мn - салыстырмалы бірлікте берілген жиілікті бұрмаланулар;
M1 (дБ), М2(дБ), М3(дБ), ... М (дБ) - децибелда каскадтардың жиілікті бұрмаланулары.
Күшейткіш сезімталдығы деп күшейткіш шығысында шығыс номинал кернеуі құрылу кезінде кіріске берілетін минималды сигналды атайды.
Шығыс номинал кернеу (қуат) - бұрмалану техникалық құжаттамада айтылған мәндерден аспаған кездегі ең жоғарғы шығыс кернеу (қуат).
Өзгеріссіз сигнал жиілігінде күшейткіштің шығыс кернеуінің кіріс кернеуіне тәуелділігі амплитудалық сипаттама деп аталады (1.4 сурет)

1.4 сурет - Амплитудалық сипаттама

Амплитудалық сипаттамада үш бөлім болады. Төменгі бөлікте онда бүгеліс болады, себебі күшейткіштің өзіндік шулары сигналдың амплитудасымен өлшенеді.
Ортаңғы бөлікте амплитудалық сипаттама сызықты. Бұл жұмыс бөлімі (АВ), онымен жұмыста сигнал формасының бұрмалануы болмайды, сызықты емес бұрмаланулар минималды болады.
Жоғарғы бөлікте транзистордың амплитудалық сипаттамасы бүгелісі болады. Егер кіріс сигналының амплитудасы күшейткіш жұмысы амплитудалық сипаттаманың бүгелген бөлімдерде болса, онда шығыс сигналда сызықты емес бұрмаланулар пайда болады. Сызықсыздық көп болған сайын, сигналдың синусоидалды кернеуі көбірек бұрмаланады, яғни күшейткіш шығысында сигналда болмаған жаңа тербелістер пайда болады. Сызықты емес бұрмалану дәрежесі сызықты емес ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.