Файл: Electron_SE.pdf

121

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

Ñõåìó  âèá³ðêîâîãî  (ðå-

çîíàíñíîãî)  ï³äñèëþâà÷à

íàâåäåíî  íà  ðèñ.  3.41.  Ó

íüîãî

,

1

0

Ê

Ê

C

L

=

ω

äå L

K

 ³ C

K 

– ³íäóêòèâí³ñòü ³

ºìí³ñòü êîíòóðó.

Çâ’ÿçîê  ³ç  íàâàíòàæåí-

íÿì  (÷àñòî  öå  íàñòóïíèé

êàñêàä  ï³äñèëåííÿ)  ìîæå

áóòè òðàíñôîðìàòîðíè젖

ÿê  ï³ä³ìêíåíå  íà-

âàíòàæåííÿ  R

/

í

  –

àáî  ðåçèñòèâíî-

ºìí³ñíèì  –  ÿê

ï³ä³ìêíåíå íàâàí-

òàæåííÿ R

í

.

Çà íèçüêèõ ÷àñ-

òîò  (òèñÿ÷³  ³  äå-

ñÿòêè òèñÿ÷ ãåðö)

çàñòîñóâàííÿ LC-

êîíòóð³â  íåäî-

ö³ëüíå,  áî  òóò

íèçüêà  ¿õ  äîá-

ðîòí³ñòü,  âåëèê³

ãàáàðèòè òà ìàñà. Ó òàêîìó ðàç³ çàñòîñîâóþòü ï³äñèëþâà÷³ ç ÷àñ-

òîòíî-çàëåæíèìè  çâîðîòíèìè  çâ’ÿçêàìè,  çàçâè÷àé  ðåçèñòèâíî-

ºìí³ñíèìè.

∆ω

ω

í

ω

â

ω

2

K

0

U

K

U

ω

0

Ðèñ. 3.40 – À×Õ âèá³ðêîâîãî ï³äñèëþâà÷à

VT1

Ñ

Å

Ñ1

R

Å

R2

R1

Å

Ê

+

⎯

R

/

í

U

âõ

Ñ

Ê

L

Ê

R

í

Ñ

2

Ðèñ. 3.41 – Âèá³ðêîâèé (ðåçîíàíñíèé) ï³äñèëþâà÷

122

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

 Êîíòðîëüí³  çàïèòàííÿ

1. Ïîÿñí³òü,  êîëè  âèíèêຠ ïîòðåáà  ó  åëåêòðîííèõ  ï³äñèëþâà÷àõ  ³

ó  ÷îìó  ïîëÿãຠ ïðèíöèï  ï³äñèëåííÿ.

2. Âêàæ³òü,  ÿê  êëàñèô³êóþòü  ï³äñèëþâà÷³  ³  ÿê³  îñíîâí³  ïàðàìåò-

ðè  ³  õàðàêòåðèñòèêè  âîíè  ìàþòü.

3. Ùî  òàêå  ï³äñèëþþ÷èé  êàñêàä?

4. ßê³  Âè  çíàºòå  ðåæèìè  ðîáîòè  ï³äñèëþþ÷îãî  êàñêàäó  òà  ÷èì

âîíè  çàáåçïå÷óþòüñÿ?

5. Íàâåä³òü  ñõåìè  çàäàííÿ  ðåæèìó  ñïîêîþ  ï³äñèëþþ÷îãî  êàñêà-

äó  ³  ïîÿñí³òü  ïðèíöèï  ¿õíüî¿  ä³¿.

6. ×îìó  âèíèêຠ ïîòðåáà  ó  òåìïåðàòóðí³é  ñòàá³ë³çàö³¿  ï³äñèëþ-

âà÷à  ³  ÿê  âîíà  çàáåçïå÷óºòüñÿ?

7. Íàâåä³òü  ñõåìè  òà  ïîÿñí³òü  çà  äîïîìîãîþ  ÷àñîâèõ  ä³àãðàì

ïðèíöèï ä³¿ ï³äñèëþþ÷èõ êàñêàä³â ç ÑÅ, ÑÁ, ÑÊ, ÑÂ, òà ÑÑ.

8. Ùî òàêå çâîðîòí³ çâ’ÿçêè â ï³äñèëþâà÷àõ ³ ÿê âîíè âïëèâàþòü

íà  ¿õí³  ïàðàìåòðè  òà  õàðàêòåðèñòèêè?

9. ßê  áóäóþòü  áàãàòîêàñêàäí³  ï³äñèëþâà÷³?  Ïîÿñí³òü  îñîáëè-

âîñò³  ¿õíüî¿  ðîáîòè  çà  äîïîìîãîþ  àìïë³òóäíî¿  õàðàêòåðèñ-

òèêè ³ À×Õ.

10. ßê  çàáåçïå÷óºòüñÿ  çâ’ÿçîê  ì³æ  êàñêàäàìè  áàãàòîêàñêàäíèõ

ï³äñèëþâà÷³â?

11. Ó ÷îìó ïîëÿãàþòü îñîáëèâîñò³ ðîáîòè âèõ³äíèõ êàñêàä³â ï³äñè-

ëåííÿ?  Íàâåä³òü  ñõåìè  ³  ïîÿñí³òü  ïðèíöè䳿  òðàíñôîðìà-

òîðíèõ  ³  áåçòðàíñôîðìàòîðíèõ  âèõ³äíèõ  êàñêàä³â.

12. Íàâåä³òü ñõåìó ³ ïîÿñí³òü ïðèíöèï ä³¿  âèá³ðêîâîãî  ï³äñèëþâà÷à.

123

ÐÎÇIJˠ4

ϲÄÑÈËÞÂÀײ ÏÎÑÒ²ÉÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

4.1. Çàãàëüí³ â³äîìîñò³

Ó âèì³ðþâàëüí³é òåõí³ö³, àâòîìàòèö³, ñèñòåìàõ àâòîìàòè÷íîãî êåðó-

âàííÿ ³ ò.ï. øèðîêî çàñòîñîâóþòü ïðèñòðî¿, ùî ìàþòü íàçâó äàò÷èê³â

(äàâà÷³â). Âîíè º ïåðåòâîðþâà÷àìè íååëåêòðè÷íèõ âåëè÷èí ó åëåêòðè÷í³,

÷àñò ó íàïðóãó ïîñò³éíîãî ñòðóìó. ¯õíÿ âèõ³äíà íàïðóãà ïðîïîðö³éíà

òàêèì íååëåêòðè÷íèì âåëè÷èíàì ÿê òåìïåðàòóðà, òèñê, îñâ³òëåí³ñòü ³

ò.³í. Ð³âåíü âèõ³äíèõ íàïðóã äàò÷èê³â íåâåëèêèé, ³ç ÷àñîì âîíè ìàëî-

çì³íí³ àáî âçàãàë³ íåçì³íí³. Äëÿ ï³äñèëåííÿ òàêèõ ñèãíàë³â ³ âèêîðèñ-

òîâóþòüñÿ  ï³äñèëþâà÷³  ïîñò³éíîãî  ñòðóìó  (ÏÏÑ).

À×Õ ÏÏÑ çîáðàæåíà íà ðèñ. 4.1. ¯¿

îñîáëèâ³ñòü ïîëÿãຠó òîìó, ùî íèæíÿ ãðà-

íè÷íà ÷àñòîòà ä³àïàçîíó ï³äñèëþâàíèõ ñèã-

íàë³â äîð³âíþº íóëþ. Îòæå, º ìîæëèâ³ñòü

ï³äñèëåííÿ ñèãíàë³â ïîñò³éíîãî ñòðóìó.

Ñõåìîòåõí³÷íî öå çàáåçïå÷óºòüñÿ â³ä-

ñóòí³ñòþ ðîçä³ëÿþ÷èõ êîíäåíñàòîð³â àáî

òðàíñôîðìàòîð³â ì³æ äæåðåëîì ñèãíà-

ëó, êàñêàäàìè ³ íàâàíòàæåííÿì. Òîáòî,

ÏÏÑ º ï³äñèëþâà÷åì ³ç áåçïîñåðåäí³ìè çâ’ÿçêàìè.

Íàÿâí³ñòü ðîçä³ëÿþ÷èõ åëåìåíò³â, ÿê³ çàáåçïå÷óþòü ðîçä³ëåííÿ çà

ïîñò³éíèì ñòðóìîì ³ çâ’ÿçîê çà çì³ííèì, íàäàâàëà òó ïåðåâàãó, ùî ðå-

æèì ³-ãî êàñêàäó çà ïîñò³éíèì ñòðóìîì íå âïëèâຠíà ðîáîòó ³íøèõ

êàñêàä³â, äæåðåëà ñèãíàëó àáî íàâàíòàæåííÿ.

Ó ï³äñèëþâà÷àõ ç áåçïîñåðåäí³ìè çâ’ÿçêàìè âïëèâ äåñòàá³ë³çóþ÷èõ

ôàêòîð³â (íàïðèêëàä, çì³í ³ç ÷àñîì òåìïåðàòóðè àáî íàïðóãè æèâëåííÿ)

íà ðåæèì ñïîêîþ êàñêàäó ïðèçâîäèòü äî òîãî, ùî, íàâ³òü çà â³äñóò-

íîñò³ âõ³äíîãî ñèãíàëó, íà âèõîä³ ï³äñèëþâà÷à ìîæå ç’ÿâëÿòèñÿ íàïðóãà,

ùî íàâàíòàæåííÿì áóäå ñïðèéìàòèñÿ ÿê ðåçóëüòàò ï³äñèëåííÿ äåÿêîãî

âõ³äíîãî ñèãíàëó. Öå ÿâèùå ìຠíàçâó äðåéôó íóëÿ ÏÏÑ.

Äðåéô íóëÿ çóìîâëþºòüñÿ çì³íîþ âèõ³äíî¿ íàïðóãè çà âèçíà÷åíèé

ïðîì³æîê ÷àñó ïðè â³äñóòíîñò³ âõ³äíîãî ñèãíàëó:

ω

K

U

ω

í

=0

Ðèñ. 4.1 – À×Õ ÏÏÑ

124

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

,

min

max

U

äð

äð

K

U

U

d

−

=

                                         (4.1)

äå U

äð max

, U

äð min

 – â³äïîâ³äíî ìàêñèìàëüíå òà ì³í³ìàëüíå çíà÷åííÿ âè-

õ³äíî¿ íàïðóãè çà âèçíà÷åíèé ïðîì³æîê ÷àñó;

K

U

 – êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ.

Äëÿ çìåíøåííÿ äðåéôó â ÏÏÑ çàñòîñîâóþòü åëåìåíòè òåðìîñòàá³-

ë³çàö³¿, çàïðîâàäæóºòüñÿ æîðñòêà ñòàá³ë³çàö³ÿ íàïðóãè æèâëåííÿ òà,

íàé÷àñò³øå, âèêîðèñòîâóþòü ñïåö³àëüí³ áàëàíñí³ ñõåìè.

4.2. Ï³äñèëþâà÷ ïðÿìîãî ï³äñèëåííÿ

Íàéïðîñò³øèì ïðåäñòàâíèêîì ÏÏÑ º ï³äñèëþâà÷ ïðÿìîãî ï³äñè-

ëåííÿ  ç  áåçïîñåðåäí³ìè  çâ’ÿçêàìè.  Ðîçãëÿíåìî  ñõåìó  äâîêàñêàä-

íîãî ï³äñèëþâà÷à ïðÿìîãî ï³äñèëåííÿ, çîáðàæåíó íà ðèñ. 4.2.

VT2

VT1

+

⎯

R2

R

Ê

1

R1

Å

Ê

+

⎯

R

äæ

å

äæ

R

/

1

R

/

2

R

í

U

âõ

U

0

Ê

R

ä

R

Å

1

R

Å

2

R

Ê

2

U

Å2

U

âèõ

R

ä

1

R

ä

2

R

ä 

/

1

R

ä

/

2

Ðèñ. 4.2 – Äâîêàñêàäíèé ï³äñèëþâà÷ ïîñò³éíîãî ñòðóìó ïðÿìîãî ï³äñèëåííÿ

³í ñêëàäàºòüñÿ ç äâîõ êàñêàä³â, âèêîíàíèõ çà ñõåìîþ ç ÑÅ. Ïðè-

çíà÷åííÿ åëåìåíò³â òå æ ñàìå, ùî ³ ó ï³äñèëþâà÷àõ çì³ííîãî ñòðóìó.

Çà ïðèíöèïîâî¿ íåìîæëèâîñò³ çàñòîñóâàííÿ ðåàêòèâíèõ ðîçä³ëÿþ÷èõ

åëåìåíò³â, ùîá çàáåçïå÷èòè âèêëþ÷åííÿ âïëèâó íàïðóã, ùî â³äïîâ³äà-

þòü ðåæèìó ñïîêîþ êàñêàä³â, íà äæåðåëî ñèãíàëó ³ íà íàâàíòàæåííÿ,

îñòàííº  òóò  ï³ä³ìêíóòî  ì³æ  êîëåêòîðîì  VT2 òà ñåðåäíüîþ  òî÷êîþ

ä³ëüíèêà R

/

ä1

, R

/

ä2

, à âõ³äíèé ñèãíàë ïîäàíî íà áàçó VT1 â³äíîñíî ñåðåä-

íüî¿ òî÷êè ä³ëüíèêà R

ä1

, R

ä2

. Âåëè÷èíè îïîð³â ðåçèñòîð³â R

ä1

, R

ä2

, R

/

ä1

,

R

/

ä2

 äîáèðàþòü ÿêîìîãà ìåíøèìè çà âåëè÷èíîþ òà òàêèì ÷èíîì, ùîá

çà å

äæ 

=

0 íà âèõîä³ áóëî U

âèõ 

=

0.

125

4. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÏÎÑÒ²ÉÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

Âõ³äíèé ñèãíàë, ùî íàäõîäèòü äî âõîäó ïåðøîãî êàñêàäó, ï³äñèëþºòüñÿ

³ ç êîëåêòîðà òðàíçèñòîðà VT1 ïîäàºòüñÿ íà âõ³ä äðóãîãî êàñêàäó, âè-

êîíàíîãî íà òðàíçèñòîð³ VT2. Ï³ñëÿ ïîâòîðíîãî ï³äñèëåííÿ ñèãíàë íàä-

õîäèòü íà íàâàíòàæåííÿ R

í

.

Íà â³äì³íó â³ä ï³äñèëþâà÷à çì³ííîãî ñòðóìó, äå ðåæèì ñïîêîþ âè-

áèðàºòüñÿ çà óìîâ íàéë³ïøîãî ï³äñèëåííÿ âõ³äíîãî ñèãíàëó ³ íå âïëè-

âຠíà íàâàíòàæåííÿ çàâäÿêè íàÿâíîñò³ ðåàêòèâíèõ åëåìåíò³â çâ’ÿçêó,

ó öüîìó ï³äñèëþâà÷³ ïðîöåñè ïðîò³êàþòü ïî-³íøîìó.

Íàïðóãà  ñïîêîþ  ïåðøîãî  êàñêàäó  U

0Ê

  áåçïîñåðåäíüî  ïîäàºòüñÿ

íà  âõ³ä  äðóãîãî  ³,  ÿêùî  íå  âæèòè  ñïåö³àëüíèõ  çàõîä³â,  ï³ä  ¿¿  ä³ºþ

òðàíçèñòîð VT2 íàñè÷óºòüñÿ. Òîáòî í³ ïðî ÿêå ï³äñèëåííÿ íå ìîæå

éòè ìîâè. Äëÿ òîãî, ùîá âèêëþ÷èòè öå ÿâèùå, äî åì³òåðíîãî êîëà

VT2 ââîäÿòü ðåçèñòîð R

E2

, íà ÿêîìó ïàäຠíàïðóãà U

E2

, ùî êîìïåíñóº

íàïðóãó U

0Ê

, îñê³ëüêè ñïðÿìîâàíà çóñòð³÷íî. Òîáòî âèêîíóºòüñÿ óìî-

âà  U

0Ê 

–

U

E2

  =  U

0Á

;  U

E2 

=  R

E2 

I

0E2 

,  äå  I

0E2 

–

ñòðóì  åì³òåðà  ó  ðåæèì³

ñïîêîþ. Íàÿâí³ñòü âåëèêèõ R

E1 

òà R

E2

 ïðèçâîäèòü äî âèíèêíåííÿ â

ñõåì³ ãëèáîêèõ ÍÇÇ, ùî çíà÷íî çíèæóº êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ. Òîìó

òàê³  ï³äñèëþâà÷³  ìàþòü  îáìåæåíó  ê³ëüê³ñòü  êàñêàä³â  (çàçâè÷àé  íå

á³ëüøå äâîõ).

Äëÿ òîãî, ùîá çíèçèòè âåëè÷èíó åì³òåðíîãî îïîðó, ìîæíà âèêîðèñ-

òàòè ä³ëüíèê íàïðóãè R

E2

, R

ä 

(çîáðàæåíèé íà ðèñ. 4.2 ïóíêòèðîì). Ó

öüîìó âèïàäêó íàâ³òü íà ìàëîìó îïîð³ R

E2

 ìîæíà îäåðæàòè ïîòð³áíèé

ð³âåíü íàïðóãè. Àëå öå ïðèçâîäèòü äî ï³äâèùåííÿ âòðàò ïîòóæíîñò³,

à îòæå, äî çíèæåííÿ ê.ê.ä.

Êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ ñõåìè ó ö³ëîìó:

,

2

1 U

U

U

K

K

K =

                                             (4.2)

äå

1

/

1

1

1

âõ

Ê

U

R

R

K

β

=

 –                                            (4.3)

êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ ïåðøîãî êàñêàäó;

;

||

||

||

/

2

/

/

âõ2

1

Ê1

Ê1

R

R

R

R

R =

                              (4.4)

2

/

2

2

2

âõ

Ê

U

R

R

K

β

=

 –                                            (4.5)

êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ äðóãîãî êàñêàäó;

).

||

(

||

/

2

/

1

2

/

2

ä

ä

í

Ê

Ê

R

R

R

R

R

+

=

                                (4.6)