Материал: Ответы
Нагрузочная характеристика по постоянному току определяется уравнением цепи, по которой проходит постоянная составляющая выходного тока.
Для построения нагрузочной прямой по постоянному току используют систему уравнений:
В рабочей точке iВЫХ = i0, UВЫХ = U0. Система уравнений (*) решается графически. На семействе выходных характеристик строим уравнения прямой по двум точкам, рис. 6.2.:
1)iВЫХ1 = 0, тогда UВЫХ1 = ЕП; .
2)UВЫХ2 = 0, тогда ;
Положение РТ на нагрузочной прямой определяется напряжением смещения (током смещения). В практических расчетах для выбранной РТ выбирают либо ЕП:
ЕП = U0 + i0∙RH
Либо рассчитывают :
например, в резистивных предварительных каскадах усиления с эмиттерной стабилизацией:
RH= = RЭ + RK;
Динамическая характеристика по переменному току связывает мгновенные значения тока и напряжения при усилении сигнала.
Уравнение нагрузочной прямой по переменному току можно записать:
UВЫХ – U0 = – (iВЫХ– i0)∙RH~.
Строится нагрузочная прямая по двум точкам:
1)iВЫХ3 = 0, тогда UВЫХ3 = U0 + i0∙RH~
2)Положение рабочей точки.
Угол наклона нагрузочной примой равен:
Чем больше величина RH~, тем положе идѐт нагрузочная прямая. Следует иметь ввиду, что в резистивных каскадах динамическая характеристика всегда круче, чем нагрузочная прямая по постоянному току, т.к.RH= = RK + RЭ.
Всегда больше Динамическая характеристика позволяет произвести расчет усилительного каскада по переменному току (определить
уровень входного и выходного каскадов, отдаваемую УЭ мощность, КПД и др).
25. Определение нелинейных искажений. Методика расчета коэффициентов нелинейных искажений в усилителях.
26. Двухтактные оконечные каскады. Их особенности работы и свойства. Режимы работы транзисторов и нелинейные искажения выходного сигнала.
Двухтактный трансформаторный каскад
Назначение оконечных каскадов – обеспечение требуемого уровня сигнала. Если нагрузка активная, то оконечный каскад должен обеспечивать заданную мощность, а если нагрузка активная , то заданный уровень напряжения .
К достоинствам двухтактных усилителей относится то, что в них возможно применение экономичных режимов работы, таких как А и АВ . СПХ усилителей этого типа имеет симметричный характер
(график СПХ - статическая переходная характеристика имеет центральную симметрию относительно ИРТ - исходная рабочая точка), в результате чего в усилителях этого типа коэффициент гармоник имеет пониженный уровень из-за низкого уровня четных гармоник.
Двухтактные оконечные, транзисторные каскады строятся по схеме с ОЭ, ОБ Двухтактные оконечные каскады без трансформаторные строятся по схеме с ОК
Выходной ток содержит только нечетные гармоники, происходит компенсация четных гармоник из-за того, что они синфазны в плечах, а ток в нагрузке равен разности токов плеч. Благодаря этому уровень нелинейных искажений сигнала в двухтактных схемах существенно уменьшается.
Компенсация четных гармоник дает возможность использовать экономичный режим В.
На выходе каскада буду компенсироваться помехи, наводимые в синфазных плечах, что снижает чувствительность 2х тактного каскада к пульсациям падающего напряжения , что позволяет упростить сглаживающие фильтры выпрямителей, питающих усилительный каскад.
Кроме того несколько увеличивается динамический диапазон усилителя.
Нелинейные искажения возникают, в следствии наличия НЭ, параметра зависящего от значений тока и напряжения. Нелинейные искажения – изменение формы сигнал, обусловленное нелинейностью характеристик элементов усилителя. Нелинейные искажения вызваны тем, что в спектре сигнала появляются частоты , которых до того ( на входе) не было.
Нелинейные искажения связаны с нелинейностью ВАХ элементов усилителя, диодов, особенно в оконечных каскадах. Так же могут сказываться нелинейности характеристик намагничивания (сердечники в катушках, дроссели ,конденсаторы и ИМС)
Нелинейные искажения вызваны нелинейностью системы обработки и передачи сигнала. Эти искажения вызывают появление в частотном спектре выходного сигнала составляющих, отсутствующих во входном сигнале. Нелинейные искажения представляют собой изменения формы колебаний, проходящих через электрическую цепь (например, через усилитель или трансформатор), вызванные нарушениями пропорциональности между мгновенными значениями напряжения на входе этой цепи и на ее выходе. Это происходит, когда характеристика выходного напряжения нелинейно зависит от входного. Количественно нелинейные искажения оцениваются коэффициентом нелинейных искажений или коэффициентом гармоник.
Рассмотрим каскад усиления на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (рис. 3.22). При изменении
величины входного сигнала будет изменяться ток базы 
. Ток коллектора 
изменяется пропорционально току базы:
. |
(3.40) |
|
Рис. 3.22. Схема усилительного каскада