Файл: Electron_SE.pdf

111

3. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÅËÅÊÒÐÈ×ÍÈÕ ÑÈÃÍÀ˲Â. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÍÀÏÐÓÃÈ Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

Çàçíà÷èìî: íàÿâí³ñòü íóëüîâîãî ôàçîâîãî çñóâó ñèãíàëó çâîðîòíîãî

çâ’ÿçêó ³ êîåô³ö³ºíòà ï³äñèëåííÿ á³ëüøîãî çà îäèíèöþ º óìîâàìè ðå-

æèìó  ãåíåðàö³¿.

3.9. Áàãàòîêàñêàäí³ ï³äñèëþâà÷³

ßêùî îäèí ï³äñèëþþ÷èé êàñêàä íå çàáåçïå÷óº ïîòð³áíîãî ð³âíÿ ï³ä-

ñèëåííÿ, òî çàñòîñîâóþòü áàãàòîêàñêàäí³ ï³äñèëþâà÷³. Ñòðóêòóðíà

ñõåìà òàêîãî ï³äñèëþâà÷à çîáðàæåíà íà ðèñ. 3.28.

Ê

1

U

âèõ2

= U

âõ3

U

âèõ1

= U

âõ2

U

âõ

Ê

2

Ê

n

U

âèõ

U

âõn

=U

âèõ(n

-1)

Ðèñ. 3.28 – Ñòðóêòóðíà ñõåìà áàãàòîêàñêàäíîãî ï³äñèëþâà÷à

Çàãàëüíèé êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ ïðè öüîìó ñòàíîâèòü

.

...

2

1

n

çàã

K

K

K

K

=

                                    (3.39)

3.9.1. Áàãàòîêàñêàäí³ ï³äñèëþâà÷³ ç ðåçèñòèâíî-ºìí³ñíèìè

ì³æêàñêàäíèìè çâ’ÿçêàìè

Íàéá³ëüø øèðîêîãî âæèòêó íàáóëè ï³äñèëþâà÷³ çì³ííîãî ñòðóìó ç

ðåçèñòèâíî-ºìí³ñíèìè ì³æêàñêàäíèìè çâ’ÿçêàìè (ç RC-çâ’ÿçêàìè).

Âîíè ìàþòü äîáð³ ÷àñòîòí³ âëàñòèâîñò³, íåâåëèê³ ãàáàðèòè, âèñîêó

íàä³éí³ñòü ³ òîìó øèðîêî âèêîðèñòîâóþòüñÿ ÿê ïðè ñòâîðåíí³ ï³äñèëþ-

âà÷³â íà äèñêðåòíèõ åëåìåíòàõ, òàê ³ ó ³íòåãðàëüíîìó âèêîíàíí³.

Íà ðèñ. 3.29 íàâåäåíà ñõåìà òàêîãî ï³äñèëþâà÷à.

Å

Ê

VT1

+

Ñ2

Ñ

Å

⎯

(4)

(3)

(1)

(2)

Ñ1

R

Å

R2

R

Ê

R1

R

äæ

å

äæ

R 

/

Ê

R 

/

1

Ñ 

/

Å

R 

/

Å

R 

/

2

R

í

Ñ3

VT2

Ðèñ. 3.29 – Äâîêàñêàäíèé ï³äñèëþâà÷ ç ðåçèñòèâíî-ºìí³ñíèìè çâ’ÿçêàìè

112

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

ϳäñèëþâà÷ ñêëàäàºòüñÿ ³ç äâîõ êàñêàä³â ï³äñèëåííÿ, âèêîíàíèõ íà

òðàíçèñòîðàõ VT1 ³ VT2 çà ñõåìîþ ç ÑÅ.

Âõ³äíèé ñèãíàë ï³ñëÿ ï³äñèëåííÿ ïåðøèì êàñêàäîì ÷åðåç êîíäåíñà-

òîð Ñ

2

 íàäõîäèòü íà âõ³ä äðóãîãî êàñêàäó, ç âèõîäó ÿêîãî ï³äñèëåíèé

âäðóãå ÷åðåç êîíäåíñàòîð Ñ

3

 ïîäàºòüñÿ íà íàâàíòàæåííÿ R

í

.

Ðîçðàõóíîê áàãàòîêàñêàäíîãî ï³äñèëþâà÷à ïî÷èíàþòü ³ç ðîçðàõóíêó

âèõ³äíîãî (îñòàííüîãî) êàñêàäó. Ïîò³ì, çíàþ÷è éîãî âõ³äíó íàïðóãó,

ùî º âèõ³äíîþ íàïðóãîþ ïîïåðåäíüîãî êàñêàäó, ïðèñòóïàþòü äî ðîç-

ðàõóíêó ïîïåðåäíüîãî êàñêàäó ³ ò.ä. Âèõîäÿ÷è ³ç óìîâè çàáåçïå÷åííÿ

îäíîòèïíîñò³, êàñêàäè ïîïåðåäíüîãî ï³äñèëåííÿ âèêîíóþòü îäíàêî-

âèìè (çàçâè÷àé ³ç íàéá³ëüø ìîæëèâèì êîåô³ö³ºíòîì ï³äñèëåííÿ).

Òîìó ðîçðàõóíîê çàâæäè çâîäèòüñÿ ôàêòè÷íî äî ðîçðàõóíêó îäíîãî

êàñêàäó.

R

í1

»

 = R

Ê

 || R

/

 || R

âõ2

,

äå R

/ 

= R

/

1 

|| R

/

2

;

R

âõ2

 – âõ³äíèé îï³ð çà çì³ííèì ñòðóìîì äðóãîãî êàñêàäó;

R

í2

»

 = R

/

Ê 

|| R

í

.

Àìïë³òóäíà õàðàêòåðèñòèêà òàêîãî ï³äñèëþâà÷à ìຠâèãëÿä, íàâå-

äåíèé íà ðèñ. 3.30.

U

âõ max

U

âõ min

3

2

U

âèõ(2)-(3)

U

âèõ(1-2)

Å

Ê

t

U

0

Ê

U

âõ

1

U

âèõ

u

âèõ

        à)                                        á)

Ðèñ. 3.30 – Àìïë³òóäíà õàðàêòåðèñòèêà (à) òà ÷àñîâ³ ä³àãðàìè

âèõ³äíîãî ñèãíàëó (á)  äâîêàñêàäíîãî  ï³äñèëþâà÷à ç RC-çâ’ÿçêàìè

Íà í³é ïîçíà÷åíî:

1-2 – ðîáî÷à ä³ëÿíêà;

2-3 – ðåæèì íàñè÷åííÿ.

113

3. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÅËÅÊÒÐÈ×ÍÈÕ ÑÈÃÍÀ˲Â. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÍÀÏÐÓÃÈ Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

min

max

âõ

âõ

U

U

D =

 – äèíàì³÷íèé ä³àïàçîí ï³äñèëþâà÷à.

Íà ä³ëÿíö³ 1-2 ìàºìî íåçíà÷íå ñïîòâîðåííÿ ôîðìè âèõ³äíîãî ñèãíà-

ëó, çóìîâëåíå íåë³í³éí³ñòþ õàðàêòåðèñòèê òðàíçèñòîðà. Ñòóï³íü ñïîòâî-

ðåíü  âèçíà÷àºòüñÿ  êîåô³ö³ºíòîì  íåë³í³éíèõ  âèêðèâëåíü

,

...

1

2

2

3

2

2

U

U

U

U

K

n

í

+

+

+

=

(3.40)

äå  U

1

 – åôåêòèâíå çíà÷åííÿ íàïðóãè ïåðøî¿ (îñíîâíî¿) ãàðìîí³êè âèõ³ä-

íîãî ñèãíàëó;

U

2

, U

3

, ..., U

n

 – åôåêòèâí³ çíà÷åííÿ íàïðóãè äðóãî¿, òðåòüî¿ ³ ò.ä. (âè-

ùèõ) ãàðìîí³ê  âèõ³äíîãî ñèãíàëó.

Íàÿâí³ñòü ñèãíàëó íà âèõîä³ ï³äñèëþâà÷à ïðè U

âõ

 < U

âõ min 

³ íàâ³òü

ïðè U

âõ

 = 0, âèçíà÷àºòüñÿ âëàñíèìè øóìàìè åëåìåíò³â ï³äñèëþâà÷à.

Öå øóìîâèé ñèãíàë, çóìîâëåíèé, íàïðèêëàä, íåñòàö³îíàðí³ñòþ ïðî-

öåñó ³íæåêö³¿ íîñ³¿â ³ç åì³òåðà â áàçó á³ïîëÿðíîãî òðàíçèñòîðà (äî ðå÷³,

ïîëüîâ³ òðàíçèñòîðè ïîçáàâëåí³ öüîãî íåäîë³êó, ó çâ’ÿçêó ç ÷èì ¿õ ÷àñòî

âèêîðèñòîâóþòü ó ïåðøîìó êàñêàä³ ï³äñèëþâà÷³â ìàëèõ ñèãíàë³â); âè-

íèêàþòü øóìè òàêîæ çà ðàõóíîê ôëóêòóàö³é ñòðóìó ïðè éîãî ïðî-

ò³êàíí³ ÷åðåç ìåòàëîêîìïîçèö³éí³, âóã³ëüí³ òà ³íø³ ðåçèñòîðè ³ ò.ï. Êð³ì

òîãî, ïðè÷èíîþ âèõ³äíèõ øóì³â º ñèãíàëè, íàâåäåí³ íà åëåìåíòàõ ³

璺äíàííÿõ ï³äñèëþâà÷à çîâí³øí³ìè åëåêòðîìàãí³òíèìè ïîëÿìè, çà-

âàäè, ùî ïðîíèêàþòü íà éîãî âõ³ä ³ç ê³ë æèâëåííÿ ïðè íàÿâíîñò³ â íèõ

ïóëüñàö³é íàïðóãè.

Äëÿ çíèæåííÿ âèõ³äíèõ øóì³â âèêîðèñòîâóþòü åëåìåíòè ç ìàëèìè

âëàñíèìè øóìàìè, çàñòîñîâóþòü åêðàíóâàííÿ, äîäàòêîâ³ ô³ëüòðè, âè-

áèðàþòü ñõåìè äæåðåë æèâëåííÿ ç ì³í³ìàëüíèìè ïóëüñàö³ÿìè.

Íà ä³ëÿíö³ 2-3 ìàºìî ðåæèì íàñè÷åííÿ ï³äñèëþâà÷à ÷åðåç òå, ùî

òðàíçèñòîð òóò âèõîäèòü çà ìåæ³ ë³í³éíîãî ðåæèìó: ïîïåðåì³ííî ïåðå-

õîäèòü ³ç ðåæèìó â³äòèíàííÿ ÷åðåç ë³í³éíèé ðåæèì äî ðåæèìó íàñè÷åííÿ

³ íàâïàêè (íå ïëóòàéòå äèíàì³÷íèé ðåæèì íàñè÷åííÿ ï³äñèëþâà÷à ç³

ñòàòè÷íèì ðåæèìîì íàñè÷åííÿ òðàíçèñòîðà).

Äðóãîþ âàæëèâîþ õàðàêòåðèñòèêîþ äâîêàñêàäíîãî ï³äñèëþâà÷à ç

RÑ-çâ’ÿçêàìè º àìïë³òóäíî-÷àñòîòíà õàðàêòåðèñòèêà (À×Õ), çîáðàæåíà

íà ðèñ. 3.31.

114

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Ïðè÷èíîþ çíèæåííÿ êîåô³-

ö³ºíòà ï³äñèëåííÿ íà íèçüêèõ

÷àñòîòàõ º íàÿâí³ñòü ðîçä³ëÿ-

þ÷èõ êîíäåíñàòîð³â Ñ

1

, Ñ

2

, Ñ

3

,

à òàêîæ Ñ

Å

, îñê³ëüêè îï³ð êîí-

äåíñàòîðà

.

1

0

∞

→

→

=

ùC

ù

X

C

Ó ðåçóëüòàò³ íà ðîçä³ëÿþ÷èõ

êîíäåíñàòîðàõ ïàäຠ÷àñòèíà

íàïðóãè ñèãíàëó, ùî ïîâèíåí

ïåðåäàâàòèñÿ ó íàñòóïíèé êàñêàä àáî íàâàíòàæåííÿ, à ç ðîñòîì îïîðó

Ñ

Å

 âèíèêຠñóòòºâèé ÍÇÇ çà ï³äñèëþâàíèì ñèãíàëîì çì³ííî¿ íàïðóã蠖

êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ çíèæóºòüñÿ.

Ïðè÷èíîþ çíèæåííÿ êîåô³ö³ºíòà ï³äñèëåííÿ íà âèñîêèõ ÷àñòîòàõ º:

1) çíèæåííÿ êîåô³ö³ºíòà ïåðåäà÷³ òðàíçèñòîðà çà ñòðóìîì 

b

  ïðè

w

 > 

w

â

;

2) íàÿâí³ñòü ó ñõåì³ ïàðàçèòíèõ êîíäåíñàòîð³â òà ³íäóêòèâíîñòåé,

îñê³ëüêè

;

0

1 =

∞

→

=

ùC

ù

X

C

,

∞

→

∞

→

=

ùL

ù

X

L

òî ç³ çá³ëüøåííÿì ÷àñòîòè ñèãíàëó (àáî äëÿ éîãî âèùèõ ñêëàäîâèõ

ãàðìîí³ê) ðîçîñåðåäæåíà ºìí³ñòü ë³í³é çâ’ÿçêó â ìåæàõ êàñêàäó øóí-

òóº ÷àñòèíó åíåð㳿 ñèãíàëó, ùî ï³äñèëþºòüñÿ, à ³íäóêòèâí³ñòü ïðîâ³äíèê³â

âåäå äî ïàä³ííÿ íà íèõ íàïðóãè. Ó ðåçóëüòàò³ êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ çíè-
æóºòüñÿ.

3.9.2. Áàãàòîêàñêàäí³ ï³äñèëþâà÷³

ç òðàíñôîðìàòîðíèìè çâ’ÿçêàìè

Ó òàêèõ ï³äñèëþâà÷àõ çâ’ÿçîê ì³æ êàñêàäàìè çä³éñíþºòüñÿ çà äîïî-

ìîãîþ òðàíñôîðìàòîð³â. Çàçâè÷àé, ïåðâèííà îáìîòêà âìèêàºòüñÿ ó

âèõ³äíå ñòðóìîâå êîëî òðàíçèñòîðà ïîïåðåäíüîãî êàñêàäó, à âòîðèííà

îáìîòêà ï³äìèêàºòüñÿ äî âõîäó íàñòóïíîãî êàñêàäó àáî áåçïîñåðåä-

íüî äî íàâàíòàæåííÿ. Ó ïåðøîìó âèïàäêó ìàºìî ñïðàâó ç ï³äñèëþâà-

÷åì íàïðóãè, ó äðóãîìó – ç ï³äñèëþâà÷åì ïîòóæíîñò³.

∆ω

ω

í

ω

â

ω

0

U

K

2

K

0

U

2

1

K

U

Ðèñ. 3.31 – À×Õ äâîêàñêàäíîãî

ï³äñèëþâà÷à ç RÑ- çâ’ÿçêàìè

115

3. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÅËÅÊÒÐÈ×ÍÈÕ ÑÈÃÍÀ˲Â. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÍÀÏÐÓÃÈ Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

Ñòðóêòóðíà ñõåìà ï³äñèëþâà÷à ç òðàíñôîðìàòîðíèìè çâ’ÿçêàìè

çîáðàæåíà íà ðèñ. 3.32.

Ê

1

TV1

U

âõ

Ê

2

R

í

TV2

Ðèñ. 3.32 – Äâîêàñêàäíèé ï³äñèëþâà÷ ç òðàíñôîðìàòîðíèìè çâ’ÿçêàìè

Ó ö³é ñõåì³ ïåðøèé êàñêà䠖 ï³äñèëþâà÷ íàïðóãè, äðóãè頖 ï³äñèëþ-

âà÷ ïîòóæíîñò³.

Âèêîðèñòàííÿ òðàíñôîðìàòîðà íàäຠòàê³ ïåðåâàãè:

1) ï³äâèùóºòüñÿ çàãàëüíèé êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ ÿê çà íàïðóãîþ, òàê

³ çà ñòðóìîì;

2) çàáåçïå÷óþòüñÿ óìîâè ìàêñèìàëüíî¿ ïåðåäà÷³ ïîòóæíîñò³ çà ðà-

õóíîê óçãîäæåííÿ âèõ³äíîãî îïîðó êàñêàäó ç îïîðîì éîãî íàâàíòàæåí-

íÿ (R

âèõ

= R

í

).

Àëå âèêîðèñòàííÿ òðàíñôîðìàòîðà ìຠ³ ñâî¿ íåäîë³êè, à ñàìå: ï³ä-

âèùóþòüñÿ ìàñà ³ ãàáàðèòè ï³äñèëþâà÷à, ïîã³ðøóþòüñÿ éîãî ÷àñòîòí³

âëàñòèâîñò³. Êð³ì òîãî, ó íàø ÷àñ òðàíñôîðìàòîð º íåòåõíîëîã³÷íèì

âèðîáîì: òåõíîëîã³ÿ âèðîáíèöòâà òðàíñôîðìàòîð³â êàðäèíàëüíî â³ä-

ð³çíÿºòüñÿ â³ä òåõíîëî㳿 âèãîòîâëåííÿ ³íøèõ âóçë³â ï³äñèëþâà÷à.

Íàéøèðøîãî ðîçïîâñþäæåííÿ òðàíñôîðìàòîðí³ ï³äñèëþâà÷³ çíà-

õîäèëè äî íåäàâíüîãî ÷àñó ÿê ï³äñèëþâà÷³ ïîòóæíîñò³. Áóäóþòüñÿ

âîíè çà îäíîòàêòíîþ àáî äâîòàêòíîþ ñõåìàìè.

Çàçíà÷èìî, ùî ï³äñèëþþ÷³ êàñêàäè, ÿê³ áóëè íàìè ðîçãëÿíóò³, óñ³

îäíîòàêòí³: çà ïåð³îä ï³äñèëþâàíîãî ñèãíàëó ñòðóì ó íèõ ïðîò³êàº

÷åðåç îäèí òðàíçèñòîð ³ ó îäíîìó íàïðÿìêó. Ïðè öüîìó çàáåçïå÷óºòü-

ñÿ ï³äñèëåííÿ ÿê ïîçèòèâíî¿ òàê ³ íåãàòèâíî¿ ï³âõâèëü, ÿêùî êàñêàä ïðà-

öþº ó ðåæèì³ êëàñó À, àáî ï³âõâèë³ ëèøå îäí³º¿ ïîëÿðíîñò³, ÿêùî ó ðå-

æèìàõ êëàñó Â àáî ÀÂ.

Äâîòàêòí³ ï³äñèëþþ÷³ êàñêàäè áóäóþòü ç äâîõ îäíîòàêòíèõ, ùî

ÿê ïðàâèëî, ïðàöþþòü ó ðåæèìàõ êëàñó Â àáî ÀÂ: îäèí êàñêàä çàáåç-

ïå÷óº ï³äñèëåííÿ ïîçèòèâíî¿ ï³âõâèë³, à äðóãè頖 íåãàòèâíî¿. Îòæå, ï³äñè-

ëåííÿ çà ïåð³îä ï³äñèëþâàíîãî ñèãíàëó â³äáóâàºòüñÿ ó äâà òàêòè.