Главная | Обратная связь

Класифікація та структурні схеми підсилювачів

Структурна схема електронного підсилювача зображена на рис. На цій схемі підсилювач має вигляд активних чотириполюс­ників, до вхідних затискачів (1,2) яких приєднують джерело вхідно­го сигналу у вигляді джерела напруги (рис.) або джерела стру­му (рис.). Зовнішнє навантаження Rн, яке споживає енергію під­силеного сигналу, під'єднується до виходу підсилювача (затискачі З, 4). Джерело вхідного сигналу навантажується вхідним опором під­силювача Rвх, на якому виділяється потужність вхідного сигналу. Цей сигнал керує енергією джерела живлення значно більшого рівня потужності. Таким чином, використання активного керуючого еле­мента (наприклад, транзистора) та більш потужного джерела живлен­ня дає можливість підсилювати потужність вхідного сигналу.

Розглядаючи вхідне коло підсилювача з джерелом напруги (рис. ), можемо записати

,

звідки випливає, що спад напруги на внутрішньому опорі Rд дже­рела вхідного сигналу незначний Uвх»Eд, якщо виконується умова Rвх»Rд. Для вхідного кола підсилювача (рис .6)

,

тобто весь струм джерела вхідного сигналу відгалужується у вхідний зпір підсилювача за умови, що Rд» Rвх. Отже, при великому вхід­ному опорі підсилювача керування в навантаженні здійснюють джере­лом напруги, а при малому Rвх — джерелом струму.

Вихідне коло підсилювача також може бути джерелом напруги KïUâõ (рис. ) або джерелом струму Кп Івх(рис. ) з внут­рішнім опором Râèx. Ці джерела відображають властивості підсилювача,

РИС

які характеризуються коефіцієнтом прямої передачі Кп, що в першому випадку є коефіцієнтом підсилення напруги, а в другому — струму.

Всі електронні підсилювачі підвищують потужність. Але в ряді випадків основним показником є підсилення струму або напруги. Тому електронні підсилювачі умовно поділяють на підсилювачі на­пруги, струму та потужності. Підсилювач' напруги забезпечує на навантаженні задане значення вихідної напруги. В такому режимі підсилювач працює, якщо виконуються умови Rвх»Rä та Rн»Рвих,що забезпечує відносно великі зміни напруги на навантаженні при невеликих змінах струму у вхідному та вихідному колах. В режимі підсилення струму необхідне виконання умов Rвх<<Rд та Rн<<Rвих, щоб у вихідному колі при малих значеннях напруги протікав струм заданого значення. Для підсилювача потужності умови узгодження вхідного кола з джерелом вхідного сигналу та вихідного кола з навантаженням для передавання максимальної потужності мають

вигляд Rвх»Rд та Rн»Rвих

За характером зміни в часі вхідного сигналу розрізняють підсилю­вачі постійного та змінного струмів. Підсилювачі постійного струму працюють при нижній частоті fн = 0. А підсилювачі змінного струму поділяються на підсилювачі низької та високої частоти.

Структура підсилювача визначається смугою частот робочого діа­пазону. За цією ознакою підсилювачі поділяють на вибіркові, для яких характерне відношення fв/fн < 1,1 (підсилення в дуже вузькому діа­пазоні частот), та широкосмугові з fв/fн, яке досягає 1000 і більше.

Залежно від форми підсилюваних сигналів розрізняють підсилюва­чі гармонічних (синусоїдальних) та імпульсних сигналів. Оскільки імпульсні сигнали, наприклад прямокутної форми, містять в собі ши­рокий спектр частот, імпульсні підсилювачі відносяться до класу ши­рокосмугових. Якщо підсилення одного каскаду недостатньо, то як навантаження Rí використовується вхідне коло другого підсилюваль­ного каскаду, вихід якого під'єднується до входу третього каскаду і т. д. Підсилювач, що має кілька ступенів підсилення, називають багатокаскадним. Так, за структурою розрізняють однокаскадні та багатокаскодні підсилювачі, а за способом зв'язку між каскадами — підсилювачі з ємнісним, трансформаторним та гальванічним зв'язком.

Трансформаторний зв'язок використовується лише в кінцевих кас­кадах підсилення потужності для узгодження підсилювача з наванта­женням.

Дедалі більше в підсилювальній техніці використовують опера­ційні підсилювачі в інтегральному виконанні, які одночасно задоволь­няють багатьом названим вище умовам. Такі підсилювачі здебільшого підсилюють напругу і використовуються для підсилення сигналів як постійного, так і змінного струму в широкому діапазоні частот.