Затем сигнал надо усилить. Усилитель мощности, иногда называемые оконечными усилителями, предназначены для усиления мощности звуковых сигналов до такого уровня, чтобы они могли возбуждать электроакустические преобразователи. Принцип работы усилителей мощности заключается в преобразовании энергии источника питания в энергию переменного тока, причём форма сигнала на выходе усилителя полностью должна повторять сигнал на выходе. Усилитель мощности должен обладать минимальными нелинейными и частотными искажениями, а так же максимальным КПД.
Усилители мощности строят из нескольких каскадов. Входные и промежуточные усилительные каскады работают в режиме большого усиления по току или напряжению. Выходные каскады работают в режиме преобразования сопротивлений при коэффициентах усиления по напряжению Кu=1.
Выходные каскады обычно выполняются по дифференциальной схеме. Это связано с тем, что дифференциальный каскад обладает рядом преимуществ:
-большой коэффициент ослабления синфазных составляющих;
-большой динамический диапазон;
-высокая эффективность температурной компенсации и др.
Промежуточный каскад является каскадом усиления напряжения, он же служит источником напряжения смещения рабочей точки оконечного каскада.
Мощность выходных каскадов может меняться в широких пределах, поэтому при расчёте усилителей необходимо учитывать рассеиваемую мощность.
Расчёт микрофонного усилителя.
Принципиальная схема приведена на рисунке 1.
Микрофонный усилитель строится на базе интегральной микросхемы, предназначенной для усиления низкоуровневых сигналов. ИМС работает от однополярного источника питания, имеет внутреннюю компенсацию и защиту от короткого замыкания
Усилитель имеет следующие технические характеристики:
- номинальное выходное напряжение 200 мВ
- номинальное входное напряжение 1 мВ
- коэффициент гармоник 0,2 %
- отношение сигнал/шум 60 дБ
- диапазон частот 20…20000 Гц
- напряжение питания 12 В
- ток потребления 10 мА.
Выбор и расчёт оконечного каскада
С целью улучшения свойств транзисторов можно соединить два или большее их количество, образовав составной транзистор. Компламентарная схема на составных транзисторах приведена на рисунке.
Большое усиление тока и высокое входное сопротивление такой схемы позволяет снизить мощность, необходимую для её возбуждения, а также постоянный ток смещения базы (ток покоя). Ток покоя обычно задаётся только для предоконечных транзисторов VT1 и VT2. Мощные выходные транзисторы VT3и VT4 открываются лишь при очень больших входных сигналах. Для этого выбирают напряжение смещения транзисторов VT3, VT4 равным 0,4 В. В этом случае выходные транзисторы, даже при высокой температуре перехода, оказываются запертыми.
Резисторы R1 и R2 одновременно служат в качестве сопротивлений утечки для базового заряда выходных транзисторов. Чем меньше значение этих сопротивлений, тем быстрее будут запираться выходные транзисторы.
Из-за того что транзисторы VT3 n-p-n типа, а VT4 p-n-p типа, то при больших токах нагрузки начинает сказываться разница в быстродействии этих транзисторов, что приводит к возникновению «сквозного тока». Этот факт накладывает ограничения при построении мощных усилителей.
В этом случае целесообразно использовать мощные выходные транзисторы с одинаковой проводимостью, что приводит к квазикомпламентарной схеме.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.