Kaskados grandinė naudojant UHF tranzistorius. Tranzistorinis stiprintuvas: tipai, grandinės, paprasti ir sudėtingi. Kolektoriaus grandinės stabilizavimas

Dviejų tokio stiprintuvo versijų scheminės diagramos parodytos fig. 174. Jie iš esmės yra dabar išardyto tranzistorinio stiprintuvo grandinės pakartojimas. Tik ant jų nurodytos detalių detalės ir įvesti trys papildomi elementai: R1, C3 ir S1. Rezistorius R1 - garso dažnio virpesių šaltinio apkrova (detektorinis imtuvas arba pikapas); C3 yra kondensatorius, kuris blokuoja garsiakalbio galvutę B1 nuo aukštesnių garso dažnių; S1 - maitinimo jungiklis. Stiprintuve pav. 174, o p-n-p struktūros tranzistoriai veikia stiprintuve pav. 174, b - n-p-n struktūros. Šiuo atžvilgiu skiriasi jas maitinančių baterijų perjungimo poliškumas: pirmosios stiprintuvo versijos tranzistorių kolektoriams tiekiama neigiama įtampa, o antrosios versijos tranzistorių kolektoriams tiekiama teigiama įtampa. Skiriasi ir elektrolitinių kondensatorių įjungimo poliškumas. Priešingu atveju stiprintuvai yra visiškai tokie patys.

Bet kuriame iš šių stiprintuvų gali veikti tranzistoriai, kurių statinis srovės perdavimo koeficientas h21E yra 20–30 ar didesnis. Tranzistorius su dideliu koeficientu h21E turi būti sumontuotas išankstinio stiprinimo etape (pirmoje). Išėjimo pakopos apkrovos B1 vaidmenį gali atlikti ausinės, DEM-4m telefono kapsulė arba abonentinis garsiakalbis. Norėdami maitinti stiprintuvą, naudokite 3336L bateriją arba kintamosios srovės maitinimo šaltinį (apie tai kalbėjau ankstesniame pokalbyje).

Iš anksto surinkite stiprintuvą ant duonos lentos, kad galėtumėte nuodugniai ištirti ir išmokti jį nustatyti, o po to jo dalis perkelsite į nuolatinę plokštę.

Pirma, ant skydelio sumontuokite tik pirmosios pakopos ir kondensatoriaus C2 dalis. Tarp dešiniojo (pagal schemą) šio kondensatoriaus gnybto ir įžeminto maitinimo šaltinio laidininko įjunkite ausines.

Ryžiai. 174. Dviejų pakopų AF stiprintuvai ant pnp struktūros tranzistorių (a) ir ant tranzistorių n-p-n struktūros b)

Jei dabar prijungsite stiprintuvo įvestį prie detektorinio imtuvo, suderinto su radijo stotimi, išvesties lizdais arba prijungsite prie jo garso imtuvą ir paleisite įrašą, telefonuose atsiras radijo transliacijos ar įrašo garsas. Pasirinkę rezistoriaus R2 varžą (tokią pat, kaip ir reguliuojant vieno tranzistoriaus stiprintuvo darbo režimą, apie kurį kalbėjau septintame pokalbyje), pasiekite didžiausią garsumą. Tokiu atveju prie tranzistoriaus kolektoriaus grandinės prijungtas miliampermetras turėtų rodyti srovę, lygią 0,4–0,6 mA. Kai maitinimo įtampa yra 4,5 V, tai yra naudingiausias tranzistoriaus veikimo būdas.

Tada sumontuokite stiprintuvo antrosios (išvesties) pakopos dalis, prijunkite telefonus prie jo tranzistoriaus kolektoriaus grandinės. Dabar telefonai turėtų skambėti žymiai garsiau. Galbūt jie skambės dar garsiau, kai tranzistoriaus kolektoriaus srovė bus nustatyta 0,4-0,6 mA, pasirinkus rezistorių R4.

Tačiau galite tai padaryti kitaip: sumontuokite visas stiprintuvo dalis, pasirinkite rezistorius R2 ir R4, kad nustatytumėte rekomenduojamus tranzistorių režimus (pagal kolektoriaus grandinių sroves arba tranzistorių kolektorių įtampas) ir tik po to patikrinkite jo veikimą garso atkūrimui. Šis būdas yra labiau techninis. O sudėtingesniam stiprintuvui, ir jūs turėsite dirbti daugiausia su tokiais stiprintuvais, tai yra vienintelis teisingas.

Tikiuosi, kad supratote, kad mano patarimas dėl dviejų pakopų stiprintuvo nustatymo vienodai tinka abiem versijoms. Ir jei jų tranzistorių srovės perdavimo koeficientai yra maždaug vienodi, tada telefonų garso stiprumas ir stiprintuvo apkrovos turėtų būti vienodos. Bet, kaip jau sakiau, stiprintuvo apkrova gali būti DEM-4m telefono kapsulė arba abonentinis garsiakalbis. Išėjimo tranzistoriaus veikimo režimas turėtų pasikeisti. Naudojant kapsulę DEM-4m, kurios varža 60 omų, kaskadinio tranzistoriaus ramybės srovė turi būti padidinta (sumažinus rezistoriaus R4 varžą) iki 4-6 mA, o su abonentiniu garsiakalbiu (rezistoriaus varža) jo atitikimo transformatoriaus pirminė apvija, naudojama kaip išėjimo transformatorius, yra dar mažesnė) - padidinkite iki 8-10 mA.

Schema Trečioji dviejų pakopų stiprintuvo versija parodyta fig. 175. Šio stiprintuvo ypatumas tas, kad jo pirmoje pakopoje veikia p-n-p struktūros tranzistorius, o antroje - n-p-n struktūros tranzistorius. Be to, antrojo tranzistoriaus pagrindas yra prijungtas prie pirmojo kolektoriaus ne per jungiamąjį kondensatorių, kaip pirmųjų dviejų variantų stiprintuve, bet tiesiogiai arba, kaip sakoma, galvaniškai. Su tokia jungtimi plečiasi sustiprintų virpesių dažnių diapazonas, o antrojo tranzistoriaus darbo režimą daugiausia lemia pirmojo darbo režimas, kuris nustatomas pasirenkant rezistorių R2.

Tokiame stiprintuve pirmosios pakopos tranzistoriaus apkrova yra ne rezistorius R3, o emiteris р-n sandūra antrasis tranzistorius. Rezistorius reikalingas tik kaip poslinkio elementas: per jį susidaręs įtampos kritimas atidaro antrąjį tranzistorių. Jei šis tranzistorius yra germanis (MP35-MP38), rezistoriaus R3 varža gali būti 680-750 omų, o jei silicio (MP111-MP116, KT315) - apie 3 kOhm. Deja, tokio stiprintuvo stabilumas kintant maitinimo įtampai ar temperatūrai yra mažas. Priešingu atveju viskas, kas pasakyta apie pirmųjų dviejų variantų stiprintuvus, galioja šiam stiprintuvui.

Ar stiprintuvai gali būti maitinami iš 9 V nuolatinės srovės šaltinio, pavyzdžiui, iš dviejų 3336L baterijų, arba, atvirkščiai, iš 1,5-3 V šaltinio – iš vieno ar dviejų 332 arba 316 elementų?

Ryžiai. 175. Stiprintuvas su skirtingų konstrukcijų tranzistoriais

Ryžiai. 176. Dviejų pakopų AF stiprintuvo plokštė

Žinoma, galite: su daugiau aukštos įtampos maitinimo šaltinis, stiprintuvo apkrova - garsiakalbio galvutė - turėtų skambėti garsiau, su žemesniu - tyliau. Tačiau tuo pačiu metu tranzistorių veikimo režimai turėtų šiek tiek skirtis. Be to, kai maitinimo įtampa yra 9 V vardinės įtampos pirmųjų dviejų stiprintuvų variantų elektrolitiniai kondensatoriai C2 turi būti ne mažesni kaip 10 V. Kol stiprintuvo dalys sumontuotos ant duonos lentos, visa tai nesunku išbandyti eksperimentiškai ir padaryti atitinkamas išvadas.

Įrengto stiprintuvo dalių montavimas ant nuolatinės plokštės nėra sudėtinga užduotis. Pavyzdžiui, pav. 176 paveiksle pavaizduota pirmosios parinkties stiprintuvo plokštė (pagal schemą 174 pav., a). Lenta buvo išpjauta iš lakštinio getinakso arba tekstolito, kurio storis 1,5-2 mm. Paveiksle pateikti jo matmenys yra apytiksliai ir priklauso nuo jūsų turimų dalių matmenų. Pavyzdžiui, diagramoje rezistorių galia nurodyta 0,125 W, elektrolitinių kondensatorių talpa yra po 10 μF. Bet tai nereiškia, kad stiprintuve turėtų būti sumontuotos tik tokios dalys. Rezistorių galios išsklaidymas gali būti bet koks. Vietoj elektrolitinių kondensatorių K50-3 arba K52-1, parodytų plokštėje, gali būti kondensatoriai K50-6, taip pat skirti aukštesnei vardinei įtampai. Priklausomai nuo jūsų turimų dalių, tai gali pasikeisti. elektros schema stiprintuvas

Apie patį redagavimą jau kalbėjau devintame pokalbyje. Jei pamiršote, pažiūrėkite dar kartą.

Bet kuris iš stiprintuvų, apie kuriuos kalbėjau šioje pokalbio dalyje, jums bus naudingas ateityje, pavyzdžiui, nešiojamam tranzistoriniam imtuvui. Panašūs stiprintuvai gali būti naudojami laidiniam telefono ryšiui su netoliese gyvenančiu draugu.

3.1 pav

Tai paprasčiausias dizainas, kuri leidžia pademonstruoti tranzistoriaus stiprinimo galimybes. Tiesa, įtampos padidėjimas nedidelis – neviršija 6, todėl tokio įrenginio taikymo sritis yra ribota. Tačiau galite jį prijungti prie, tarkime, detektorinio radijo (jis turėtų būti apkrautas 10 kΩ rezistorius) ir naudoti ausines BF1 klausytis transliacijų iš vietinės radijo stoties.

Sustiprintas signalas tiekiamas į įvesties lizdus X1, X2, o maitinimo įtampa (kaip ir visose kitose šio autoriaus konstrukcijose yra 6 V – keturi nuosekliai sujungti galvaniniai elementai, kurių kiekvieno įtampa po 1,5 V) tiekiama į lizdus X3. , X4. Daliklis R1 R2 nustato poslinkio įtampą tranzistoriaus pagrinde, o rezistorius R3 suteikia grįžtamąjį ryšį, kuris padeda stabilizuoti stiprintuvo temperatūrą.

Kaip vyksta stabilizavimas? Tarkime, kad tranzistoriaus kolektoriaus srovė didėja veikiant temperatūrai. Atitinkamai padidės įtampos kritimas per rezistorių R3. Dėl to sumažės emiterio srovė, taigi ir kolektoriaus srovė – pasieks pradinę vertę.

Stiprintuvo pakopos apkrova – ausinės, kurių varža 60...100 omų.

Patikrinti stiprintuvo veikimą nesunku, pavyzdžiui, pincetu paliesti įvesties lizdą X1 – dėl kintamosios srovės telefone turėtų pasigirsti silpnas zvimbimas. Tranzistoriaus kolektoriaus srovė yra apie 3 mA.

3.2 pav

Jis sukurtas su tiesioginiu ryšiu tarp etapų ir gilaus neigiamo grįžtamojo ryšio DC, todėl jo režimas nepriklauso nuo temperatūros aplinką. Temperatūros stabilizavimo pagrindas yra rezistorius R4, kuris „veikia“ panašiai kaip ankstesnės konstrukcijos rezistorius R3.

Stiprintuvas yra "jautresnis" lyginant su vienpakopiu - įtampos padidėjimas siekia 20. Galite tiekti kintamoji įtampa amplitudė ne didesnė kaip 30 mV, kitaip atsiras iškraipymas, kuris girdimas ausinėse.

Jie patikrina stiprintuvą pincetu (ar tik pirštu) paliesdami įvesties lizdą X1 – telefone pasigirs stiprus garsas. Stiprintuvas sunaudoja apie 8 mA srovę.

Šis dizainas gali būti naudojamas stiprinti silpnus signalus, pvz., iš mikrofono. Ir, žinoma, tai žymiai padidins AF signalą, paimtą iš detektoriaus imtuvo apkrovos.

Diegiant tranzistorinius stiprintuvus, reikia išspręsti daugybę specifinių problemų. Visų pirma, reikia pateikti. Tranzistoriaus veikimo režimų tipus, tokius kaip linijinis stiprinimo režimas A, B, C režimai, klavišų režimai D ir F, jau aptarėme anksčiau. Dažniausiai stiprintuvų pakopų grandinės, kuriose naudojami tranzistoriai, laikomos santykyje su režimu A. Dažniausios stiprintuvų pakopų grandinės yra:

• Emiterio stabilizavimo grandinė
• Diferencialinis stiprintuvas
• Push-pull stiprintuvas

Grandinė su fiksuota bazine srove

Fiksuotos įtampos bazinė grandinė

Kolektoriaus stabilizavimo grandinė

Emiterio stabilizavimo grandinė

Diferencialinis stiprintuvas

Kita įprasta stiprintuvo pakopos grandinė yra. Diferencialinio stiprintuvo grandinė tapo plačiai paplitusi dėl didelio įvesties diferencinio signalo atsparumo triukšmui. Kitas šios stiprintuvo pakopos grandinės privalumas – galimybė naudoti žemos įtampos maitinimo šaltinius. Diferencialinis stiprintuvas formuojamas sujungiant dviejų tranzistorių emiterius prie vieno varžos arba srovės generatoriaus. Viena stiprintuvo pakopos versija, įgyvendinta kaip diferencialinis stiprintuvas, parodyta 6 paveiksle.

Stiprintuvų pakopos, pastatytos pagal diferencialinio stiprintuvo grandinę, plačiai naudojamos šiuolaikinėse integrinėse grandinėse, pvz. operaciniai stiprintuvai, vidutinio dažnio stiprintuvai ir net visiškai funkcionuojantys komponentai, tokie kaip FM signalo imtuvas, radijo kelias Mobilieji telefonai, aukštos kokybės dažnio maišytuvai ir kt.

Push-pull stiprintuvas

Stūmimo stiprintuve galima naudoti bet kurį iš tranzistoriaus veikimo režimų, tačiau dažniausiai šioje stiprintuvo stadijos grandinėje naudojamas darbo režimas B. Taip yra dėl to, kad išėjime naudojami stūmimo etapai stiprintuvas, kur reikalingas padidintas veikimo efektyvumas (didelis efektyvumas) .stiprintuvo pakopa). yra įgyvendinami tiek vienodo laidumo, tiek skirtingo tranzistorių laidumo tranzistoriuose. Vieno iš labiausiai paplitusių stumiamųjų stiprintuvų tipų schema parodyta 7 paveiksle.

Push-pull stiprintuvų grandinės gali žymiai sumažinti įvesties signalo tolygių harmonikų lygį, todėl ši stiprintuvo pakopinė grandinė išplito, tačiau stūmimo stiprintuvo grandinė plačiai naudojama ir skaitmeninėse technologijose. Pavyzdys yra CMOS lustai.

Literatūra:

Kartu su straipsniu „Stipriklio pakopų grandinės naudojant tranzistorius“ skaitykite:

Šioje knygoje aptariamos grandinių sprendimų, naudojamų kuriant miniatiūrinius tranzistorinius radijo perdavimo įrenginius, ypatybės. Atitinkamuose skyriuose pateikiama informacija apie atskirų mazgų ir kaskadų veikimo principus ir veikimo ypatybes, jungčių schemos, taip pat kita informacija, reikalinga savarankiškam paprastų radijo siųstuvų ir radijo mikrofonų konstravimui. Atskiras skyrius skirtas trumpojo nuotolio ryšio sistemų tranzistorinių mikrosiųstuvų praktinių konstrukcijų svarstymui.

Knyga skirta pradedantiesiems radijo mėgėjams, besidomintiems miniatiūrinių tranzistorinių radijo siųstuvų blokų ir kaskadų grandinių projektavimo sprendimų ypatumais.

Miniatiūriniuose tranzistoriniuose radijo perdavimo įrenginiuose dažnai reikia gauti didelės svarbosžemo dažnio signalo stiprinimas, kuriam reikia naudoti dvi ar daugiau stiprinimo pakopų. Šiuo atveju naudojant daugiapakopius talpiniu būdu sujungtus mikrofono stiprintuvus, kurių kiekvienas etapas yra pagamintas remiantis nagrinėjamomis grandinėmis, ne visada duoda patenkinamų rezultatų. Todėl miniatiūriniuose radijo siųstuvuose plačiai paplito grandinės sprendimai mikrofonų stiprintuvams su tiesiogine jungtimi tarp kaskadų.

Tokiuose stiprintuvuose yra mažiau dalių, jie sunaudoja mažiau energijos, yra lengvai konfigūruojami ir yra mažiau svarbūs maitinimo įtampos pokyčiams. Be to, stiprintuvai su tiesioginiu ryšiu tarp pakopų turi vienodesnį pralaidumą, o netiesinius iškraipymus juose galima sumažinti. Vienas iš pagrindinių tokių stiprintuvų privalumų yra gana aukštas temperatūros stabilumas.

Tačiau aukštos temperatūros stabilumas, kaip ir kiti aukščiau išvardyti stiprintuvų su tiesiogine jungtimi tarp pakopų pranašumai, gali būti realizuojami tik naudojant gilų neigiamą Atsiliepimas nuolatine srove, tiekiama iš išėjimo į pirmąją stiprintuvo pakopą. Naudojant atitinkamą grandinės konstrukciją, bet kokie srovės pokyčiai, kuriuos sukelia temperatūros svyravimai ir kitos priežastys, yra sustiprinami vėlesniais etapais ir tiekiami į stiprintuvo įvestį tokiu poliškumu. Dėl to stiprintuvas grįžta į pradinę būseną.

Vieno iš dviejų pakopų mikrofono stiprintuvo su tiesioginiu sujungimu tarp pakopų variantų schema parodyta fig. 2.11. Kai maitinimo įtampa yra nuo 9 iki 12 V, o maksimali įėjimo įtampa – 25 mV, išėjimo įtampos lygis dažnių diapazone nuo 10 Hz iki 40 kHz gali siekti 5 V. Šiuo atveju srovės suvartojimas neviršija 2 mA.

Ryžiai. 2.11. Scheminė mikrofono stiprintuvo schema su tiesioginiu sujungimu tarp pakopų (1 parinktis)

Mikrofono VM1 generuojamas žemo dažnio signalas per izoliacinį kondensatorių C2 tiekiamas į pirmosios stiprintuvo pakopos, padarytos tranzistorius VT1, įvestį. Kondensatorius C1 filtruoja nepageidaujamus įvesties signalo aukšto dažnio komponentus. Per rezistorių R1 maitinimo įtampa tiekiama į elektretinį mikrofoną VM1.

Sustiprintas signalas iš tranzistoriaus VT1 kolektoriaus apkrovos (rezistorius R2) tiekiamas tiesiai į tranzistoriaus VT2 pagrindą, ant kurio daroma antroji stiprintuvo pakopa. Iš šio tranzistoriaus kolektoriaus apkrovos signalas patenka į stiprintuvo išvestį per izoliacinį kondensatorių C4.

Reikėtų pažymėti, kad rezistorius R2, naudojamas kaip apkrovos rezistorius tranzistoriaus VT1 kolektoriaus grandinėje, turi gana didelę varžą. Dėl to tranzistoriaus VT1 kolektoriaus įtampa bus gana žema, o tai leidžia tiesiogiai prijungti tranzistoriaus VT2 pagrindą prie tranzistoriaus VT1 kolektoriaus. Rezistoriaus R6 varžos vertė taip pat vaidina svarbų vaidmenį pasirenkant tranzistoriaus VT2 veikimo režimą.

Tarp tranzistoriaus VT2 emiterio ir tranzistoriaus VT1 pagrindo yra prijungtas rezistorius R4, kuris užtikrina neigiamo nuolatinės srovės grįžtamojo ryšio tarp kaskadų atsiradimą. Dėl to tranzistoriaus VT1 pagrindo įtampa formuojama naudojant rezistorių R4 iš įtampos, esančios tranzistoriaus VT2 emiteryje, kuri savo ruožtu susidaro, kai šio tranzistoriaus kolektoriaus srovė praeina per rezistorių R6. Autorius kintamoji srovė rezistorius R6 šuntuojamas kondensatoriumi C3.

Jei dėl kokių nors priežasčių padidėja srovė, einanti per tranzistorių VT2, atitinkamai padidės įtampa per rezistorius R5 ir R6. Dėl to dėl rezistoriaus R4 padidės įtampa tranzistoriaus VT1 bazėje, todėl padidės jo kolektoriaus srovė ir atitinkamai padidės įtampos kritimas per rezistorių R2, o tai sumažins įtampa tranzistoriaus VT1 kolektorius, prie kurio tiesiogiai prijungta tranzistoriaus VT2 bazė. Sumažinus įtampos vertę tranzistoriaus VT2 bazėje, sumažės šio tranzistoriaus kolektoriaus srovė ir atitinkamai sumažės įtampa per rezistorius R5 ir R6. Tuo pačiu metu tranzistoriaus VT1 pagrindo įtampa sumažės, šis tranzistorius išsijungs ir vėl veiks įprastu, iš pradžių nustatytu režimu. Taigi bus stabilizuotos tranzistorių VT1 ir VT2 srovės ir darbo taškai. Stabilizavimo grandinė veikia panašiai, kai tranzistoriaus VT2 kolektoriaus srovė gali sumažėti, pavyzdžiui, mažėjant aplinkos temperatūrai.

Stiprintuvams su tiesiogine jungtimi tarp pakopų, norint nustatyti režimą, paprastai pakanka pasirinkti tik vieno rezistoriaus varžos reikšmę. Nagrinėjamoje grandinėje darbo režimas nustatomas pasirenkant rezistoriaus R6 arba rezistoriaus R2 varžą.

Dėl to, kad rezistorius R3 nėra aplenkiamas kondensatoriumi, šiame stiprintuve atsiranda kintamosios srovės grįžtamasis ryšys, kuris smarkiai sumažina iškraipymus.

Reikėtų pažymėti, kad pasikeitus rezistoriaus R4 vertei arba stiprintuvo maitinimo įtampos vertei, būtina pakoreguoti darbo taško padėtį. Svarbų vaidmenį šiame procese atlieka rezistorius R6, vietoj kurio, nustatant dizainą, paprastai įrengiamas apipjaustymo rezistorius, teisingas pasirinkimas tranzistorių VT1 ir VT2 veikimo taškas.

Kitos dviejų pakopų mikrofono stiprintuvo su tiesioginiu sujungimu tarp pakopų versijos schema parodyta fig. 2.12. Išskirtinis šio grandinės sprendimo bruožas, lyginant su ankstesniuoju, yra tas, kad darbo režimui stabilizuoti siūloma grandinė naudoja dvi grįžtamojo ryšio grandines nuo išėjimo iki įėjimo.

Ryžiai. 2.12. Scheminė mikrofono stiprintuvo schema su tiesioginiu sujungimu tarp pakopų (2 parinktis)

Nesunku pastebėti, kad ši konstrukcija ne tik perduoda įtampą, pašalintą iš tranzistoriaus VT2 emiterio į tranzistoriaus VT1 pagrindą per rezistorių R4, bet ir užtikrina, kad pirmosios pakopos tranzistoriaus emiterio įtampa keistųsi priklausomai nuo praeinančios srovės kiekio. per tranzistoriaus VT2 kolektoriaus apkrovą (rezistorius R6). Antrąją grįžtamojo ryšio grandinę, sujungtą tarp tranzistoriaus VT2 kolektoriaus ir tranzistoriaus VT1 emiterio, sudaro lygiagrečiai sujungti rezistorius R5 ir kondensatorius C3. Reikėtų pažymėti, kad tam tikro mikrofono stiprintuvo pralaidumo dažnio viršutinės ribos vertė priklauso nuo kondensatoriaus C3 talpos vertės.

Kai maitinimo įtampa yra nuo 9 iki 15 V, o maksimali įėjimo įtampa yra 25 mV, nagrinėjamo dviejų pakopų stiprintuvo išėjimo įtampos lygis dažnių diapazone nuo 20 Hz iki 20 kHz gali siekti 2,5 V. Šiuo atveju srovė suvartojimas neviršija 2 mA.

Kitos mikrofono stiprintuvo versijos su tiesioginiu sujungimu tarp pakopų schema parodyta Fig. 2.13.

Ryžiai. 2.13. Scheminė mikrofono stiprintuvo schema su tiesioginiu sujungimu tarp pakopų (3 parinktis)

Šioje konstrukcijoje mikrofono VM1 generuojamas signalas per izoliacinį kondensatorių C1 ir rezistorių R2 patenka į tranzistoriaus VT1 pagrindą, ant kurio sumontuota pirmoji stiprinimo pakopa. Stiprintas signalas iš tranzistoriaus VT1 kolektoriaus tiekiamas tiesiai į antrosios stiprintuvo pakopos tranzistoriaus VT2 bazę.

Tarp tranzistoriaus VT2 emiterio ir tranzistoriaus VT1 pagrindo yra prijungtas rezistorius R4, kuris užtikrina neigiamo nuolatinės srovės grįžtamojo ryšio tarp kaskadų atsiradimą. Dėl to tranzistoriaus VT1 pagrindo įtampa formuojama naudojant rezistorių R4 iš įtampos prie tranzistoriaus VT2 emiterio, kuri savo ruožtu susidaro, kai šio tranzistoriaus kolektoriaus srovė praeina per rezistorių R6. Kintamajai srovei rezistorius R6 šuntuojamas kondensatoriumi C3.

Tranzistoriaus VT2 kolektoriuje generuojamas signalas per izoliacinį kondensatorių C4 ir potenciometrą R8 tiekiamas į mikrofono stiprintuvo išvestį. Norint sumažinti dažnio iškraipymą žemo dažnio srityje, izoliacinio kondensatoriaus C4 talpa padidinama iki 20 μF. Potenciometras R8 atlieka išėjimo žemo dažnio signalo lygio reguliavimo funkciją ir turi logaritminę charakteristiką (B tipas).

Įprastose stiprintuvo pakopose, kuriose tranzistorius yra sujungtas į grandinę su bendru emiteriu, pakopos stiprinimą pirmiausia lemia paties tranzistoriaus charakteristikos. Šioje grandinėje stiprinimas daugiausia priklauso nuo antrosios grįžtamojo ryšio grandinės, prijungtos tarp stiprintuvo išėjimo ir tranzistoriaus VT1 emiterio, parametrų. Nagrinėjamoje grandinėje šią grįžtamojo ryšio grandinę sudaro rezistorius R7. Teoriškai dviejų pakopų stiprintuvo pakopos stiprinimas K su tiesioginiu sujungimu nustatomas pagal rezistorių R7 ir R3 varžų verčių santykį, tai yra, jis apskaičiuojamas pagal formulę:

KUS = R7/R3.

Nagrinėjamai kaskadai koeficientas KUS = 10000/180 = 55,55. Aukščiau pateikta formulė galioja stiprinimo reikšmėms nuo 10 iki 100. Kitiems santykiams galioja papildomi veiksniai, turintys įtakos stiprinimo vertei. Tais atvejais, kai nuosekliosios arba lygiagrečios RC grandinės yra įtrauktos į grįžtamojo ryšio grandinę, turėtų būti naudojami specialūs skaičiavimo metodai.

Atsižvelgiant į klasikinės schemos mikrofono stiprintuvai, kurių pagrindą sudaro dvipoliai tranzistoriai, negalima nepaminėti dviejų pakopų stiprintuvo, pagaminto ant dviejų skirtingo laidumo bipolinių tranzistorių. Scheminė paprasto mikrofono stiprintuvo schema, pagaminta ant n-p-n ir pnp tranzistoriai, parodyta pav. 2.14.

Ryžiai. 2.14. Mikrofono stiprintuvo, naudojant skirtingo laidumo dvipolius tranzistorius, schema

Nepaisant savo paprastumo, šis stiprintuvas, kuriuo galima sustiprinti signalus, paimtus iš kondensatoriaus mikrofono išvesties, turi labai priimtinus parametrus. Kai maitinimo įtampa yra nuo 6 iki 12 V, o maksimali įėjimo įtampa yra 100 mV, išėjimo įtampos lygis dažnių diapazone nuo 70 Hz iki 45 kHz pasiekia 2,5 V.

Mikrofono VM1 išvestyje generuojamas signalas per izoliacinį kondensatorių C1 tiekiamas į tranzistoriaus VT1 pagrindą, kurio laidumas n-p-n, ant kurio daroma pirmoji stiprintuvo pakopa. Į tranzistoriaus VT1 bazę tiekiama poslinkio įtampa generuojama dalikliu, kurį sudaro rezistoriai R2 ir R3.

Tam tikro mikrofono stiprintuvo dažnio atsako sumažinimo dydis žemo dažnio srityje labai priklauso nuo sukabinimo kondensatoriaus C1 talpos. Kuo mažesnė šio kondensatoriaus talpa, tuo didesnis dažnio atsako kritimas. Todėl, esant diagramoje nurodytai kondensatoriaus C1 talpos vertei, apatinė stiprintuvo atkuriamo dažnių diapazono riba yra maždaug 70 Hz dažniu.

Iš tranzistoriaus VT1 kolektoriaus sustiprintas signalas tiekiamas tiesiai į tranzistoriaus VT2 pagrindą, turintį p-n-p laidumą, ant kurio daroma antroji stiprintuvo pakopa. Šis stiprintuvas, kaip ir anksčiau aptartuose modeliuose, naudoja grandinę su tiesiogine jungtimi tarp pakopų. Rezistorius R4, turintis didelę varžą, naudojamas kaip apkrovos rezistorius tranzistoriaus VT1 kolektoriaus grandinėje. Dėl to tranzistoriaus VT1 kolektoriaus įtampa bus palyginti maža, todėl tranzistoriaus VT2 bazę galima tiesiogiai prijungti prie tranzistoriaus VT1 kolektoriaus. Rezistoriaus R7 varžos vertė taip pat vaidina svarbų vaidmenį pasirenkant tranzistoriaus VT2 veikimo režimą.

Tranzistoriaus VT2 kolektorius generuojamas signalas per izoliacinį kondensatorių C4 tiekiamas į mikrofono stiprintuvo išvestį. Norint sumažinti dažnio iškraipymą žemo dažnio srityje, izoliacinio kondensatoriaus C4 talpa padidinama iki 10 μF. Stiprintuvo atkuriamo diapazono aukšto dažnio srities sumažėjimo mastas gali būti pasiektas sumažinus apkrovos varžą, taip pat naudojant tranzistorius su didesniu ribiniu dažniu.

Šio stiprintuvo stiprinimą lemia rezistorių R5 ir R6 varžų santykis grįžtamojo ryšio grandinėje. Kondensatorius C3 riboja stiprinimą esant aukštesniems dažniams, neleidžiant stiprintuvui savaime sužadinti.

Naudojant kondensacinį mikrofoną, į jo perjungimo grandinę reikės tiekti įtampą, reikalingą jam maitinti. Tam tikslui grandinėje sumontuotas rezistorius R1, kuris kartu yra ir mikrofono išvesties apkrovos rezistorius. Naudojant atitinkamą mikrofono stiprintuvą su elektrodinaminiu mikrofonu, rezistorius R1 gali būti pašalintas iš grandinės.

Ypač pažymėtini dviejų pakopų mikrofono stiprintuvų grandinės sprendimai, kuriuose įvesties pakopa yra iš lauko tranzistoriaus, o išėjimo pakopa – iš dvipolio tranzistoriaus. Vieno iš paprasto mikrofono stiprintuvo variantų, pagaminto ant lauko efekto ir bipolinių tranzistorių, schema parodyta Fig. 2.15. Šis dizainas pasižymi ne tik žemas lygis triukšmas ir santykinai didelė įėjimo varža, bet taip pat didelis sustiprinto signalo dažnių diapazono plotis. Esant maitinimo įtampai nuo 9 iki 12 V, o maksimaliai įėjimo įtampai 25 mV, išėjimo įtampos lygis dažnių diapazone nuo 10 Hz iki 100 kHz gali siekti 2,5 V. Šiuo atveju srovės suvartojimas neviršija 1 mA, o įėjimo varža yra 1 MOhm.

Ryžiai. 2.15. Mikrofono stiprintuvo, naudojant skirtingo laidumo lauko efekto ir dvipolius tranzistorius, schema

Signalas, paimtas iš mikrofono VM1 išvesties, per izoliacinį kondensatorių C1 ir rezistorių R1 tiekiamas į lauko tranzistoriaus VT1 vartus, ant kurių yra padaryta įvesties stiprintuvo pakopa. Rezistorius R2, kurio vertė lemia visos konstrukcijos įėjimo varžos vertę, užtikrina nuolatinės srovės ryšį tarp tranzistoriaus VT1 vartų ir korpuso magistralės. Esant nuolatinei srovei, tranzistoriaus VT1 veikimo taško padėtis nustatoma pagal rezistorių R3, R4 ir R5 varžos vertes. Kintamajai srovei rezistorius R5 šuntuojamas kondensatoriais C2 ir C3. Santykinai didelė kondensatoriaus C2 talpa užtikrina pakankamą stiprinimą apatinėje sustiprinto signalo dažnių diapazono dalyje. Savo ruožtu kondensatoriaus C3 talpos vertė užtikrina pakankamą stiprinimą viršutinėje dažnių diapazono dalyje.

Sustiprintas signalas pašalinamas iš apkrovos rezistoriaus R3 ir tiekiamas tiesiai į tranzistoriaus VT2 pagrindą, turintį p-n-p laidumą, ant kurio daroma antroji stiprinimo pakopa. Rezistorius R6, įtrauktas į tranzistoriaus VT2 kolektoriaus grandinę, yra ne tik apkrovos rezistorius antrame. stiprintuvo stadija, bet taip pat yra tranzistoriaus VT1 grįžtamojo ryšio grandinės dalis. Rezistorių R6 ir R4 verčių santykis lemia visos konstrukcijos stiprinimą. Jei reikia, stiprinimą galima sumažinti pasirinkus rezistoriaus R4 varžos vertę. Tranzistoriaus VT2 kolektoriuje generuojamas signalas per rezistorių R7 ir atskiriamąjį kondensatorių C4 tiekiamas į mikrofono stiprintuvo išvestį.

Dviejų pakopų stiprintuvas su RC jungtimi tarp pakopų parodytas 11 pav. Rezistoriaus-talpos jungtis yra labiausiai paplitęs kintamosios srovės stiprintuvų tipas. Jo trūkumas yra žemų dažnių apribojimas. Jei stiprintuvas turi sustiprinti žemus dažnius, jungiamųjų kondensatorių talpa yra didelė. Dviejų pakopų stiprintuvo su RC jungtimi tarp pakopų diagrama. Tranzistoriai Q1 ir Q2 veikia A klasės režimu, kurį atitinkamai nurodo poslinkio grandinės R1-R9 ir R2-R7. Šios dvi pakopos yra izoliuotos viena nuo kitos, naudojant atjungiamąjį kondensatorių

Ryžiai. vienuolika. Dviejų pakopų stiprintuvas

Bendras stiprintuvo stiprinimas yra maždaug lygus kiekvienos pakopos stiprinimo sandaugai, padaugintam iš gretimos pakopos stiprinimo. Mūsų atveju įrenginyje yra dvi pakopos, surinktos pagal bendrą emiterio (CE) grandinę, ir kiekviena iš jų suteikia galios, įtampos ir srovės stiprinimą.

Oscilogramoje (10 pav.), daryta stiprintuvui veikiant elektroninėje laboratorijoje IBM PC automatizuotoje aplinkoje N1.Multisim 10.1.1. matote, kad kintamieji įėjimo ir išėjimo įtampos impulsai yra fazėje. Tai paaiškinama paprastai, antroji pakopa pasuka pirmosios pakopos įtampos impulsą faze 180 laipsnių.

Taigi dviejų pakopų stiprintuve gavome įėjimo ir išėjimo įtampos impulsų fazių sutapimą. Automatizuota programa Multisim 10.1.1 atliktas stiprintuvo modeliavimas pateiktas oscilogramoje pav. 12. Eksperimento rezultatai visiškai sutampa su teorinėmis prielaidomis. Čia stebimas įvesties signalo stiprinimas įtampos ir fazių sutapimo atžvilgiu po antrosios stiprintuvo pakopos veikimo.

Ryžiai. 12.Įtampos oscilograma

Dviejų pakopų stiprintuvas, pagrįstas lauko tranzistoriais

Ryžiai. 13. Dviejų pakopų stiprintuvas, pagrįstas lauko tranzistoriais

Bendras stiprintuvo, parodyto 13 pav., perdavimo koeficientas, kaip ir ankstesniu atveju, yra lygus kiekvienos pakopos stiprinimo koeficientų sandaugai, padaugintam iš gretimos pakopos koeficiento. Mūsų atveju įrenginyje taip pat yra du etapai. Stiprintuvo modeliavimas, atliktas automatizuotoje programoje Multisim 10.1.1, pateiktas oscilogramoje 14 pav. Pažymėtina, kad stiprinimas yra šiek tiek mažesnis nei stiprintuvo, kurio pagrindas yra bipoliniai tranzistoriai, tačiau visa tai lauko tranzistoriaus naudojimas turi savo privalumų, tokių kaip žymiai didesnė įėjimo varža, kuri yra svarbi sąlyga kaskaduojant. Elektroniniai prietaisai.

.

Ryžiai. 14.Įtampos oscilograma

Bendro šaltinio lauko efekto tranzistorių stiprintuvas

Ryžiai. 15. Bendro šaltinio lauko efekto tranzistorių stiprintuvas

Stiprintuvo kaskada, surinkta ant lauko tranzistoriaus, naudojant bendrojo šaltinio (CS) grandinę. Grandinės veikimas yra panašus į stiprintuvo su OE veikimą ir gali užtikrinti didelį galios padidėjimą, tačiau priešingai, lauko tranzistorius turi žymiai didesnę įėjimo varžą, palyginti su dvipoliu. Grandinės ypatybės yra tokios: per nuotėkio rezistorių R2 labai maža vartų nuotėkio srovė nukreipiama į važiuoklę. Rezistorius R3 suteikia reikiamą atvirkštinį poslinkį, padidindamas šaltinio potencialą virš vartų potencialo. Be to, šis rezistorius taip pat užtikrina stiprintuvo nuolatinės srovės režimo stabilumą. Apkrovos rezistorius yra R3. Jis gali turėti labai didelį atsparumą (daugiau nei 1,5 MOhm). Šaltinio atjungimo kondensatorius C2 pašalina neigiamą kintamosios srovės grįžtamąjį ryšį per rezistorių R1. Kai signalas perduodamas į stiprintuvo įvestį, pasikeičia nutekėjimo srovė, savo ruožtu sukeldama išėjimo įtampos pasikeitimą tranzistoriaus nutekėjime. Teigiamo įvesties signalo pusės ciklo metu vartų įtampa didėja teigiama kryptimi, užtvaro ir šaltinio sankryžos atvirkštinė poslinkio įtampa mažėja, taigi didėja AKT I-nutekėjimo srovė. Padidėjus I nutekėjimui, sumažėja išėjimo (išleidimo) įtampa, o išėjime atkuriamas neigiamas sustiprinto signalo pusperiodis. Ir atvirkščiai, neigiamas įvesties signalo pusės ciklas atitinka teigiamą išėjimo signalo pusciklą.