Работа усилительного элемента в схеме

Как уже отмечалось, отличительной особенностью сигналов, формируемых в процессе работы физиологических систем, является их чрезвычайно низкий уровень. Поэтому усилители биомедицинских сигналов, как правило, выполняются многокаскадными, причем число каскадов определяется требуемыми коэффициентами усиления по напряжению, току и мощности. Практические схемы каскадов отличаются большим разнообразием, однако структура усилительного каскада и принцип его действия могут считаться одинаковыми.

Рисунок 1.12 - Структура усилительного каскада

На рис.1.12а изображен усилительный элемент (УЭ), включенный в цепь источника питания Еп последовательно с сопротивлением R. УЭ управляется входным сигналом, причем увеличение входного сигнала снижает сопротивление УЭ и наоборот. Если принять зависимость между входным управляющим напряжением и током через УЭ за линейную, выходное напряжение может быть найдено из уравнения:

как:

которое является уравнением прямой линии и на графике(рис.1.13) отображает так называемую линию нагрузки усилительного каскада.

Из рис.1.13 можно увидеть, что при максимальном входном сигнале собственное сопротивление УЭ становится близким к нулю и ток ограничивается только величиной резистора R, а при отсутствии входного сигнала сопротивление R стремится к бесконечности и выходное напряжение становится близким напряжению источника питания.

Рисунок 1.13 - Линия нагрузки каскада

При подаче на вход УЭ постоянного сигнала Uвхп по цепи "R-УЭ-Еп" будет протекать постоянный ток, который, за счет падения напряжения на сопротивлении R приведет к появлению на выходе постоянного напряжения Uвыхп (рис.1.13). Значения Uвхп, Iвыхп, Uвыхп определяют так называемый режим покоя или рабочую точку каскада, т.е. состояние схемы при отсутствии переменного сигнала на входе. Переменный сигнал на входе(например синусоидальный рис.1.12б) вызывает изменение сопротивления УЭ, а значит и тока, потребляемого от источника питания. Процесс усиления основывается на преобразовании энергии от источника питания Еп постоянного напряжения в энергию переменного тока в выходной цепи за счет изменения сопротивления УЭ по закону, задаваемому входным сигналом. Для исключения нелинейных искажений сигнала должен быть задан режим покоя или "рабочая точка " каскада, при котором Uп >/= Uвыхm и Iп >/= Im. При работе в выходном токе создается переменная составляющая, вследствие чего образуется переменная составляющая выходного напряжения.

Учитывая сказанное, в дальнейшем проводится анализ работы транзисторных каскадов усиления, включенных по схеме с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ) и с общим коллектором(ОК) (эмиттерным повторителем). Название каскада определяется в зависимости от того, какой электрод транзистора является общим по переменному току для входной и выходной цепи. var begun_auto_colors = new Array(); var begun_auto_fonts_size = new Array(); begun_auto_pad = 34541125; // идентификатор площадки begun_auto_limit = 3; // число объявлений выводимых на площадке begun_auto_width=550; // ширина блока объявлений. begun_auto_colors[0]='#0020C4'; // цвет ссылки объявлений begun_auto_colors[1]='#000000'; // цвет текста объявления begun_auto_colors[2]='#000000'; // цвет домена объявления begun_auto_colors[3]='#ffffff'; // цвет фона блока объявлений begun_auto_fonts_size[0]='10pt'; // р-мер шрифта ссылки объявлений begun_auto_fonts_size[1]='10pt'; // р-мер шрифта текста объявления begun_auto_fonts_size[2]='10pt'; // р-мер шрифта домена объявления begun_auto_fonts_size[3]='10pt'; // р-мер шрифта заглушки