Двухтактный усилитель мощности. Как было сказано выше, эмиттерный повторитель фактически является усилителем мощности. При наличии двуполярного источника питания с нулевой точкой необходимо применить двухтактный усилитель мощности, упрощенная схема которого приведена на рис. 3.6.
В данной схеме применяются так называемые комплементарные транзисторы, имеющие одинаковые характеристики, но разную электропроводность. По существу двухтактный усилитель мощности состоит из двух эмиттерных повторителей. При положительной полярности входного сигнала +Uвх в активном режиме работает транзистор VT1, а транзистор VT2 закрыт. При отрицательной полярности -Uвх – наоборот. Таким образом, оба транзистора одновременно не могут быть открытыми и поэтому сквозной ток источника питания от шинок +Eпит1 до –Eпит2 отсутствует.
Рис. 3.6. Схема двухтактного усилителя мощности
Двухтактный усилитель мощности применяется в качестве выходного каскада операционного усилителя или как усилитель мощности звуковой частоты в плеерах, телевизорах и т. д.
4. БАЗОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ
Как было указано в п. 2.5, операционный усилитель (ОУ) является базовым компонентом аналоговой электронной техники, поскольку его параметры близки к идеальному элементу, т. е. коэффициент усиления ОУ стремится к бесконечности и по своим входам тока практически не потребляет, благодаря большому входному сопротивлению. В этой связи при анализе функциональных элементов на ОУ следует помнить, что в режиме усиления разность потенциалов между двумя его входами равна нулю, кроме ключевого режима, когда напряжение на выходе ОУ достигает напряжения насыщения.
Схема инвертирующего усилителя и его передаточная характеристика приведены на рис. 4.1.
R2
вых
Рис. 4.1. Схема инвертирующего усилителя и его передаточная характеристика
Инвертирующий усилитель состоит из ОУ DA и резисторов R1, R2 . Резисторы формируют отрицательную обратную связь, суть которой заключается в следующем. Часть выходного напряжения Uвых подается на инвертирующий вход ОУ, где вычитается из части входного напряжения U вх(величины этих частей зависят от соотношения между сопротивлениями R1 и R2 ). Результат вычитания усиливается ОУ. Таким образом, на выходе усилителя формируется требуемое значение напряжения, обратного по знаку входному напряжению, а коэффициент усиления зависит только от значений сопротивлений резисторов, не зависит от параметров ОУ и определяется по формуле
kус = Uвых =-
R2 .
(4.1)
Uвх R1
Формула (4.1) действует, пока Uвх <Uвх max . Если Uвх ‡Uвх max, то усилитель входит в режим насыщения и его выходное напряжение не изменяется и равно напряжению насыщения ОУ.
При Uвх = 0 выходное напряжение не равно нулю из-за статической ошибки, обусловленной напряжением смещения.
На базе инвертирующего усилителя строят большинство функциональных элементов на ОУ. Инвертирующий усилитель является частным случаем суммирующего усилителя, схема которого приведена рис. 4.2.
Рис. 4.2. Суммирующий усилитель
Для суммирующего усилителя справедливо соотношение
Uвых =-R3 Uвх1 + Uвх2 . (4.2) Ł R1 R2
ł
На основе суммирующего усилителя можно скомпенсировать статическую ошибку инвертирующего усилителя, используя в качестве напряжения Uвх1 заранее заданное опорное напряжение, а в качестве напряжения Uвх2 – измеряемое напряжение (или наоборот).
Схема неинвертирующего усилителя и его передаточная характеристика приведены на рис. 4.3.
Неинвертирующий усилитель также содержит отрицательную обратную связь на резисторах R1, R2. В отличие от инвертирующего усилителя, неинвертирующий усилитель не меняет знак напряжения. Коэффициент усиления для него рассчитывается по формуле
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.