Теоретические сведения. Усилитель – это электронное устройство, предназначенное для увеличения параметров электрического сигнала (напряжения

Усилитель – это электронное устройство, предназначенное для увеличения параметров электрического сигнала (напряжения, тока, мощности).

Соответственно важнейшими параметрами усилителя являются:

 

- коэффициент усиления по напряжению;

- коэффициент усиления по току;

- коэффициент усиления по мощности.

 

Усилитель может состоять из одного или нескольких последовательно включенных каскадов усиления. Коэффициент усиления многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов усиления отдельных его каскадов. Связь между каскадами бывает емкостной, трансформаторной и гальванической. Емкостная и трансформаторная связь используется в усилителях переменного тока (усилители низкой и высокой частоты), а гальваническая в усилителях постоянного тока (усилители постоянных и медленно изменяющихся сигналов).

В усилителях переменного тока емкостная связь используется наиболее часто, поскольку она более простая и дешевая.

На рис.1 представлена схема усилительного каскада с общим эмиттером с емкостной связью и фиксированным током базы.

Рис.1

 

Разделительные конденсаторы С₁ и С₂ обеспечивают связь каскада с источником сигнала и нагрузкой по переменному току и изолируют по постоянному. Это позволяет работу каскада по постоянному току сделать независимой от входных и выходных цепей. Емкости конденсаторов выбирают такими, чтобы их сопротивления были незначительными во всем диапазоне рабочих частот, иначе на них будет потеря сигнала, особенно в области низких частот. Таким образом, необходимо, чтобы сопротивления конденсаторов

где R_вх – входное сопротивление каскада (1…3 кОм);

R_н – сопротивление нагрузки каскада;

f_н – нижняя частота полосы пропускания каскада.

Резисторы R_к и R_б задают режим покоя каскада (I_КП, U_КЭП), т.е. состояние схемы при отсутствии входного сигнала. Режим покоя каскада описывается следующими соотношениями:

(1)

где b - коэффициент передачи по току транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.

В рассмотренной схеме ток базы задается постоянными величинами Е_К и R_б. Отсюда и название схемы каскада – с фиксированным током базы.

Схема требует подбора R_б при замене транзистора (т.к. меняется b) и критична к изменению температуры, что является ее недостатками.

Для рассмотренной схемы:

(2)

K_­Р = K_U × K_I;

где R_H – сопротивление нагрузки;

R_C – внутреннее сопротивление источника сигнала.