Вопрос №1. В лекции №3 были рассмотрены принцип усиления электрических сигналов, а также принцип построения апериодического усилителя – лампового и транзисторного

РЕЗИСТИВНО-ЕМКОСТНОГО УСИЛИТЕЛЯ

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА

В лекции №3 были рассмотрены принцип усиления электрических сигналов, а также принцип построения апериодического усилителя – лампового и транзисторного. Как известно, апериодический усилитель – это такой усилитель, нагрузка которого не имеет ярко выраженных резонансных свойств. РЕУ – это усилитель, нагрузкой которого является резистор.

Для более полного понимания и изучения свойств РЕУ необходимо рассмотреть его работу с помощью эквивалентных схем, в которых с помощью простых элементов можно уяснить работу РЕУ. Эквивалентная схема является моделью, свойства которой идентичны свойствам конкретного устройства, но рассматривать эти свойства удобнее на модели.

Эквивалентная схема резистивно-емкостного усилителя (РЕУ)

В случае использования в качестве усилительного элемента (УЭ) электронной лампы схема резистивно-емкостного усилителя будет иметь вид, показанный на рисунке 4.1.

U_ВЫХ

U_ВХ

R_ФС_Ф

Рис.4.1. Ламповый резистивно-емкостной усилитель

Назначение элементов лампового усилителя и принцип его работы аналогичен назначению элементов в ранее рассмотренных схемах усилителей и принципам их работы.

Частотные искажения в РЕУ создаются из-за наличия емкостей, входящих в схему усилителя. К таким емкостям относятся внутренние емкости усилительного элемента, разделительные емкости С_Р, а также емкости эмиттерной стабилизации С_Э. Перечисленные ёмкости создают «завалы» частотной характеристики на нижних и верхних частотах. В области средних частот перечисленные ёмкости практически не влияют на коэффициент усиления и частотные искажения не возникают.

Для анализа причин частотных искажений в резистивном усилителе необходимо составить эквивалентную схему этого каскада (рис.4.2). Для этого нужно заменить транзистор VT₁ его эквивалентной схемой, а также учесть, что емкость С_Э выбирается обычно большой величины и поэтому ее сопротивлением в диапазоне звуковых частот можно пренебречь.

Для переменной составляющей коллекторного тока резисторы R₁ и R₂ делителя напряжения второго каскада соединены параллельно, поэтому их можно заменить одним резистором R_Д.

С_Р

R_i

C₁ R_KR_ВХС₂ U_ВЫХ

Рис.4.2. Общая эквивалентная схема транзисторного РЕУ

В схеме 4.2 обозначено:

E – э.д.с. эквивалентного генератора, которым заменен транзистор;

R_I – внутренне сопротивление эквивалентного генератора;

С₁ – выходная ёмкость VT₁ и ёмкость монтажа (С₁ = С_ВЫХVT1 + 1/2С_М);

С₂ – входная ёмкость VT₂ и ёмкость монтажа (С₂ = С_ВХVT2+ 1/2С_М);

R_K – сопротивление резистора коллекторной нагрузки;

Ср – емкость разделительного конденсатора, который стоит между первым и вторым каскадом;

R_ВХ– входное сопротивление второго каскада.

Далее рассмотрено влияние элементов эквивалентной схемы на частотную характеристику усилителя в области нижних, средних и верхних частот.

Область нижних частот

В области нижних частот в общей эквивалентной схеме параллельными емкостями С₁ и С₂ можно пренебречь. Это объясняется тем, что с понижением частоты сопротивление этих емкостей возрастает, становятся больше R_K и R_ВХ и, следовательно, емкости С₁и С₂ практически не влияют на частотную характеристику усилителя. Тогда эквивалентная схема усилителя в области нижних частот будет иметь вид, представленный на рисунке 4.3. «Завал» частотной характеристики в области нижних частот (рис.4.3) объясняется влиянием разделительного конденсатора С_Р.

С понижением частоты сопротивление этой емкости (Хс_Р) возрастает. Ток, протекая через С_Р, создает на ее большом сопротивлении падение напряжения, поэтому выходное напряжение U_ВЫХ будет уменьшаться на величину этого падения напряжения. Следовательно, будет уменьшаться и коэффициент усиления в области нижних частот (К_Н), то есть происходит «завал» частотной характеристики.

C_Р