Усиливаемого напряжения

Варикапы Широко применяются в схемах параметрических у9и-лителей, которые служат для усиления генерирования колебаний. При этом варикап включают в колебательный контур, состоящий из индуктивности L и емкости С0 ( 5.33, а) и на него подают управляющее синусоидальное напряжение Uc от вспомогательного генератора (генератор накачки). В результате из-за изменения параметра (емкости) колебательного контура возникают незатухающие колебания. Колебания усиливают подкачкой энергии в контур, что достигается при уменьшении емкости конденсатора в момент максимума напряжения и увеличения ее в момент прохождения напряжения через нуль. Как видно из 5.33, б, частота изменения емкости вдвое превышает частоту изменения усиливаемых колебаний.

Частотная характеристика усилительного каскада представлена на 8.11. Как видно из рисунка, при изменении частоты усиливаемых колебаний значение модуля коэффициента усилителя К. не остается постоянным.

/тк, амплитуду выходного напряжения UmR= коэффициент усиления по току Ki, выходную мощность Рвых, мощность, рассеиваемую на нагрузке постоянной составляющей тока коллектора PRO, полную потребляемую мощность в коллекторной цепи Р0, КПД коллекторной цепи т]. Проверить, не превышает ли мощность, выделяемая на коллекторе в режиме покоя PRO, максимально ДОПУСТИМУЮ МОЩНОСТЬ Рктах', в) С ПОМОЩЬЮ ВХОДНЫХ характеристик определить: напряжение смещения ?/БЭО) амплитуду входного сигнала UmE3< входную мощность РВХ, коэффициенты усиления по напряжению Ки и по мощности Кр, входное сопротивление каскада /?вх, сопротивление резистора RQ и емкость разделительного конденсатора Ср. Диапазон усиливаемых колебаний 80 Гц — 5 кГц.

Далее расчет ведем по семейству входных характеристик ( 8.49,а). Поскольку у транзисторов входные характеристики расположены близко друг к другу, то в качестве рабочей входной характеристики можно принять одну из статических входных характеристик, соответствующую активному режиму, например характеристику, снятую при ?/кэ= — 5 В. Это можно сделать в том случае, если источник усиливаемых колебаний работает как генератор тока, т. е. когда внутреннее сопротивление источника колебаний значительно больше входного сопротивления транзистора. Из графика находим:

его электрических цепей, несколько зависит от частоты / усиливаемых колебаний, а это приводит к изменению

нальным входным напряжением называется напряжение, которое нужно подвести к входу усилителя, чтобы получить на выходе заданную мощность. Входное напряжение зависит от типа источника усиливаемых колебаний. Чем меньше величина входного напряжения, обеспечивающего требуемую выходную мощность, тем выше чувствительность усилителя. Подача на вход усилителя напряжения, превышающего номинальное, приводит к значительным искажениям сигнала и называется перегрузкой со стороны входа. Если усилитель предназначен для работы от нескольких источников, то его вход рассчитывается обычно на наименьшее найряже-ние, которое дает один из источников, а другие источники сигнала включаются через делители напряжения.

Нелинейные искажения представляют собой изменение формы кривой усиливаемых колебаний, вызванное нелинейными свой-

Кроме того, усилители разделяются на усилители прямого усиления, в которых подводимые электрические колебания усиливаются непосредственно, без преобразования частоты этих колебаний, и усилители с преобразованием, в которых спектр частот усиливаемых колебаний преобразуется.

Кроме того, усилители разделяются на усилители прямого усиления, в которых подводимые электрические колебания усиливаются непосредственно, без преобразования частоты этих колебаний, и усилители с преобразованием, в которых спектр частот усиливаемых колебаний преобразуется.

Частотная характеристика усилительного каскада представлена на 8.11. Как видно из рисунка, при изменении частоты усиливаемых колебаний значение модуля коэффициента усилителя К не остается постоянным.

Фазовые характеристики ЛБВ определяются разностью фаз между колебаниями на входе и выходе в зависимости от различных факторов: частоты усиливаемых колебаний, изменения ускоряющего напряжения, тока пучка и т. д. Знание фазовых характери-

Как видно из рисунка, один из р — n-переходов (левый), рассматриваемый как выпрямитель, работает в проходном направлении, в то время как другой переход (правый) — в запорном. Оконечная часть кристалла, прилегающая к первому из переходов, получила название эмиттера, а вторая оконечная часть — коллектора. Промежуточйая область называется основанием триода. Ее ширина всегда мала и измеряется десятками (или даже единицами) микрон. Источник усиливаемых колебаний присоединяют между эмиттером и основанием, а усиленные колебания возникают в цепи коллектора

ностей оно, как правило, лежит в пределах от нескольких десятков ом до единиц кялоом. Выходное сопротивление усилителя ОЭ обычно больше входного, поскольку оно определяется сопротивлением RK, имеющим, как правило, значения несколько килоом. Это создает значительные трудности в работе усилителя с высокоомным источником усиливаемого напряжения и низко-омным нагрузочным устройством. Коэффициент усиления усилителя с учетом внутреннего сопротивления источника усиливаемо-

где Шн — нижняя угловая частота усиливаемого напряжения.

Коэффициент усиления усилительного каскада при этом будет уменьшаться. Явление уменьшения усиливаемого напряжения называется отрицательной обратной связью. Под обратной связью понимают передачу части выходного сигнала усилителя на его вход. Если эта передача снижает усиливаемое напряжение, то обратную связь называют отрицательной. Для ослабления отрицательной обратной связи параллельно резистору R3 включают конденсатор С3. Емкость конденсатора С3 выбирают таким образом, чтобы для всех частот усиливаемого напряжения его сопротивление было много меньше Ra. При этом падение напряжения на

где /н — наинизшая частота усиливаемого напряжения.

повторитель обладает большим входным и малым выходным сопротивлениями. Следовательно, его коэффициент усиления по току может быть очень высоким. Эмиттерный повторитель обычно применяют для согласования высокоомного источника усиливаемого напряжения с низкоомным нагрузочным устройством. В усилительных каскадах с общим коллектором температурная стабилизация обеспечивается основным резистором Ra, включенным в эмит-терную цепь.

Это явление, называемое отрицательной обратной связью, приводит к уменьшению коэффициента усиления усилительного каскада. Для его устранения параллельно резистору Rn включают конденсатор С„, сопротивление которого на самой низкой частоте усиливаемого напряжения должно быть во много раз меньше сопротивления резистора RH. При этом условии падение напряжения от тока истока 1„ на цепочке /?и — С„, называемой звеном автоматического смещения, очень небольшое, так что по переменной составляющей тока исток можно считать соединенным с общей точкой усилительного каскада.

полевого транзистора, определяемому стоковыми характеристиками, графическим решением уравнения для выходной цепи рассматриваемого усилительного каскада являются точки пересечения линии нагрузки со стоковыми характеристиками. Определяя по этим точкам значения тока /с для различных значений напряжения U3 между затвором и стоком, можно легко построить динамическую переходную характеристику Ic=f(U3) ( 5.15,а) для данного значения сопротивления резистора /?с. Рабочая точка П в режиме покоя обычно соответствует середине линейного участка динамической переходной характеристики, так как при этом нелинейные искажения усиливаемого напряжения минимальны. Выбрав положение рабочей точки, находят сопротивление резистора звена автоматического смещения:

где /н — наинизшая частота усиливаемого напряжения.

Истоковые повторители, так же как и эмиттерные повторители, чаще всего применяют в качестве вспомогательных усилительных каскадов для согласования высокоомных источников усиливаемого напряжения с низкоомными нагрузочными устройствами.

В зависимости от положения рабочей точки в режиме покоя на характеристиках транзисторов, а также значения усиливаемого напряжения различают три основных режима работы усилительных каскадов, или классов усиления: А, В и С. Основными характеристиками этих режимов являются нелинейные искажения и к. п. д.

Режим А. Режим А характеризуется тем, что рабочую точку П в режиме покоя выбирают на линейном участке (обычно посередине) входной и переходной характеристик транзистора. На 5.18 для режима А показано положение рабочей точки на переходной характеристике, линии нагрузки и выходных характеристиках транзистора. Значение входного напряжения в режиме А должно быть таким, чтобы работа усилительного каскада происходила на линейном участке характеристики. В этом случае нелинейные искажения усиливаемого напряжения будут минимальными, т. е. при подаче на вход усилительного каскада гармонического напряжения форма выходного напряжения будет практически синусоидальной. Благодаря этому режим А широко применяют в усилителях напряжения. Однако он имеет и существенный недостаток — очень низкий к. п. д. усилителя.