К достоинствамтрансформаторной связи в многокаскадных усилителях нужно отнести: возможность использования меньшего числа каскадов за счет применения повышающих трансформаторов; согласование каскадов по сопротивлению; понижение напряжения питания, так как э.д.с. подмагничивания первичных обмоток трансформаторов складывается с э.д.с. источника питания; повышение коэффициента усиления в области верхних частот fB, когда рабочая частота fстановится равной частоте собственного резонанса усилителя f= fРС (рис. 80).
Рис. 80. АЧХ усилителя с трансформаторной связью.
Выбор вида связи определяют исходя из конкретных условий работы многокаскадного усилителя.
При работе многокаскадных усилителей могут появляться такие нежелательные явления как паразитные связи между каскадами. Через эти связи может передаваться электрическая энергия, что приводит к появлению на выходе усилителя сигналов, не соответствующих его основному назначению и называемых паразитными наводками.
Наиболее существенное влияние на работу усилителей оказывают паразитные обратные связи, которые можно разбить на четыре основных вида: емкостные, индуктивные, электромеханические и связи через источник питания. Чаще всего встречаются емкостная и связь через источник питания. Как одна, так и другая могут не только ухудшать характеристики усилителя, но и привести к его самовозбуждению. Часто оказывается достаточно ничтожной емкости между входом и выходом (тысячной доли пикофарады) для самовозбуждения многокаскадного усилителя даже с не очень большим коэффициентом усиления. Поэтому при конструировании усилителей усилительные каскады располагают в виде линейки, максимально удаляя друг от друга входной и выходной каскады. При большом коэффициенте усиления входные и выходные цепи экранируют.
Существенное влияние на работу многокаскадного усилителя может оказать обратная паразитная связь через источник питания. Внутреннее сопротивление источника питания обычно во много раз меньше сопротивления нагрузки любого усилительного каскада, поэтому при анализе работы одного каскада им пренебрегают. Однако в многокаскадном усилителе даже небольшое падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания может сильно изменить характеристики усилителя.
Первый способ ослабления паразитной обратной связи через источник питания – снижение его внутреннего сопротивления переменному току. Для этого можно включить конденсатор СБ между ЕК и «землей» или использовать выпрямитель с электронной стабилизацией, в котором сопротивление zИ.П доли ома. Но такой выпрямитель – громоздкий и дорогой, а емкость СБ измеряется тысячами микрофарад, что неприемлемо. Поэтому в усилителях чаще включают в выходные цепи предварительных усилителей между нагрузкой и источником питания разрязывающие фильтры RФ СФ (один или несколько), что позволяет добиться отсутствия самовозбуждения даже при небольших значениях zИ.П.
В настоящее время широкое распространение получили многокаскадные усилители на интегральных микросхемах (ИМС). Усилитель на ИМС каскадируется с аналогичным усилителем с помощью RC-связей или непосредственно.
В первом случае многокаскадный усилитель можно рассматривать как описанный ранее многокаскадный усилитель с RC-связью на транзисторах. Нижняя граничная частота такого усилителя определяется номиналами конденсаторов связи, а верхняя граничная частота – частотными свойствами самой микросхемы.
Рассмотрим многокаскадный усилитель с RC-связью на ИМС 140УД6 (рис. 81). Эта ИМС – операционный усилитель с параметрами RBX= 2 МОм, RBЫX= 100 Ом, fB=1 МГц. Каждый каскад такого усилителя обладает в области средних частот стабильным коэффициентом усиления Kи = 2 за счет включения резисторов R2-R3, R5-R6, R8-R9. Для области нижних частот можно ввести четыре постоянные времени:
tН1 = С1(RГ+R1),
tН2 = С2(RВЫХ+R4)»С2R4,
tН3 = С3(RВЫХ+R7)»С3R7,
tН4 = С4(RВЫХ+RН).
Высокое входное сопротивление в этих формулах не учитывается.
Рис. 81. Многокаскадный усилитель с RC-связью на ИМС.
Представленный усилитель имеет высокую стабильность, достаточно широкую полосу пропускания, помехоустойчив. Габариты такого усилителя значительно меньше, чем усилителя на дискретных элементах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.