Реферат: Многокаскадные усилители

1. ВВЕДЕНИЕ

В большинстве случаев одиночные каскады не обеспечивают необходимое усиление и заданные параметры усилителей. Поэтому усилители, которые применяют в аппаратуре связи и измерительной технике, многокаскадные. При анализе и расчете многокаскадного усилителя необходимо определить общий коэффициент усиления усилителя, искажения, вносимые им, распределять их по каскадам, определить требование к источникам, решить вопросы введения обратных связей и т.д.

2. КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ МНОГОКАСКАДНОГО УСИЛИТЕЛЯ

???.1

Коэффициент усиления усилителя можно определить, исходя из структурной схемы (рис.1):

Кобщ= Uвых/Uвх = (Uвых/Un-1) … (U₃ /U₂ )(U₂ /Uвх)=KnKn-1…K₂ K₁ или

Kобщ = K₁ K₂ …Kn e^{f( j 1+ j 2+…+ j n)}

где K₁ ,…, Kn – коэффициенты усиления каскадов, j1,…, jn – фазовые сдвиги, вносимые каждым усилительным каскадом.

Таким образом, для многокаскадного усилителя общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления каждого каскада. Суммарный фазовый сдвиг, вносимый усилителем, равен сумме фазовых сдвигов каждого каскада. Сквозной коэффициент усиления

Kобщ = k_вх K общ

где k_вх =Zвх/(Zг + Zвх) – коэффициент передачи входной цепи. Если коэффициент усиления отдельных каскадов выразить в логарифмических единицах, то общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя будет равен сумме коэффициентов

K_{общ [ дб ]} = K_{1[ дб ]} + … + K_{n[ дб ]}

В аппаратуре связи для компенсации потери мощности на отдельных участках (затухания) необходимо, чтобы усилитель работал на согласованную нагрузку, т.е. его входное сопротивление должно быть равно сопротивлению источника (выходного сопротивления предыдущего тракта аппаратуры или линии), а выходное сопротивление должно равняться сопротивлению нагрузки. Для согласования усилителей по входу и выходу используют уси­лители с обратной связью и согласующие трансформаторы. Отклонение от согласования в рабочей полосе частот оценивается коэф­фициентом отражения

При использовании согласующих трансформаторов пересчитанное сопротивление нагрузки в первичную обмотку R’₁ =R _н n² , где п — коэффициент трансформатора, т. е. отношение витков первичной обмотки к вторичной (рис. 2,а ).

На рис.2,а имеем: U₂ =U₁ /n; I₂ =I₁ n₂ , тогда R н= U₂ /I₂ = (U₁ /I₁ )n²

??? R’₁ = U₁ /I₁ =R _н n² =R ?. ?????? ? ?????? ?????? ? ?????????????? ??????????? ?????????????:

где n_t – КПД трансформатора.

?????????? ???????? ? ????????? ??????????????? ????????? ?????????? ?????? ??????????? ??????? ? ???????????? ????? ?? ?????????????? (???.2, ?).

рис. 2

3. СУММИРОВАНИЕ ИСКАЖЕНИЙ В МНОГОКАСКАДНОМ УСИЛИТЕЛЕ

Коэффициент частотных искажений M общ определяется какотношение модуля коэффициента усиления на средней частоте к мо­ дулю коэффициента усиления на рассматриваемой частоте, т. е.

M общ = K₀ общ /K общ( w ) = (К₀₁ /K₁ ( w ))(K₀₂ /K₂ ( w ))…(K_0n /Kn( w )).

Следовательно, общий коэффициент частотных искажений многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов частотных искажений каждого каскада.

M _общ =М₁ М₂ …М _n

C учетом коэффициента передачи входной и выходной цепей

М_общ =М_вх М₁ М₂ …M_n M_вых

Соответственно отностиельный коэффициент усиления

Y _общ = Y₁ Y₂ …Y_n

Для коэффициента частотных искажений и относительного коэффициента усиления усилителя в логарифмических единицах

M_{общ [дб ]} =M_{1[ дб ]} +M_{2[ дб ]} +…+Mn_{[ дб ]}

Y_{общ [дб ]} =Y_{1[ дб ]} +Y_{2[ дб ]} +…+Yn_{[ дб ]}

Заданные частотные искажения между каскадами распределяют таким образом, чтобы получить наименьшую стоимость и габаритные размеры усилителя. Наибольшие частотные искажения дают трансформ аторные усилительные каскады. Поэтому на нижней частоте в трансформаторном каскаде коэффициент искажений бе­рут в 2 ...3 раза выше, чем в обычном резисторном каскаде. Для уменьшения размеров переходных конденсаторов при низкой гра­ничной частоте диапазона можно применять низкочастотную кор­рекцию. На верхней граничной частоте диапазона звуковых частот частотные искажения могут значительно проявляться только в трансформаторных каскадах, которые можно уменьшить соответ­ствующим выбором параметров трансформатора (уменьшением индуктивности рассеяния и межвитковой емкости). В широкопо­лосных усилителях для получения возможно большего усиления в каждый каскад следует вводить высокочасто тную коррекцию.

В усили телях импульсных сигналов искажения общей переходной характеристики можно определить по искажениям переходных характеристик отдельных каскадов. Общее время нарастания

Выброс вершины

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--