Способы подачи напряжения смещения в усилителях.

Недостатком схем с автономным смещением (рис.5.6) является наличие двух источников напряжения (Е_см и Е_к).

Вопрос задания рабочей точки (РТ) решается двумя способами - она задается либо автономным независимым источником (рис.5.6), но этот метод неэкономичен особенно в многоступенных усилителях, либо применяется автоматическая подача напряжения смещения в цепь базы. В современных усилительных каскадах предпочтенье отдаётся второму способу: схема «сама» вырабатывает напряжение автосмещения для того, чтобы задать РТ. Рабочая точка задается постоянными составляющими токов и напряжений в режиме покоя. На рис. 5.7 и 5.8 даны две схемы усилителей на транзисторах с ОЭ с автоматической подачей напряжения смещения в цепь базы.

Существует два метода автоматической подачи напряжения в цепь базы:

1. Подача напряжения смещения от источника коллекторного напряжения Е_к через гасящий резистор (на рис.5.7 ─ через резистор R_б1) ─ метод фиксированного тока.

2. Подача напряжения смещения от источника коллекторного напряжения Е_к через делитель напряжения (на рис.5.8 ─ делитель напряжения из резисторов R_б1 и R_б2) ─ метод фиксированного напряжения.

5.2. О назначении элементов в схемах усилителей на рис. 5.7; рис.5.8.

Внимание. Пункт 5.2. проработать надо особенно внимательно и не торопясь: чтобы в дальнейшем уметь проектировать электронные усилители, необходимо чётко представлять назначение каждого элемента, его роль при настройке усилителя в определённом режиме.

Рис. 5.7. Схема УЗЧ с ОЭ с автосмещением через гасящий резистор

Рис.5.8. Схема УЗЧ с ОЭ с автосмещением через делитель напряжения

· Е_к - напряжение источника питания в коллекторных цепях усилителей. Энергию этого источника схема преобразует в переменную и подчиняет форме входного сигнала.

· Генератор переменной ЭДС (U_вх)на входе усилителей - напряжение этого генератора надо будет усиливать.

· Разделительные конденсаторы С_р1(и С_р2) не допускают поступления на вход усилителя постоянной составляющей, которая может быть в генераторе переменной ЭДС (от генератора входного сигнала U_вх). Сопротивления этих конденсаторов на самой низкой частоте должны быть минимальными, чтобы не произошло «завала» частотной характеристики. На рис.5.9 приведена схема замещения входной цепи усилителя с акцентом на потери (U_c) полезного входного сигнала на сопротивлении разделительного конденсатора. Ранее, на рис 5.2, была показана АЧХ усилителя, на которой виден срез («завал») на низкой частоте, одной из причин которого может оказаться неправильно подобранная ёмкость разделительного конденсатора.

Рис.5.9.. Влияние сопротивления конденсатора Срна коэффициент усиления по напряжению (Uбэ = Uвх - IбXc, где IбXc - падение напряжения полезного переменного сигнала на сопротивлении конденсатора).

· С_б - блокировочный конденсатор. С_б устраняет потери полезного переменного напряжения на внутреннем сопротивлении источника Е_к.

· Резисторы R_б1, R_б2, R_э - элементы автосмещения и температурнойстабилизации положения РТ на ВАХ ─ режимные элементы.

· Резистор R_к - нагрузка в коллекторной цепи.

· Ключ «К» в схеме на рис.5.8 в цепи эмиттера -коммутирует цепь конденсатора С_э (ключ отключает или включает в схему конденсатор С_э). Сопротивление конденсатора С_э по переменной составляющей тока в 5 …10 раз меньше сопротивления R_э. При положении ключа «К» в позиции «замкнут» конденсатор С_эшунтирует резистор R_э (φ_э~ ≈ 0) и, таким образом, в схеме усилителя устраняется ООС по переменной составляющей тока. При разомкнутом ключе «К» в схеме будет действовать ООС по переменной составляющей тока, которая значительно повлияет на усилительные свойства усилителя по напряжению (ООС уменьшает коэффициент усиления усилителя по напряжению).

Примечание. По ООС материал дан в лекции 7.