Режимы (классы) мощных усилительных каскадов

План занятия №54

Тема занятия: «Общие сведения об усилителях»

Цель занятия: изучить основные принципы усиления сигналов и работу усилителя НЧ.

Планируемые результаты:

- образовательные – формирование знаний о схемах памяти и их работы.

- развивающие - развитие памяти, умение работать со справочными средствами: умение логично и точно излагать свою точку зрения

- воспитательные – развитие логического мышления, навыков работы со справочной литературой необходимой для будущей профессиональной деятельности, для продолжения образования и самообразования

Вид занятия: лекция

План занятия:

1. Общие сведения об усилителях
2. Усилительный каскад. Принцип усиления.
3. Схемы включения транзисторов.

Оснащение: доска, мультимедийный комплекс, презентация

Основная литература:

О.1 Немцов М. В., Немцова М.Л.Электротехника и электроника Издание: 8-е изд., стер. М, «Академия ИЦ», 2015

Дополнительная литература:

Д.1 Иванов И.И. и др. Электротехника с основами электроники. Учебник.-СПб.: Издательство «Лань»., 2012г.

Д.3 Харченко В. М, Основы электроники М. 1989

Преподаватель: Афанасьев А.В.

Тема занятия: «Общие сведения об усилителях»

План занятия:

1. Общие сведения об усилителях
2. Усилительный каскад. Принцип усиления.
3. Схемы включения транзисторов.

Вопрос 1. Общие сведения об усилителях

Электронный усилитель — усилитель электрических сигналов, в усилительных элементах которого используется явление электрической проводимости в газах, вакууме и полупроводниках. Электронный усилитель может представлять собой как самостоятельное устройство, так и блок (функциональный узел) в составе какой-либо аппаратуры — радиоприёмника, магнитофона и т. д.

История

· 1904 г. Ли де Форест на основе созданной им электронной лампы — триода разработал устройство усиления электрических сигналов (усилитель), состоящий из нелинейного элемента (лампы) и статического сопротивления Ra, включенного в анодную цепь.

· 1932 г. Гарри Найквист определил условия устойчивости (способности работать без самовозбуждения) усилителей, охваченных отрицательной обратной связью.

· 1942 г. В США построен первый операционный усилитель — усилитель постоянного тока с симметричным (дифференциальным) входом и значительным собственным коэффициентом усиления (более 1000) как самостоятельное изделие. Основным назначением данного класса усилителей стало его использование в аналоговых вычислительных устройствах для выполнения математических операций над электрическими сигналами. Отсюда его первоначальное название — решающий.

Усилитель представляет собой в общем случае последовательность каскадов усиления (бывают и однокаскадные усилители), соединённых между собой прямыми связями.

В большинстве усилителей кроме прямых присутствуют и обратные связи (межкаскадные и внутрикаскадные). Отрицательные обратные связи позволяют улучшить стабильность работы усилителя и уменьшить частотные и нелинейные искажения сигнала. В некоторых случаях обратные связи включают термозависимые элементы (термисторы, позисторы) — для температурной стабилизации усилителя или частотнозависимые элементы — для выравнивания частотной характеристики

Некоторые усилители (обычно УВЧ радиоприёмных и радиопередающих устройств) оснащены системами автоматической регулировки усиления (АРУ) или автоматической регулировки мощности (АРМ). Эти системы позволяют поддерживать приблизительно постоянный средний уровень выходного сигнала при изменениях уровня входного сигнала.

Между каскадами усилителя, а также в его входных и выходных цепях, могут включаться аттенюаторы или потенциометры — для регулировки усиления, фильтры — для формирования заданной частотной характеристики и различные функциональные устройства — нелинейные и др.

Как и в любом активном устройстве в усилителе также присутствует источник первичного или вторичного электропитания (если усилитель представляет собой самостоятельное устройство) или цепи, через которые питающие напряжения подаются с отдельного блока питания.

Режимы (классы) мощных усилительных каскадов

Особенности выбора режима мощных каскадов связаны с задачами повышения экономичности питания и уменьшения нелинейных искажений.

· В зависимости от способа размещения начальной рабочей точки усилительного прибора на статических и динамических характеристиках различают следующие режимы усиления

Режим A

Режим B

Режим B, двухтактный каскад

Режим C

Усилитель осуществляет увеличение энергии управляющего сигнала за счёт энергии вспомогательного источника. Хотя в любом усилителе происходит усиление мощности сигнала, на практике выделяют три группы усилителей: напряжения, тока и мощности. В соответствии с этим делением различают коэффициенты усиления по направлению, по току и по мощности.

Коэффициент усиления по напряжению или, ещё говорят, коэффициент передачи напряжения K_u – это отношение выходного напряжения

K_u= ,