Реферат на тему:

Електронні підсилювачі

Електронні підсилювачі — це пристрої, які збільшують потужність електричних сигналів за рахунок споживання енергії постійного струму.

Вони є одними з основних структурних елементів апаратури в області радіотехніки, електроавтоматики, телемеханіки, радіолокації й ін. Сигнали, одержувані від мікрофонів, датчиків і інших джерел вхідного сигналу, звичайно малопотужні (від 1 до 100 мв). Підсилювачі повинні збільшити цю потужність до значення (декількох вольтів), зручного для застосування.

У підсилювачах використовують здатність активних електронних елементів (транзисторів, ламп і ін.) до посилення.

При подачі на вхід підсилювача слабких сигналів Uвх у вихідному ланцюзі проходять струми, що створюють на опорі навантаження перепад напруги Uвых>Uвх Потужність вихідного сигналу зростає в порівнянні з потужністю вхідного сигналу.

У залежності від характеру сигналів розрізняють різні види підсилювачів: постійний струм і струм з невеликими пульсаціями (f<20 Гц) підсилюються підсилювачами постійного струму (УПТ). Низькочастотні (звукові) сигнали (f =20 Гц - 20 кгц) підсилюються низькочастотними підсилювачами (УНЧ). Для f >100 кгц використовують підсилювачі високочастотні УВЧ. Бувають підсилювачі аналогових, (мал. 114, а), імпульсних (мал. 114,6) сигналів і ін.

У тих випадках, коли посилення не забезпечується одним підсилювачем, використовують багатокаскадні підсилювачі. У залежності від елементів з'єднуючої ланцюга розрізняють:

підсилювачі з гальванічним зв'язком (мал. 115, а) — підсилювачі постійного струму. Такі підсилювачі складаються максимум із трьох каскадів, тому що при більшому числі каскадів вони нестабільні. Щоб забезпечити деякі спеціальні вимоги, підсилювачі можна виконувати на різних, підібраних по властивостях, транзисторах (мал. 115,6). На малюнку підсилювач побудований на біполярному й уніполярному (польовому) транзисторах, перший з який працює за схемою з ОС, другий — з ОЭ. Його вхідний опір Rвх = 5 - 10 мОм, власні шуми невеликі, що характерно для польових транзисторів;

підсилювачі з ємнісним зв'язком (мал. 116, а) найчастіше використовують у якості низькочастотних. Каскади зв'язані через конденсатор СБ2 і резистор RБ2- Конденсатор

Рис. 114. Аналоговий (а) і імпульсний (б) електричні сигнали

Рис. 115. Схеми триступінчастих з біполярними транзисторами (а) і з польовим і р-n-р-транзистором (б) підсилювачів постійного струму

СБ2 зв'язує базу Т2 з колектором Т1, тобто подає напруга з виходу першої ступіні на вхід наступної ступіні.

На схемі мал. 116,6 опору R1 , R3 i R4 утворять дільник напруги; RC1 і RC2

опору навантаження. Елементи RИ1 і CИ1,R И1 призначені для термостабилизации робочої крапки транзисторів; С1 і C2 — єднальні конденсатори.

Найбільш важливі параметри і характеристики підсилювачів.

- Коефіцієнт підсилення показує, у скількох разів вихідний сигнал більше вхідного.

У залежності від виду посилюваного сигналу розрізняють коефіцієнти підсилення по напрузі ky, по струму k, і по потужності kp. Усі три коефіцієнти або безрозмірні, або мають розмірність децибели [дБ] . Орієнтовно для кожного каскаду можна вважати

Рис. 116. Схеми RS-підсилювачів з біполярними (а) і польовими (б) транзисторами

Для ідеального підсилювача АЧХ — горизонтальна лінія, тобто частота посилюваного сигналу не впливає на. коефіцієнт підсилення. Зміна АЧХ — результат зміни опору деяких елементів (конденсаторів, котушок).

- Коефіцієнт частотних перекручувань M

це показник неоднакового посилення сигналів різної частоти.

Він визначається відношенням

де kf — коефіцієнт підсилення сигналу частотою ko — коефіцієнт середньої частоти (виражається в децибелах) .

Припустимі перекручування Mдоп = ±ЗдБ (при рівні 0,7). Знаки плюс і мінус означають, що можливо чи підвищення зменшення посилення. Частоти, для яких виконана умова М=±3 дБ, є граничними — максимальної fmах і мінімальної fmin.

- Частотний діапазон Af підсилювача — це різниця між двома граничними частотами: Af = fmax — fmin.

Посилення сигналів з частотою поза цим діапазоном супроводжується неприпустимо великими перекручуваннями.

- Нелінійні перекручування викликаються елементами з нелінійною вольт-амперною характеристикою і приводять до зміни форми посиленого сигналу.

До усіх видів підсилювачів пред'являють наступні основні вимоги: вихідна потужність повинна бути більше вхідний; вхідний і вихідний сигнали повинний мати подібну форму, тобто осцилограми сигналів повинні відрізнятися тільки амплітудою; коефіцієнт Д посилення не повинний залежати від частоти й амплітуди вхідного сигналу. )