Файл: Шилов, В. Ф. Элементы электронной автоматики учебное пособие.pdf

- 144 -

пение тока примерно такое же, как схема с общим эмиттером. Входное сопротивление наименьшее у каскада о общей базой,

авыходное наименьшее у схемы с общим коллектором.

Впрактике чаще применяется схема с общим эмиттером. Усиливаемый сигнал через разделительный конденсатор Cj по­ дается на базу транзистора Tj и управляет током базы. Это приводит к смещению начального положения рабочей точки, которое, кроме того, зависит от температуры. Чувствитель­ ность транзистора к изменению температуры в основном объяс­ няется сильной зависимостью начального коллекторного тока

Зц.о и тока базы от температуры. Изменение Э «.0 (^ок коллек­ торный, обратный) приводит к изменению коллекторного тока, так как

3 к - Dк .» Osjb

(начальный коллекторный ток и ток базы, умноженный на коэф­ фициент усиления /3 по току).. Изменение тока базы Js наиболее сильно влияет на. величину тока коллектора, так как это изменение усиливается в /Ь раз. Поэтому, в первую очередь нужно стабилизировать ток базы. Тогда изменение пол­ ного коллекторного, тока будет определяться только изменением начального коллекторного тока, которое по абсолютной величи­ не изменяется незначительно.

В приведенной схеме усилителя элементами температурной стабилизации транзистора Tj являются делитель на резисторах и Rj и резистор R* в цепи эмиттера. Делитель нап­

ряжения жестко фиксирует напряжение на базе транзистора Tt (фиксирует положение рабочей точки), резистор же Цч созда­ ет цепь отрицательной обратной связи по току.

Предположим, что в результате изменения температуры из­ менился ток эмиттера и это вызвало изменение тока, проходя­ щего через резистор R4 . Если ток, проходящий через этот резистор, увеличился, то увеличится и падение напряжения-на нем, причем полярность его такова, что смещение на базе транзистора увеличится, т.е. база станет менее отрицательной по отношению к эмиттеру. В результате ток через эмиттерный

- 145 -

переход уменьшится, следовательно, уменьшатся токи базы и коллектора. При уменьшении же тока через резистор R4 в цепи эмиттера транзистора все происходит наоборот. Таким об­ разом, действие напряжения обратной связи, выделяющегося на этом резисторе, автоматически стабилизирует режим раб ты транзистора.

Введение в схему о общим эмиттером резистора сопро­ вождается уменьшением коэффициента усиления полезных сигна­ лов. Этот резистор нужно шунтировать конденсатором, чтобы отрицательная обратная связь действовала только на постоян­ ном тоне, не нарушала работу транзистора на переменном токе.

Еоли в цепь коллектора включен нагрузочный резистор R3 , то переменная составляющая падения напряжения на нем повто­ ряет по форме входной сигнал. Мощность сигнала на нагрузоч­ ном резисторе может превосходить в нескольго раз мощность входного сигнала, хотя ток коллектора меньше тока эмиттера. Дело в том, что входное сопротивление усилительного каскада мало, а сопротивление нагрузки в сотни раз больше.

Re*

Сигнсл, усиленный по напряжению каскадом на транзисто­ ре Tj, подается через конденсатор связи по переменному току на вход конечного каскада, собранного на транзисторе Т£о Конденсатор связи должен иметь такую емкость, чтобы он про­ пускал влзе частоты, подлежащие усилению (сопротивление кон-

- 146 -

денсатора для этих частот должно быть малым).

В ’выходном каскаде первостепенное значение имеет выход­ ная мощность и второстепенное - коэффициент усиления по на­ пряжению. Обычно величина сопротивления нагрузки каскада меньше выходного сопротивления транзистора, а для получения максимальной мощности в нагрузке необходимо, чтобы эти сопро­ тивления были равны. Для согласования выходного сопротивле­ ния транзистора с сопротивлением нагрузки выходные каскады, как правило, выполняют по трансформаторной схеме. В выходном каскаде сигнал усиливается по мощности и воспроизводится

Кроме усилителей с емкоотной связью между каскадами, широко распространены усилители с трансформаторной и реже

1.Путем подбора величины сопротивления резистора Rf устанавливают начальное значение коллекторного тока выход­ ного каскада в пределах 2-4 ма.

2.Подбором сопротивления резистора (?< устанавливают коллекторный ток предварительного каскада в 1-3 ма.

3.Подают сигнал на вход усилителя. В случае, если он

самовозбуждается, то в схему параллельно резистору Я t вво­ дят конденсатор емкостью 0,01, а последовательно с конден­ сатором Cj - резистор сопротивлением 1-3 ком.

Наряду с обычным самовозбуждением, в результате которо­ го прослушивается непрерывный звуковой сигнал в усилителе, может возникнуть и прерывистая генерация, проявляющаяся в виде характерных периодических щелчков (капание) с частотой от долей до сотен герц. Для устранения генерации нужно умень­ шить емкости переходных конденсаторов Cj, Cg.

При правильно установленных режимах усилитель низкой частоты работает сразу хорошо и налаживание его сводится тгиш. к корректировке выходного каскада и частотой харак^е-

- 147 -

ристики. Если нелинейные искажения возникают при малой гром­ кости, то необходимо несколько увеличить коллекторный ток транзистора выходного каскада.

При проверке усилителя подают напряжение на вход его со звукоснимателя электропроигрывателя или радиотрансляцион­ ной сети. В последнем случае сигнал подают через делитель

движок резистора Я г , можно определить напряжение, при котором усилитель будет работать

без сильных искажений и развивать достаточную мощность. Ве­ личина этого напряжения и будет чувствительностью усилителя.

Задание

1. Как можно определить коэффициент усиления, выходную мощность, диапазон воспроизводимых частот усилителя низкой частоты?

2. Рассчитайте ипроставьте на принципиальной схеме УНЧ (рис. I3S) величины сопротивлений резисторов Я* .

3. На схеме (рис. 135) показать крестиками точки, между которыми нужно’включить миллиамперметр для измерения коллек­ торного тока каждого транзистора.

Инструкция

О б о р у д о в а н и е : блок усилителя напряжения, блок усилителя мощнпсти, блок электродинамического громко-

ГОВО] 'еля звуковой генератор, эдектропроигрыватель ипи МИКр! «, , кумуляторная батарея ЗНКН-Кг, авометр школьный

- 148 -

выключатель, проводники соединительные (рис. 137).

1.Собрать усилитель (см. рис. 135, 137).

2.Измерить коллекторные токи транзисторов.

3.Оценить выходную мощность усилителя (по паспортным данным динамика).

4.Измерить чувствительность усилителя, используя для этого школьный авоыетр.

5.Приближенно измерить диапазон частот, воспроизводи­ мых усилителем (с помощью звукового генератора, имеющего градуированную шкалу).

6. Составить краткий отчет,, в котором привести резуль­ таты расчетов и измерений, а также методику настройки уси­ лителя.

Сборка и испытание лампового усилителя низкой частоты

Простая с._еыа усилителя на одной лампе показана на ри­ сунке 138. Такой усилитель называется ступенью или каскадом [синения. Составными частями ступени являются: лампа-пентод,

-149 -

цепи смещения, нагрузка, включенная в анодную цепь, и источ­ ники питания.

Лампа-пентод... применена потому, что триоды имеют малый коэффициент усиления (не выше 100) и значительные междуэлектродные емкости. Для повышения коэффициента усиления и устра­ нения самовозбуждения на высоких частотах, причина которого значительная емкость между анодом и сеткой триода, в лампу вводят между анодом и управляющей сеткой дополнительную - экранную - сетку. Такая лампа имеет 4 электрода и называет­ ся тетродом. На экранную сетку тетрода подают напряжение, составляющее 20-70$ от анодного.

При напряжении на аноде, равном нулю, электроны, излу­ чаемые катодом, попадают на экранную сетку, ток экранной сетки будет максимальным, а анодный ток равен нулю. При уве­ личении положительного напряжения на аноде анодный ток рас­ тет, ток экранной сетки уменьшается. Дальнейшее увеличение . анодного напряжения увеличивает скорость электронов и вызы­ вает появление вторичной эмиссии электронов. Вторичные электроны, вылетев с анода, уже не возвращаются к нему, а притягиваются к экранирующей сетке, имеющей более высокий потенциал, чем анод. Анодный ток уменьшается, в то время какток экранной сетки возрастает. Это явление называется динатронным эффектом и оно приводит к появлению провала в анодной характеристике тетрода.