Předzesilovací stupně
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
24.Předzesilovací stupně
Nízkofrekvenční zesilovače – úvod do problému
Nízkofrekvenční zesilovače se navrhují pro zesilování signálů v kmitočtovém pásmu do několika set kilohertz, pro audiopásmo obyčejně od 30 Hz do 20 kHz, pro méně náročné účely i pro pásmo užší.
Podle určení se dělí na:
- předzesilovače
- korekční zesilovače
- koncové zesilovače
Předzesilovače používáme k dvěma základním účelům:
1) sejmutí signálu z čidel (antén, termočlánků, krystalových výbrusů ap.)
2) zesílení vstupních signálů na úroveň, schopnou dalšímu zpracování (úprava kmitočtového pásma, korekce amplitud. charakteristik a p.)
U předzesilovačů musíme hlavně dbát na provedení prvních stupňů, protože ty nám nejvíce ovlivňují šumové vlastnosti zesilovače.
Pro velké vstupní odpory (např. pro kondenzátorové mikrofony) se volí na vstupu tranzistory řízené elektrickým polem (např. KF 521), pro běžné vstupní odpory 1 - 10kΩ křemíkové nebo germaniové tranzistory s malým šumem, např. KC 509, BC 179 aj. a nastavujeme pracovní bod do optimální oblasti podle údajů výrobce.
Pro malé vstupní odpory, např. pro antény, termočlánky apod. používáme na vstupu zapojení se společnou bází.
Zesilovací stupně s bipolárními tranzistory
1) Tranzistorový stupeň se společným emitorem
Společnou elektrodou vstupního a výstupního obvodu je emitor. Schéma zapojení je na obr.
Napěťový přenos se určí z rovnic
Řešením rovnic dostaneme , kde
Pro RZ = 0 je
pro RZ → ∞ je
V praxi velmi často platí, že RZ « a « . Potom je napěťový přenos dán vztahem . Znaménko minus znamená, že výstupní napětí má opačné znaménko než napětí vstupní, čili že dané zapojení otáčí napěťovou fázi o 180º. Největší napěťové zesílení je u tranzistoru s velkým proudovým činitelem h21e a malým vstupním odporem nakrátko. Nejvyšší hodnota bývá řádu stovek až tisíců.
Proudový přenos je definován vztahem . Vypočítá se z rovnic
Dostaneme
Minimální proudový přenos je při , t.j. . Maximální proudový přenos je při , potom .
Výkonový přenos je definován
Pro i je .
Pro malé odpory RZ je p ≈ .
Při velkých RZ je ≈ - .
Výkon se zvětšuje s druhou mocninou parametru h21e.
Vstupní odpor je dán vztahem
a určí se z rovnic
Řešením těchto rovnic dostaneme
Pro a je a . Tento vstupní odpor nezahrnuje vliv napájecího odporu v bázi.
Výstupní odpor je definován vztahem a určí se z rovnic
Řešením rovnic dostaneme vztah . V mezních případech pro a je a .
Uvedený vztah nezahrnuje kolektorový odpor RC. Skutečný výstupní odpor je . Často ovšem platí, že r2 » RC a potom je Rvýst ≈ RC.
Tento odpor je nutno rozlišovat od skutečného zatěžovacího odporu RZ. Odpor RC je odpor v kolektoru řešeného stupně a odpor RZ je zatěžovací odpor řešeného stupně a paralelně vstupní odpor následujícího stupně.