Променливотоков усилвател


Категория на документа: Други


В повечето случаи, под усилвател се разбира устройство, което увеличава амплитудата на един сигнал. Усилватели има в различни области от техниката и в различни изпълнения, но най - често този термин се употребява за електрическа схема, при която входният сигнал - напрежение или ток, поражда изходен сигнал със същата форма, но усилен многократно.

От това се вижда, че вградения в него електронен елемент и захранващо напрежение имат предназначение да увеличат амплитудата на напрежението, тока или да увеличат мощността на един електрически сигнал. На практика, усилването, това е регулиране на мощността от захранващ източник, като се следва формата на входния сигнал.

1. Блокова схема на променливотоков усилвател с транзистори

Фигура 4

На фигура 4 е представена блоковата схема на проектираният от нас променливотоков усилвател с транзистори, която включва следните блокове:
* Вход - осигурява параметрите на входната верига за усилвателя ;
* Променливотоков усилвател - съдържа четири блока (ОК, ОЕ, ОЕ, ОК), които реализират отделните стъпала на усилвателя;
* Изход - осигурява параметрите на изходната верига и различните коефициенти на усилване;
* Токозахранващо устройство - използва се за захранване на транзисторите в отделните стъпала на променливотоковия усилвател.
2. Проектиране и изчисляване на отделните стъпала и части на усилвателя

2.1. Избор на схемно решение:

Зададените параметри на входната и изходната верига са: Ri = 0,1МΩ, Ui = 2mV, RL = 600Ω, СL = 100pF, честотен обхват (20Hz ÷ 10kHz), коефициент на усилване (предаване); 10, 100, 1000, M ≤ 2dB, температурен обхват ( -100С ÷ 400С ).

Като най-подходяща схема на усилвателя се избира четири стъпална схема ОК - ОЕ - ОЕ - ОК на променливотоковия усилвател. Стъпалата с общ емитер, реализират зададените коефициент на усилване на усилвателя, като усилването на всяко от тях избираме да бъде АОЕ2 = 10, АОЕ3 = 100 . Подобхватите на схемата се променят чрез ключове, които са вързани на входовете и изходите на отделните стъпала на усилвателя.

Крайното стъпало, на проектираният от нас променливотоков усилвател, е двутактно и работи в режим АВ. При този клас на работа протича малък начален ток в крайните транзистори и нелинейните изкривявания намаляват.

Също така се постига голям коефициент на полезно действие. По този начин се осигурява по - висока икономичност и се намалява разсейваната в транзисторите мощност и отделяната в следствие на това топлина. Това позволява да се работи с по-маломощни транзистори.

2. 2.1. Изчисляваме изходното стъпало - Общ колектор

Схема на крайното стъпало, клас АВ, е показано на фигура 5. Транзисторите на крайното стъпало са комплементарна двойка и са свързани по схема с общ колектор, поради което те добре усилвате по ток и по мощност.

Фигура 5

При подаване на положителен сигнал (положителната полувълна на входния сигнал), когато напрежението на базата на транзистора Q4 стане по - голямо от това, при което се отпушва, през него протича колекторен ток ic4, който преминава през товара RL. Това е така нареченият положителен полупериод на работа на схемата. През отрицателният полупериод (за отрицателната полувълна на входния сигнал) транзисторът Q4 се запушва, а транзистор Q5 се отпушва и през товара RL протича колекторен ток iC5 в обратна посока (от товара RL към транзистор Q2). Следователно през товара преминават и двете полувълни на входния сигнал. Преднапрежението на крайните транзистори в схемата се осигурява от двойка последователно свързани диоди (D1 и D2). По този начин схемата работи в клас АВ.

Колекторният ток през транзисторите Q1 и Q2 избираме да бъде 10mA. Следователно токът, който преминава през товара е равен на:

(1)

При усилване на синусоидални сигнали и при работа в режим клас АВ са валидни следните зависимости:
1.1. Определяне на мощността върху товара (PL):
, (2)
където UO е максималното изходно напрежение (2V), а IO е изходният ток.
1.2. Определяне на амплитудата на напрежението върху товара (ULm):

(3)
1.3. Определяне на амплитудата на тока през товара (ILm):

(4)
1.4. Избор на захранвaщо напрежение (UCC):
, (5)
където се определят при максимална амплитуда на изходното напрежение и представляват съответно:
* пад на напрежение върху резистора R16 или R17 (избира се така че да не превишава 10% от );



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Променливотоков усилвател 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.