нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Підсилювач електричних коливань

   
 

Підсилювач електричних коливань, пристрій, призначений для посилення електричних (електромагнітних) коливань в системах багатоканальної зв'язку, радіоприймальній, радиопередающей, вимірювальної та ін апаратурі. Таке посилення являє собою процес управління джерелом енергії (джерелом живлення В. е.. К.) в результаті впливу на нього підсилюються коливань через підсилювальний елемент = найчастіше транзистор , електронну лампу , тунельний діод , параметричний діод, варіконд або індуктивності котушку з сердечником з феромагнітного матеріалу та ін При цьому істотно, що керована потужність P 0 (джерела живлення) помітно перевищує керуючу P 1 (джерела підсилюються коливань), називається вхідною потужністю ( рис. 1 ). Частина P0, що віддається в зовнішній ланцюг (в навантаження), іменується вихідною потужністю P2 На відміну від пасивної ланцюга, тобто ланцюга, яка не містить джерела енергії, наприклад трансформатора електричного , коефіцієнт посилення потужності (коефіцієнт передачі) В. е.. к. Kp = P 2 / P 1>1. Поряд з посиленням потужності В. е.. к. здатний підсилювати напругу і струм джерела коливань, що оцінюється коефіцієнтом посилення напруги Ku = U 2/U1 і коефіцієнтом посилення струму Ki = I 2/I1(U1, I 1 и U2, I2 = напруга і струм відповідно на вході і виході В. е.. к.).

В одних приладах (наприклад, лабораторних генераторах електричних коливань) В. е.. к. використовується для посилення гармонійних коливань , в інших (наприклад, радіоприймачах ) = для посилення сигналу складної форми, що представляє собою суму безлічі гармонійних коливань з різними частотами і амплітудами. В оощем випадку В. е.. к. служить для підвищення рівня сигналів різного виду, яке оцінюється насамперед величиною Kp. Найпростіший В. е.. к. виконують на 1 усилительном елементі. При необхідності отримання Kp, більшого, ніж такий В. е.. к. може забезпечити, застосовують більш складний В. е.. к., що містить кілька каскадів посилення .

Класифікація В. е.. к. В Залежно від виду застосовуваних підсилювальних елементів розрізняють транзисторні та лампові В. е.. к., діодні регенеративні підсилювачі, параметричні підсилювачі , діелектричні підсилювачі , магнітні підсилювачі , підсилювачі на клістронах и лампах біжучої хвилі , квантові підсилювачі (див. також Мазер ).

У транзисторних В. е.. к., зібраних на біполярних транзисторах або польових транзисторах , залежно від того, який з висновків підсилювального елемента є загальним для входу і виходу підсилювального каскаду, розрізняють каскади із загальним емітером або витоком ( рис. 2, а і б ), із загальною базою або затвором ( рис. 2, б і г ) і із загальним колектором або стоком. В В. е.. к. на біполярних транзисторах через наявність вхідного струму на управління транзистором доводиться затрачати певну потужність. Цей недолік в меншій мірі властивий каскадам із загальним емітером (володіє порівняно великим вхідним опором = до декількох ком ), більшою = каскадам із загальною базою (десятки ом ). Крім того, перший забезпечують Kp, на порядок більший, ніж другі (кілька тис.), що є їх основною перевагою. Каскади із загальною базою, однак, більш стійкі в роботі, менш критичні до змін температури або зміні транзистора, вносять вельми невеликі нелінійні спотворення; вони використовуються переважно в кінцевих щаблях потужних В. е.. к. Польовий транзистор за своїми основними параметрами (крутизні характеристик, вхідному опору, напрузі відсічення та ін) = вельми близький аналог електронної лампи, використовуваної в лампових У е. к. (за способом використання електродів їй аналогічні як польовий, так і біполярний транзистори: катода відповідають витік і емітер, сітці = затвор і база, аноду = стік і колектор). Це дозволяє застосовувати результати досліджень лампових каскадів із загальним катодом, сіткою або анодом до відповідних каскадам на польових транзисторах.

Всякий В. е.. к. характеризується смугою пропускання частот. Якщо нижня гранична частота смуги як завгодно близька до нуля, маємо постійного струму підсилювач , якщо ж вона відокремлена від нуля кінцевим інтервалом, = підсилювач змінного струму (такий, наприклад, видеоусилитель ). Розрізняють селективні (виборчі) і апериодические (невиборчі) У. е.. к. До селективних відносяться підсилювачі коливань прийнятої (високої) і проміжної частот радіоприймача; перші зазвичай містять каскади з коливальними контурами (або резонаторами ), налаштованими на одну і ту ж частоту, другий = смугові електричні фільтри , що дозволяють наблизити форму амплітудно-частотної характеристики В. е.. к. до ідеальної (прямокутної). До групи апериодических В. е.. к. входять підсилювачі звукової частоти, видеоусилители, підсилювачі імпульсних сигналів і ін

Приклади практичного використання В. е.. к. Підсилювач проміжної частоти радіоприймального пристрою в одних варіантах містить декілька каскадів з двоконтурними ( рис. 3 ) або більш складними електричними фільтрами, в інших він може являти собою апериодический підсилювач з високоселективними системами у вхідний і вихідний ланцюгах.

У потужних радіопередавальних пристроях знаходить застосування ламповий підсилювач ВЧ. В крайовому каскаді такого В. е.. к. ( рис. 4 ) навантаженням служить передавальна антена, зазвичай пов'язана з підсилювачем допомогою фідера .

У транзисторних підсилювачах систем багатоканального зв'язку ширина смуги залежить від числа телефонних каналів: при 300 каналах вона лежить в межах 60 = 1300 кгц, при 1920 = верхня межа наближається до 9 Мгц, при 10800 = до 60 Мгц. Наприклад, підсилювач на 300 каналів ( рис. 5 ) зазвичай містить 3 каскаду з загальним емітером, охоплених глибокою змішаною зворотним зв'язком (послідовно-паралельної по входу і виходу), що дозволяє отримати досить високу вихідну потужність і задовольнити вельми жорстким вимогам, що пред'являються до допустимого рівня нелінійних спотворень в системах далекого телефонного зв'язку. За допомогою такого зворотного зв'язку вдається також реалізувати не залежні від підсилювальних властивостей каскадів вхідний і вихідний опору і притому таких значень, які забезпечують узгодження з підключеними до В. е.. к. лініями, наприклад коаксіальними кабелями .

Транзистор T 4, включений за схемою із загальною базою, з'єднаний послідовно з транзистором T 3, утворюючи з ним т. н. Каскодний посилить. каскад (з широкою смугою пропускання і підвищеною лінійністю).

Операційний підсилювач, застосовуваний для виконання певних математичних операцій = підсумовування, диференціювання, інтегрування і т. д., = представляє сооой підсилювач постійного струму з великим коефіцієнтом посилення KU (що досягає 10 5), звичайно в інтегральному виконанні (див. Мікроелектроніка ). У комплексі з зовнішніми елементами, що утворюють ланцюг зворотного зв'язку, операційний підсилювач отримав назву вирішального підсилювача , він використовується в обчислювальній техніці. В операційному підсилювачі ( рис. 6 ) маються неінвертуючий вхід (що забезпечує в процесі посилення збіг полярностей поданого на нього сигналу і сигналу на виході) і інвертуючий (полярність змінюється на протилежну). Це властивість надає підсилювача його перший каскад, виконаний за т. н. диференціальної схемою, що реагує на різницю вхідних напруг (в результаті сигнали з різною полярністю складаються, а з однаковою = віднімаються і при настільки великому KU практично не впливають на вихідний сигнал). Інвертуючий вхід зазвичай використовується і для створення негативної або частотно-залежної зворотного зв'язку.

Підсилювач звукової частоти, використовуваний, наприклад, при звукопідсиленні , зазвичай закінчується двотактним каскадом підсилення.

Такий каскад містить 2 підсилювальних елемента, що працюють зі зрушенням фаз підсилюються коливань на 180?. Для порушення двотактного каскаду, що складається з однотипних підсилювальних елементів (наприклад, транзисторів р = п = р -типу), використовують фазоінверсного предоконечний каскад ( фазоинвертор ) або трансформатор, вторинна обмотка якого має вивід від середньої точки ( рис. 7 ); каскад, що містить різнотипні елементи (т. н. комплементарні структури, наприклад транзистори р = n = р- и n = р = n -типів), збуджується від джерела однофазного напруги, тобто від звичайного однотактного каскаду, і в цьому випадку відпадає необхідність застосування трансформатора. У порівнянні з однотактним каскадом двотактний дозволяє отримувати набагато більшу вихідну потужність з меншими нелінійними спотвореннями. Поширені бестрансформаторних В. е.. к. звукової частоти на транзисторах: одиночних комплементарних (з вихідною потужністю до 1 вт ) і т. н. складових (з вихідною потужністю кілька десятків вт і більше). Відсутність трансформаторів допускає виготовлення В. е.. к. у вигляді напівпровідникових і гібридних інтегральних мікросхем.

Ламповий підсилювач великої потужності використовується на вузлах проводового мовлення і в радіопередавачах (в якості модуляційного пристрою). Він зазвичай містить 4 двотактних каскаду, охоплених порівняно глибоким негативним зворотним зв'язком з метою зменшення нелінійних спотворень, зниження фону на виході і отримання невеликого вихідного опору.


Літ.: Лур'є Б. Я., Проектування транзисторних підсилювачів з глибокою зворотним зв'язком, М., 1965; Каліхман С. Г., Левін Я. М., Основи теорії розрахунку радіомовних приймачів на напівпровідникових приладах, М., 1969: Радіопередавальні пристрої, М., 1969; Цикін Г. С., Підсилювальні пристрої, М., 1971; Войшвилло Г. В., Підсилювальні пристрої, М., 1975.

© Г. В. Войшвилло.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка