Электронный усилитель. Назначение. Устройство и принцип работы

Усилители электрических сигналов делятся на:

Электронные усилители;

Электромашинные усилители;

Магнитные усилители.

Электронный усилитель сигналов. Схема однокаскадного электронного усилителя сигнала представлена на Рис 39. Основой электронного усилителя является электронный элемент, который называется транзистором, в структуре которого имеются три электрода: Э - эмиттер, К - коллектор, Б – база.

Эмиттер - электрод транзистора, через который поступают заряды в транзистор. Коллектор - электрод, через который происходит слив зарядов из транзистора. База - управляющий электрод, на который подается управляющий сигнал и с помощью которого производится управление потоком энергии проходящей через транзистор. Сопротивление перехода «Э-К» транзистора зависит от величины и полярности напряжения перехода «Э-Б». При отсутствии напряжения на базе сопротивление перехода «Э-К» транзистора максимальное, поэтому ток через него равен нулю.

При подаче отрицательного потенциала на базу транзистора, он начинает открываться пропорционально этому напряжению, т.е. сопротивление «Э-К» его падает.

Рис. 39. Схема однокаскадного электронного усилителя сигнала.

Работу усилителя рассмотрим при подаче на базу транзистора знакопеременного синусоидального напряжения. Работа усилителя зависит от наличия на базе транзистора первоначального постоянного потенциала (напряжения смещения).

При отсутствии напряжения смещения на базе транзистора он работает следующим образом:     При оложительной полуволне входного сигнала транзистор остается закрытым, т.е. его сопротивление в направлении «Э-К» максимально, поэтому выходной сигнал ивых на сопротивлении нагрузки будет равен нулю (кривая 1 на Рис.396). При нарастании отрицательной полуволны входного сигнала транзистор начинает пропорционально открываться, в результате этого падает его сопротивление в направлении «Э-К», поэтому пропорционально возрастает до величины напряжения источника питания величина выходного сигнала ивых. При снижении амплитуды отрицательной полуволны транзистор начинает пропорционально закрываться, вновь уменьшая до нуля амплитуду выходного сигнала. Таким образом, при отсутствии напряжения смещения транзистор усиливает только отрицательную полуволну входного сигнала.

При наличии напряжения смещения на базе транзистора усилитель работает следующим образом: Если            а                 базу            транзистора через сопротивление

смещения Rcm предварительно подать отрицательный потенциал соответствующей величины, то он наполовину открывается даже при отсутствии входного сигнала. После чего при подаче положительной полуволны входного сигнала, предварительно открытый транзистор начинает закрываться, при этом выходной сигнал Uвых, по мере возрастания амплитуды положительной полуволны входного сигнала, начнет пропорционально уменьшаться (кривая 2 на Рис.396), а по мере уменьшения амплитуды входного сигнала он снова возрастает до напряжения смещения. При подаче отрицательной полуволны входного сигнала, предварительно открытый на половину транзистор начнет и далее открываться, при этом выходной сигнал по мере увеличения амплитуды отрицательной полуволны будет возрастать относительно выходного напряжения транзистора открытого сигналом смещения. При спаде до нуля полуволны входного сигнала выходной сигнал будет снова уменьшаться до уровня выходного напряжения транзистора открытого сигналом смещения.

Таким образом, выходной сигнал электронного усилителя колеблется относительно напряжения смещения пропорционально входному сигналу, т.е. обе полуволны входного сигнала в этом случае оказываются усиленными. Однако в этом случае входной и выходной сигналы усилителя противоположны по фазе. Для их согласования по фазе, необходимо выходной сигнал снимать с инверсного выхода усилителя (кривая 4 на Рис.396).