|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Tính toán mạch khuếch đại tranzito. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Radio nghiệp dư cho người mới bắt đầu Bóng bán dẫn ngay khi xuất hiện đã nhanh chóng giành được vị trí thống trị trong công nghệ khuếch đại, và có một số lý do giải thích cho điều này. Các bóng bán dẫn không có dây tóc, có nghĩa là chúng không cần nguồn điện để làm nóng nó, chúng hoạt động tốt ở điện áp nguồn thấp, chúng rất phù hợp với các tải có điện trở thấp (ví dụ: đầu loa động), chúng bền và đáng tin cậy . Không giống như các bóng đèn, các đặc tính của bóng bán dẫn là phi tuyến tính rõ rệt và trong các bộ khuếch đại, nó phải được giảm bớt bằng các biện pháp bổ sung, chẳng hạn như bằng cách đưa ra phản hồi âm (NFB). Chúng ta hãy tập trung vào việc tính toán một bộ khuếch đại công suất tần số âm thanh phổ biến nhất - UMZCH (Hình 51). Tất cả các bóng bán dẫn được sử dụng trong bộ khuếch đại là silicon.
Trên các bóng bán dẫn VT1 và VT2, giai đoạn đầu vào được lắp ráp theo mạch vi sai. Nó chỉ đáp ứng với sự khác biệt điện áp được áp dụng cho các đầu vào không đảo ngược và đảo ngược. Sự khác biệt này, tùy thuộc vào cực tính, đóng một bóng bán dẫn và mở bóng bán dẫn kia. Tải R1 được bao gồm trong mạch thu của bóng bán dẫn VT1, nhưng một phần dòng điện thu của nó được gửi đến mạch cơ sở của bóng bán dẫn của giai đoạn cuối VT3, cung cấp độ lệch và tín hiệu cho nó. Giai đoạn cuối cùng được lắp ráp trên các bóng bán dẫn VT4 và VT5 theo mạch kéo đẩy với kết nối hàng loạt bóng bán dẫn. Chúng hoạt động ở chế độ lớp AB hoặc thậm chí B, tùy thuộc vào độ lệch được tạo bởi các điốt VD1 và VD2. Bộ khuếch đại được tải trên đầu động BA1, được bật mà không có tụ điện cách ly, vì ở chế độ nghỉ, điện áp ở đầu ra bộ khuếch đại gần như bằng không. Bộ khuếch đại được cấp nguồn bằng nguồn lưỡng cực (Hình 52) với cùng điện áp đầu ra. Bộ khuếch đại và mạch cấp nguồn cực kỳ đơn giản, tuy nhiên, thiết kế được lắp ráp trên chúng khá hiệu quả và có thể cung cấp các thông số tốt.
Các cải tiến khác bao gồm việc cài đặt các máy phát dòng bán dẫn thay vì điện trở, bộ ổn định điện áp trong nguồn điện, bật bộ theo dõi bộ phát giữa các giai đoạn riêng lẻ - các biến thể về chủ đề này là vô tận và những người quan tâm đến mạch UMZCH sẽ tự nghiên cứu chúng, theo những người khác ấn phẩm. Chúng tôi sẽ tiến hành tính toán mạch đơn giản nhất. Bộ khuếch đại (Hình 51) không gì khác hơn là một bộ khuếch đại hoạt động (op-amp) ở dạng đơn giản nhất. Op-amps có một số lợi thế đảm bảo ứng dụng phổ biến và rộng rãi nhất của chúng. Điện trở đầu vào và mức tăng của một op amp lý tưởng là vô hạn, điện trở đầu ra bằng không. Một op-amp lý tưởng chỉ đáp ứng với chênh lệch điện áp ở đầu vào của nó. Điều này có nghĩa là sự thay đổi điện áp đồng thời (ở chế độ chung) ở đầu vào không dẫn đến tín hiệu đầu ra. Op-amp của chúng tôi còn lâu mới đạt được mức lý tưởng: trở kháng đầu vào của nó là hàng chục kiloohms, mức tăng của nó là vài nghìn và mức triệt tiêu tín hiệu đầu vào ở chế độ chung không vượt quá 20...40 dB. Tuy nhiên, nó bật và hoạt động giống như một op-amp lý tưởng (Hình 53).
Tín hiệu đầu vào được đưa qua tụ tách rời C4 đến đầu vào không đảo DA1 (cái trong tam giác tương ứng với mạch trong Hình 51, nhưng nó cũng có thể là các op-amps khác có đầu ra mạnh, chẳng hạn như K157UD1 , K174UN11, v.v.). Điện trở R4 đặt điện thế bằng XNUMX ở đầu vào. Không có phản hồi tiêu cực, làm giảm mức tăng và đồng thời biến dạng phi tuyến tính, cũng như mở rộng dải tần khuếch đại, op-amp không thể hoạt động. OOS được đưa từ đầu ra của bộ khuếch đại đến đầu vào đảo ngược thông qua điện trở R6. Ở dòng điện trực tiếp và tần số thấp hơn, chuỗi C5R5 không đóng bất kỳ vai trò nào, vì vậy độ sâu của phản hồi là 100%. Điều này có nghĩa là điện thế ở đầu ra và ở đầu vào đảo ngược cũng bằng không. Thật vậy, độ lệch nhỏ nhất của điện thế đầu ra, chẳng hạn, theo hướng dương, sẽ được chuyển đến đầu vào đảo ngược thông qua điện trở R6, được khuếch đại và sẽ dẫn đến giảm điện thế đầu ra, bù cho độ lệch ban đầu. Đó là một vấn đề khác đối với dòng điện xoay chiều 3H - bộ chia R6R5 hoạt động trong mạch OOS và chỉ một phần của điện áp đầu ra xoay chiều bằng UvyxR5 / (R5 + R6) được truyền đến đầu vào đảo ngược. Điện áp ở các đầu vào gần như bằng nhau (đừng quên rằng mức tăng của op amp là hàng nghìn), vì vậy công thức cho mức tăng sẽ là: K = Uvyx / UBX = 1 + R6 / R5. Điện kháng của tụ điện ở tần số băng thông thấp hơn của bộ khuếch đại fH phải nhỏ hơn điện trở của điện trở R5, vì vậy С5≥ 1 / 2πfHR5. Để hoàn thành việc tính toán các phần tử mạch trong Hình. 53, chúng ta vẫn phải chọn điện trở của các điện trở R4 và R6. Nên lấy chúng giống nhau, khi đó các dòng điện đầu vào giống nhau của op-amp, đi qua các điện trở này, cũng sẽ gây ra sự sụt giảm điện áp tương tự. Sự khác biệt điện áp ở các đầu vào sẽ vẫn bằng không. Tuy nhiên, những sụt áp này không được lớn, nên giới hạn chúng ở mức 50 ... 100 mV là hợp lý. Kể từ đây, R4 = R6 = (0,05 ... 0,1) / iin. Ví dụ, với iin = 1 μA, điện trở của các điện trở bằng 50 ... 100 kOhm. Bây giờ chúng ta hãy tiến hành tính toán các phần tử bên trong của HĐH (xem Hình 51). Dòng điện của các bóng bán dẫn đầu vào VT1 và VT2 (giống nhau) là i1 = i2 h21e trong đó h21e là hệ số truyền dòng tĩnh của các bóng bán dẫn đầu vào trong một mạch có bộ phát chung (nó cũng phải giống như vậy nếu có thể). Tổng dòng điện của các bóng bán dẫn đi qua điện trở R2 và điện áp rơi trên nó phải nhỏ hơn 0,5 V (điện áp ngưỡng để mở bóng bán dẫn) so với điện áp nguồn En. Từ đây R2 = (En-0,5) / 2i1 Với h21e = 100 và iin = 1 μA, dòng điện của mỗi bóng bán dẫn đầu vào sẽ là 0,1 mA và điện trở của điện trở R2 tại En = 6 V là 27 kOhm. Dòng điện i nên tạo ra một điện áp rơi trên điện trở R1 đủ để mở bóng bán dẫn VT3, tức là. không nhỏ hơn 0,5 V. Do đó, điện trở của điện trở R1 phải là R1 = 0,5 / i1 Trong ví dụ của chúng tôi, R1 = 5 kOhm. Nếu bạn chọn nhiều hơn, thì một phần đáng kể của dòng điện i sẽ được dẫn đến đế của bóng bán dẫn của giai đoạn cuối VT3. Điều này có thể được cho phép cung cấp trong đó i3 là dòng thu của bóng bán dẫn VT3; h21ЭЗ - hệ số truyền hiện tại của nó. i3 hiện tại sẽ được xác định trong tính toán tiếp theo. Sau đó, bạn có thể tiến hành tính toán giai đoạn trước và giai đoạn cuối, và tốt hơn là nên bắt đầu với giai đoạn sau, vì chế độ của giai đoạn trước phần lớn do nó quyết định. Ở đây chúng ta cần các đặc tính của bộ thu của các bóng bán dẫn đầu ra mạnh mẽ, được hiển thị trong Hình. 54 và được đưa ra trong sách tham khảo.
Người ta cho rằng các bóng bán dẫn VT4 và VT5 có các đặc điểm giống nhau, chỉ khác nhau về cấu trúc. Các cặp bóng bán dẫn bổ sung tương tự được sản xuất bởi ngành công nghiệp (ví dụ: KT315 và KT361, KT815 và KT814, KT819 và KT818 với các chỉ số chữ cái khác nhau). Các đặc tính cho thấy sự phụ thuộc của dòng thu vào điện áp tức thời trên bộ thu ở các dòng cơ sở khác nhau. Các đường đứt nét trên biểu đồ hiển thị khu vực của các chế độ cho phép của mạch thu: từ trên xuống, nó bị giới hạn bởi dòng điện thu tối đa, bên phải - bởi điện áp cực thu tối đa cho phép, ở phần giữa - bởi công suất tiêu tán tối đa cho phép của bóng bán dẫn, được tính bằng tích của dòng điện và điện áp của bộ thu. Dòng tải không được vượt qua ranh giới của các chế độ cho phép ở bất kỳ đâu. Như đã đề cập, các bóng bán dẫn VT4 và VT5 hoạt động ở chế độ gần với loại B. Điều này có nghĩa là khi không có tín hiệu, điện áp trên bóng bán dẫn bằng Ep và dòng điện gần bằng 4 (phía bên phải của vạch tải trọng). Trên nửa sóng dương của tín hiệu, bóng bán dẫn trên (VT5) mở trong mạch, trên nửa sóng âm, bóng bán dẫn dưới (VTXNUMX). Vì các quá trình hoàn toàn đối xứng, hãy xem xét hoạt động của bóng bán dẫn phía trên. Khi nó mở ra, dòng điện của bộ thu tăng lên và điện áp bộ thu-bộ phát giảm xuống do một nửa sóng điện áp dương được giải phóng trên tải - đầu BA1. Di chuyển dọc theo đường thẳng tải sang trái và lên trên, chúng tôi xác định ik max và Uk min như trong hình. 54. Nếu không có đặc tính nào, thì dòng điện ik max được lấy nhỏ hơn một chút so với dòng điện cực đại cho phép của bộ thu và Uk min có nghĩa là điện áp bão hòa của bộ thu-bộ phát (điện áp rơi trên bóng bán dẫn khi nó mở hoàn toàn). Biết hai tham số cuối cùng cho phép bạn tính toán công suất đầu ra của bộ khuếch đại. Thật vậy, phạm vi (biên độ) của điện áp xoay chiều AF tại tải sẽ là En - Uk min và biên độ dòng điện - ik max. Sức mạnh sẽ được P \ u2d (En - Uk min) ik max / XNUMX. Trong thực tế, họ thường bắt đầu tính toán với điều này - sau khi cung cấp công suất đầu ra, họ xác định điện áp cung cấp En và chọn loại bóng bán dẫn đầu ra cung cấp dòng điện tối đa cần thiết và tương ứng về các tham số tối đa cho phép (Hình. 54). Cũng nên nhớ rằng điện áp cực thu của bóng bán dẫn kín có thể đạt gần 2En - giá trị tối đa cho phép của điện áp cực thu-phát của các bóng bán dẫn được chọn ít nhất phải là 2En. Biết hệ số truyền dòng điện (ở chế độ tín hiệu lớn) của các bóng bán dẫn đầu ra h21e4 và h21e5 (một lần nữa, mong muốn chúng giống nhau), dòng điện cơ sở tối đa được tìm thấy ib4 = ik max / h21e4 Dòng điện của bộ thu của giai đoạn tiền đầu cuối (nhớ lại rằng, không giống như các bóng bán dẫn đầu ra, nó hoạt động ở loại A) phải lớn hơn đáng kể so với ib4. Ở đây, những thiếu sót của sơ đồ đơn giản nhất được tiết lộ (xem Hình 51). Thực tế là trên nửa sóng dương của tín hiệu, bóng bán dẫn VT3 mở ra và dòng điện tăng lên của nó sẽ mở bóng bán dẫn đầu ra VT4. Các quá trình này đang diễn ra đủ tốt. Nhưng trên nửa sóng âm của tín hiệu, bóng bán dẫn VT5 sẽ mở và dòng điện cơ sở tối đa của nó được xác định bởi điện trở R3 và điện áp trên điện trở này ở cực đại của nửa sóng âm thậm chí còn nhỏ hơn Uk min ! Đó là lý do tại sao cần phải đặt dòng điện thu lớn của giai đoạn đầu cuối i3 gấp 10 ... .20 lần so với ib4 và tính điện trở của điện trở R3 theo công thức R3 = En / i3. Tất nhiên, điều này là không có lợi - bạn phải đặt một bóng bán dẫn khá mạnh ở giai đoạn cuối và hiệu quả của toàn bộ bộ khuếch đại bị giảm. Các biện pháp sau đây sẽ khắc phục tình trạng này: tăng hệ số truyền dòng của bóng bán dẫn đầu ra (cài đặt bóng bán dẫn tổng hợp, hai hoặc ít nhất một bóng thay thế cho VT5), sử dụng bộ tạo dòng bóng bán dẫn thay vì điện trở R3, bật "tăng điện áp" . Trong trường hợp thứ hai, điện trở R3 được tạo thành từ hai điện trở mắc nối tiếp và điểm giữa của chúng được kết nối thông qua một tụ điện lớn với đầu ra của bộ khuếch đại. Phản hồi tích cực cục bộ đã phát sinh góp phần mở bóng bán dẫn VT5 tốt hơn. Phần cuối cùng của bộ khuếch đại chưa được xem xét là tụ điện C1, giúp điều chỉnh đáp ứng tần số ở vùng tần số cao hơn. Điện dung của nó thường nhỏ - hàng chục picofarad. Nó sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong phần tiếp theo. Câu hỏi tự kiểm tra. Tính toán UMZCH với các tham số sau, điện áp đầu vào - 0,1 V, điện áp nguồn - ± 6,3 V, điện trở tải - 4 Ohm, đáp ứng tần số - 50 Hz ... 12,5 kHz. Chọn loại bóng bán dẫn. Xác định công suất đầu ra tối đa trên một sóng hình sin. câu trả lời. Hãy bắt đầu với cái cuối cùng - hãy tính toán giai đoạn đầu ra ở chế độ đầu ra công suất tối đa. Đặt điện áp dư trên bộ thu của bóng bán dẫn đầu ra mở Ukmin = 0,3 V, ta thu được biên độ của thành phần biến thiên RF ở đầu ra Um = 6 V. Khi đó giá trị cực đại của dòng điện qua bóng bán dẫn sẽ là lm=Um/RH \u6d 4 V / 1,5 Ohm - \uXNUMXd XNUMX A. Công suất đầu ra trên tín hiệu hình sin sẽ là P \uXNUMXd \uXNUMXd UmIm/2 = 4,5W. Giá trị trung bình của dòng xung cosin qua các bóng bán dẫn đầu ra là 0,32lm (0,32 là hệ số không của sự phân rã xung thành các thành phần hài). Vì vậy, tôi0 = 0,32 lítm \ u0,5d XNUMX A. Ở đây chúng ta phải thêm một dòng điện tĩnh khác Ichọc ngoáy bóng bán dẫn đầu ra theo thứ tự 0,05 A. Bây giờ chúng ta tìm thấy công suất tiêu thụ bởi bộ khuếch đại P0 = 2En(I0 + Tôichọc ngoáy)= 7 W . Như bạn có thể thấy, hiệu suất của bộ khuếch đại ở chế độ công suất tối đa sẽ chỉ là R / R0 = 4,5 W / 7 W = 0,64 hay 64%. Ở công suất thấp hơn, hiệu quả sẽ còn thấp hơn. Mỗi bóng bán dẫn đầu ra sẽ tiêu tán năng lượng (P0 - P) / 2 \u1,25d 816 W. Một lựa chọn bóng bán dẫn tốt là một cặp KT817, KTXNUMX bổ sung (với bất kỳ chỉ số chữ cái nào). Các thông số của chúng đáp ứng các điều kiện của chúng tôi với một biên độ đáng kể. Mức tăng điện áp của các giai đoạn trước ít nhất phải là 6,3 V/0,1 V = 63. Một giai đoạn bóng bán dẫn, do tải trên trở kháng đầu vào thấp của bóng bán dẫn điện, sẽ không cung cấp mức khuếch đại như vậy, do đó, ít nhất hai giai đoạn là cần thiết. Các sơ đồ trong Hình. 51-53. Phần khuếch đại dư thừa được giảm bớt khi đưa vào OOS (Hình 53) với tỷ số điện trở R6 / R5 xấp xỉ 60 ... 70. Tác giả: V.Polyakov, Moscow
Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024 Bàn phím Primium Seneca
05.05.2024 Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024
▪ TV đang chuẩn bị buộc máy tính ra khỏi căn hộ ▪ Mối nguy hiểm của việc ngủ quá nhiều ▪ Sự nguy hiểm chết người của bụi thông thường ▪ MOSFET 60V và 75V cho mạch chỉnh lưu đồng bộ
▪ phần của trang web Bộ khuếch đại tần số thấp. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Cuộc sống của chúng ta là gì? Một trò chơi! biểu thức phổ biến ▪ bài viết Thành phố lớn nhất thế giới là gì? đáp án chi tiết ▪ bài cây dầu. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Lò phản ứng trong vườn. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Loa âm thanh vòm ba chiều. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này