2о-Оо-

3 -о

О -Q

Рис. 21.33. Диаграммы напряжений инверсного каскада

растает. С уменьшением тока hi снижается ток /„i, уменьшается падение напряжения на резисторе R3, возрастает отрицательный потенциал на коллекторе VI относительно общего провода, т. е. сопровождается возрастанием отрицательной полуволны напряжения С/вых1 (рис. 21.33, а).

Аналогично увеличение тока 1э2 сопровождается уменьшением отрицательного потенциала коллектора транзистора V2 относительно общего провода, т. е. уменьшением положительной полуволны напряжения С/вых2- В результате на выходах инверсного каскада будут действовать равные по значению, но противоположные по фазе напряжения С/вых1 и С/вых2-

При работе от двух источников сигнала с общим проводом на один усилительный каскад часто используют схему операционного усилителя (рис. 21.33, б) с двумя входами (/-О, 2-0) и одним несимметричным выходом {3-0). Когда входное напряжение подается на зажимы /-О, выходное напряжение (на зажимах 3-0) инвертируется, а при подаче на зажимы 2-О не инвертируется.

§ 21.8. Каскады предварительного усиления

Каскады предварительного усиления (КПУ) повышают уровень сигнала до значения, необходимого для нормальной работы оконечного или предоконечного каскада. Выполняются КПУ на дискретных элементах (транзисторах, лампах) или на ИМС либо по интегральной технологии.

Основной особенностью КПУ является работа при малых уровнях сигнала. При слабых сигналах связь между мгновенными значениями токов и напряжений на рабочем участке входной характеристики УЭ можно считать линейной. Обычно УЭ КПУ работают в режиме А, при котором нелинейные искажения весьма малы.

Схемные реализации КПУ. Предварительный усилитель может быть одно- и многокаскадным. Для уменьшения числа каскадов в них используют УЭ с высоким коэффициентом усиления. Чтобы получить максимальное усиление, транзисторы в КПУ включают с ОЭ, а лампы - с ОК. Во входных КПУ, работаюш,их от ис-

9 0+SB

Рис. 21.34. Схемы предварительного каскада усиления

7«9 е V

126 t6

точников сигнала с малым внутренним сопротивлением, транзисторы целесообразно включать с ОБ.

Отличаются КПУ включением УЭ, а при многокаскадном выполнении - и видом .цепей межкаскадной связи. Широкое распро-стра! ение нашла непосредственная связь между отдельными каскадами, что особенно характерно для КПУ в интегральном исполнении.

На рис. 21.34, а я б в качестве примера приведены соответственно схема включения и принципиальная схема предварительного каскада УНЧ на микросхеме К237УН1. Транзисторы V2-V5 соединены в схеме с непосредственными связями. Каскад на VI обеспечивает стабилизацию рабочей точки оконечного каскада. Усилитель рассчитан на работу с двухтак-ным бестрансформаторным усилителем мощности. В усилителях, выполненных по дискретной технологии, часто используется резисторно-емкостная связь. В КПУ на биполярных транзисторах (рис. 21.35, а) режим транзистора задается напряжением источника и смещением на базе с делителя R1R2. Резистор Rg совместно с делителем RIR2 образуют цепь эмиттерной стабилизации режима.

В КПУ на полевом транзисторе (рис. 21.35, б) резисторы Яя и Ra создают цепь смещения с истоковой стабилизацией режима полевого транзистора.

Конденсаторы Сэ (см. рис. 21.35, а) и С„ (см.- рис. 21.35, б) устраняют ООС по переменной составляющей тока. Их емкость выбирается настолько большой, что сопротивление по переменному току между эмиттирующим электродом и общим проводом каскада близко к нулю.

Сигнал на входе каскадов подводится через конденсатор Cpi, разделяющий по постоянному току источник сигнала и цепь базы (затвора) первого каскада усилителя. Между коллектором (стоком) первого VI и базой (затвором) второго V2 транзистора включен разделительный конденсатор Ср2, который развязывает по по-

tn-*-0+ Б)

Е О-

Рис. 21.35. Схемы резисторных КПУ на биполярных и полевых транзисторах

стоянному току УЭ первого от УЭ второго каскада (не пропускает относительно высокий потенциал с выходной цепи первого в цепь управляющего элемента второго каскада). Емкость разделительных конденсаторов выбирают относительно большой, чтобы усиливаемый сигнал проходил к следующему каскаду без заметного ослабления.

Резисторные каскады в многокаскадном усилителе питаются от общего источника Е, параллельно подключая к нему коллекторные цепи. Сопротивление источника по переменному току даже при наличии блокировочного конденсатора Сбл большой емкости может быть существенным. В этих условиях через общий источник появляется связь между каскадами, что ухудшает показатели усилителя. Для ослабления этой нежелательной связи в усилителе включают развязывающие фильтры CiRi.

Коэффициент усиления КПУ зависит от параметров УЭ, выходного сопротивления рассматриваемого каскада и входного сопротивления следующего каскада. Коэффициент усиления зависит также от частоты, поскольку она влияет на проводимость и коэффициент передачи тока транзистора. Для упрощения анализа электрических процессов в (усилительном каскаде пользуются эквивалентными схемами.

Эквивалентные схемы. Для переменного тока эквивалентная схема (рис. 21.36, а) резисторного каскада включает эквивалентную схему входной цепи УЭ исследуемого каскада /, цепь межкаскадной связи и эквивалентную схему входной цепи следующего каскада /. Усилительный элемент на эквивалентной схеме заменен эквивалентным генератором с э. д. с. цИвх и внутренним сопро-

Рис. 21.36. Эквивалентные схемы резисторных каскадов