Библиотека DJVU
БСЭ
Статистика:
Усилитель электрических колебаний
Значение слова "Усилитель электрических колебаний" в Большой Советской Энциклопедии
В одних приборах (например, лабораторных генераторах электрических колебаний) Усилитель электрических колебаний используется для усиления гармонических колебаний, в других (например, радиоприёмниках) – для усиления сигнала сложной формы, представляющего собой сумму множества гармонических колебаний с разными частотами и амплитудами. В оощем случае Усилитель электрических колебаний служит для повышения уровня сигналов различного вида, которое оценивается прежде всего величиной Kp. Простейший Усилитель электрических колебаний выполняют на 1 усилительном элементе. При необходимости получения Kp, большего, чем такой Усилитель электрических колебаний может обеспечить, применяют более сложный Усилитель электрических колебаний, содержащий несколько каскадов усиления.
Классификация Усилитель электрических колебаний В зависимости от вида применяемых усилительных элементов различают транзисторные и ламповые Усилитель электрических колебаний, диодные регенеративные усилители, параметрические усилители, диэлектрические усилители, магнитные усилители, усилители на клистронах и лампах бегущей волны, квантовые усилители (см. также Мазер).
В транзисторных Усилитель электрических колебаний, собранных на биполярных транзисторах или полевых транзисторах, в зависимости от того, какой из выводов усилительного элемента является общим для входа и выхода усилительного каскада, различают каскады с общим эмиттером или истоком (рис. 2, а и б), с общей базой или затвором (рис. 2, б и г) и с общим коллектором или стоком. В Усилитель электрических колебаний на биполярных транзисторах из-за наличия входного тока на управление транзистором приходится затрачивать определённую мощность. Этот недостаток в меньшей мере присущ каскадам с общим эмиттером (обладающим сравнительно большим входным сопротивлением – до нескольких ком), в большей – каскадам с общей базой (десятки ом). Кроме того, первые обеспечивают Kp, на порядок больший, чем вторые (несколько тыс.), что является их основным преимуществом. Каскады с общей базой, однако, более устойчивы в работе, менее критичны к изменениям температуры или смене транзистора, вносят весьма небольшие нелинейные искажения; они используются преимущественно в оконечных ступенях мощных Усилитель электрических колебаний Полевой транзистор по своим основным параметрам (крутизне характеристик, входному сопротивлению, напряжению отсечки и др.) – весьма близкий аналог электронной лампы, используемой в ламповых У э. к. (по способу использования электродов ей аналогичны как полевой, так и биполярный транзисторы: катоду соответствуют исток и эмиттер, сетке – затвор и база, аноду – сток и коллектор). Это позволяет применять результаты исследований ламповых каскадов с общим катодом, сеткой или анодом к соответствующим каскадам на полевых транзисторах.
Всякий Усилитель электрических колебаний характеризуется полосой пропускания частот. Если нижняя граничная частота полосы сколь угодно близка к нулю, имеем постоянного тока усилитель, если же она отделена от нуля конечным интервалом, – усилитель переменного тока (таков, например, видеоусилитель). Различают селективные (избирательные) и апериодические (неизбирательные) Усилитель электрических колебаний К селективным относятся усилители колебаний принимаемой (высокой) и промежуточной частот радиоприёмника; первые обычно содержат каскады с колебательными контурами (или резонаторами), настроенными на одну и ту же частоту, вторые – полосовые электрические фильтры, позволяющие приблизить форму амплитудно-частотной характеристики Усилитель электрических колебаний к идеальной (прямоугольной). В группу апериодических Усилитель электрических колебаний входят усилители звуковой частоты, видеоусилители, усилители импульсных сигналов и др.
Примеры практического использования Усилитель электрических колебаний Усилитель промежуточной частоты радиоприёмного устройства в одних вариантах содержит несколько каскадов с двухконтурными (рис. 3) или более сложными электрическими фильтрами, в других он может представлять собой апериодический усилитель с высокоселективными системами во входной и выходной цепях.
В мощных радиопередающих устройствах находит применение ламповый усилитель ВЧ. В оконечном каскаде такого Усилитель электрических колебаний (рис. 4) нагрузкой служит передающая антенна, обычно связанная с усилителем посредством фидера.
В транзисторных усилителях систем многоканальной связи ширина полосы зависит от числа телефонных каналов: при 300 каналах она лежит в пределах 60–1300 кгц, при 1920 – верхняя граница приближается к 9 Мгц, при 10800 – к 60 Мгц. Например, усилитель на 300 каналов (рис. 5) обычно содержит 3 каскада с общим эмиттером, охваченных глубокой смешанной обратной связью (последовательно-параллельной по входу и выходу), позволяющей получить достаточно высокую выходную мощность и удовлетворить весьма жёстким требованиям, предъявляемым к допустимому уровню нелинейных искажений в системах дальней телефонной связи. При помощи такой обратной связи удаётся также реализовать не зависящие от усилительных свойств каскадов входное и выходное сопротивления и притом таких значений, которые обеспечивают согласование с подключенными к Усилитель электрических колебаний линиями, например коаксиальными кабелями.
Транзистор T4, включенный по схеме с общей базой, соединён последовательно с транзистором T3, образуя с ним т. н. каскодный усилит. каскад (с широкой полосой пропускания и повышенной линейностью).
Операционный усилитель, применяемый для выполнения определённых математических операций – суммирования, дифференцирования, интегрирования и т.д., – представляет сооой усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления KU (достигающим 105), обычно в интегральном исполнении (см. Микроэлектроника). В комплексе с внешними элементами, образующими цепь обратной связи, операционный усилитель получил название решающего усилителя, он используется в вычислительной технике. В операционном усилителе (рис. 6) имеются неинвертирующий вход (обеспечивающий в процессе усиления совпадение полярностей поданного на него сигнала и сигнала на выходе) и инвертирующий (полярность изменяется на противоположную). Это свойство придаёт усилителю его первый каскад, выполненный по т. н. дифференциальной схеме, реагирующей на разность входных напряжений (в результате сигналы с разной полярностью складываются, а с одинаковой – вычитаются и при столь большом KU практически не влияют на выходной сигнал). Инвертирующий вход обычно используется и для создания отрицательной или частотно-зависимой обратной связи.
Усилитель звуковой частоты, используемый, например, при звукоусилении, обычно заканчивается двухтактным каскадом усиления.
Такой каскад содержит 2 усилительных элемента, работающих со сдвигом фаз усиливаемых колебаний на 180°. Для возбуждения двухтактного каскада, состоящего из однотипных усилительных элементов (например, транзисторов р – п – р -типа), используют фазоинверсный предоконечный каскад (фазоинвертор) или трансформатор, вторичная обмотка которого имеет вывод от средней точки (рис. 7); каскад, содержащий разнотипные элементы (т. н. комплементарные структуры, например транзисторы р – n – р- и n – р – n -типов), возбуждается от источника однофазного напряжения, т. е. от обычного однотактного каскада, и в этом случае отпадает необходимость применения трансформатора. По сравнению с однотактным каскадом двухтактный позволяет получать гораздо большую выходную мощность с меньшими нелинейными искажениями. Распространены бестрансформаторные Усилитель электрических колебаний звуковой частоты на транзисторах: одиночных комплементарных (с выходной мощностью до 1 вт) и т. н. составных (с выходной мощностью несколько десятков вт и более). Отсутствие трансформаторов допускает изготовление Усилитель электрических колебаний в виде полупроводниковых и гибридных интегральных микросхем.
Ламповый усилитель большой мощности используется на узлах проводного вещания и в радиопередатчиках (в качестве модуляционного устройства). Он обычно содержит 4 двухтактных каскада, охваченных сравнительно глубокой отрицательной обратной связью с целью уменьшения нелинейных искажений, снижения фона на выходе и получения небольшого выходного сопротивления.
Лит.: Лурье Б. Я., Проектирование транзисторных усилителей с глубокой обратной связью, М., 1965; Калихман С. Г., Левин Я. М., Основы теории расчёта радиовещательных приёмников на полупроводниковых приборах, М., 1969: Радиопередающие устройства, М., 1969; Цыкин Г. С., Усилительные устройства, М., 1971; Войшвилло Г. В., Усилительные устройства, М., 1975.
Г. В. Войшвилло.
C1, C2, L1, L2 — конденсаторы и катушки индуктивности колебательных контуров; C3 — развязывающий конденсатор; Е — источник постоянного тока в цепи питания транзисторов." href="a_pictures/18/10/290718561.jpg">
Рис. 3. Схема каскада усилителя электрических колебаний промежуточной частоты с двухконтурной колебательной системой: T1, Т2 — транзисторы; R1—R6 — резисторы; Сб — блокировочный конденсатор; C1, C2, L1, L2 — конденсаторы и катушки индуктивности колебательных контуров; C3 — развязывающий конденсатор; Е — источник постоянного тока в цепи питания транзисторов.
C1, C2 — конденсаторы; LCR — корректирующая цепь, служащая для обеспечения устойчивости усилителя; Eк — источник постоянного электрического тока." href="a_pictures/18/10/295824623.jpg">
Рис. 5. Упрощённая схема линейного усилителя связи на 300 каналов: Tp1, Tp2 — входной и выходной трансформаторы с сердечниками из магнитодиэлектрика; T1—T4 — транзисторы; R1—R9 — резисторы; C1, C2 — конденсаторы; LCR — корректирующая цепь, служащая для обеспечения устойчивости усилителя; Eк — источник постоянного электрического тока.
Рис. 2. Принципиальные схемы усилителей на биполярных и полевых транзисторах: с общим эмиттером (а), общим истоком (б), общей базой (в) и общим затвором (г); Э, К, Б — эмиттер, коллектор и база биполярного транзистора; И, З, С — исток, затвор и сток полевого транзистора; еr — источник усиливаемых колебаний; Rг, Rн — эквивалентные сопротивления входной цепи и нагрузки; Ебэ, Екэ, Ези, Еси — источники постоянного тока соответственно в цепях база — эмиттер, коллектор — эмиттер, затвор — исток, сток — исток. Название типа усилителя определяется тем, какая область (электрод) транзистора является общей для цепи источника усиливаемого сигнала и цепи нагрузки.
C1—C3 — катушки индуктивности и конденсаторы, образующие фильтр нижних частот; L3 — дроссель в цепи питания лампы; C4 — разделительный конденсатор; Ea и Еэ — источники постоянного тока в анодной цепи и цепи экранирующей сетки." href="a_pictures/18/10/247321114.jpg">
Рис. 4. Схема оконечного усилительного каскада радиопередающего устройства с фильтром нижних частот: Л — электронная лампа (тетрод); А — антенна; L1, L2 и C1—C3 — катушки индуктивности и конденсаторы, образующие фильтр нижних частот; L3 — дроссель в цепи питания лампы; C4 — разделительный конденсатор; Ea и Еэ — источники постоянного тока в анодной цепи и цепи экранирующей сетки.
I1, P1, U1 — соответственно ток, мощность и напряжение на входе усилителя; I2, P2, U2 — ток, мощность и напряжение на выходе усилителя; P0 — мощность источника питания." href="a_pictures/18/10/250463335.jpg">
Рис. 1. Структурная схема усилителя электрических колебаний: 1 — источник сигнала; 2 — усилитель; 3 — нагрузка; 4 — источник питания; е1 — источник усиливаемых колебаний; R1, R2 — эквивалентные сопротивления источника усиливаемых колебаний и нагрузки; I1, P1, U1 — соответственно ток, мощность и напряжение на входе усилителя; I2, P2, U2 — ток, мощность и напряжение на выходе усилителя; P0 — мощность источника питания.
Рис. 7. Принципиальная схема транзисторного двухтактного каскада: Tp1, Tp2 — входной и выходной трансформаторы; T1, T2 — транзисторы; R1, R2 — резисторы делителя напряжения, необходимые для получения требуемого напряжения смещения на базах; Рэ — резисторы в цепи эмиттеров, предназначенные для симметрирования плеч каскада и дополнительной стабилизации режима работы каскада: Eк — источник постоянного тока.
Рис. 6. Структурная схема операционного усилителя: 1 — неинвертирующий вход; 2 — инвертирующий вход; 3 — общий провод; 4 — выход.
В Большой Советской Энциклопедии рядом со словом "Усилитель электрических колебаний"
Усилитель | Буква "У" | В начало | Буквосочетание "УС" | УсимаСтатья про слово "Усилитель электрических колебаний" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 0 раз
Интересное