Принципова схема підсилювача

 

Принципова схема найпростішого трикаскадного лінійного підсилювача, складена відповідно до раніше описаної функціональної схеми (рис. 3), приведена на рис. 1.

На вході підсилювача ввімкнені два діоди – V₁ і V₂. Це - схема захисту першого підсилювального каскаду від імпульсних перешкод з лінії зв'язку. Така ж схема захисту ввімкнена і на виході підсилювача (V₇,..., V₁₁). Однак для того, щоб схема не спрацьовувала від корисного посиленого сигналу, шунтуваннявихідного ланцюга можливе тільки у випадку, коли амплітуда перешкоди перевищить 2V. При впливі перешкоди позитивної полярності відкриваються діоди V₈, V₉, V₁₀. Перешкода негативної полярності відкриває ланцюг діодів V₇, V₉, V₁₁. Можна було б, звичайно, ввімкнути два паралельні ланцюги з трьох діодів і домогтися такого ж ефекту, але застосоване рішення дозволяє заощадити один діод і в деякій мірі підвищити надійність роботи підсилювача.

Підсилювач зібраний на транзисторах V₃, V₄, V₅, ввімкнених за схемою з загальним емітером (ЗЕ) з метою одержання максимального підсилення потужності. База вхідного транзистора V₃ і колектор вихідного V₅ замкнуті на корпус через конденсатори високочастотного обходу С₂ і C_I2 для запобігання можливості самозбудження підсилювача за межами необхідної смуги пропускання. Струм спокою кожного каскаду стабілізується за допомогою емітерних схем стабілізації. Міжкаскадний зв'язок здійснюється через розподільчі конденсатори С₅ і С₆. Тому режими роботи каскадів взаємно незалежні.

Як вказувалося вище, на вході і на виході лінійних підсилювачів ставляться диференціальні системи. Як приклад можна показати принцип утворення погоджуючого шестиполюсника на основі вхідного трансформатора T₁. У робочій смузі частот опір конденсатора високочастотного обходу С₂ дуже великий і ним можна знехтувати. Опір блокувальних конденсаторів С_З, С₄, навпаки, дуже малий, і зручно уявити, що нижні за схемою (рис. 1) виводи обмоток L ₂ і L₃ приєднані до корпусу. При нормальному режимі роботи V₁ і V₂ закриті, ними можна знехтувати. Тоді схему вхідного ланцюга доцільно представити у вигляді рис. 4, де R_вхV3 - вхідний опір транзистора V3, а інші позначення відповідають рис. 1. Утворилася мостова схема.

Міркуючи подібним чином, вихідну диференціальну систему можна представити у виді рис. 5, де R _{вих V5} - вихідний опір транзистора V₅. Тому все сказане стосовно схеми виду рис. 5 справедливо для опису властивостей підсилювача, зображеного на рис. 1.

Сигнал загального зворотного зв'язку знімається з емітера V₅, у колі якого послідовно ввімкнені резистор R ₁₃ (напруга на ньому пропорційно струму вихідного каскаду) і обмотка L ₅ (напруга на обмотці пропорційно напрузі на навантаженні транзистора - обмотці L ₄). Вводиться

сигнал зворотного зв'язку на емітер V ₃. За рахунок падіння напруги ЗЗ на резисторі R ₃, здійснюється послідовне по входу введення сигналу ЗЗ, а за рахунок наведеної ЕРС в обмотці L₂ при протіканні струму ЗЗ через обмотку L ₃ здійснюється паралельне по входу введення сигналу ЗЗ. Таким чином, по виходу і по входу має місце комбінований зворотний зв'язок. Зворотний зв'язок здійснюється тільки по змінному струму: на вході і виході загального ланцюга НЗЗ установлені розподільчі конденсатори С ₉ і С ₁₁.

Технологічна різниця параметрів транзисторів складає 200...400%. Для стабілізації характеристик окремих каскадівїх охоплюють ланцюгами місцевого зворотного зв'язку. Найбільш просто реалізувати послідовний по входу зворотний зв'язок по струму шляхом включення резистора в коло емітера (наприклад R ₉). Для цієї мети також використовується резистор R ₃. У вихідному каскаді для місцевого НЗЗ використовується сигнал загального комбінованого зв'язку, що знімається з R ₁₃ і L ₅.

Основна частина напруги ЗЗ (по постійному струму) для стабілізації струмів спокою знімається з резисторів R ₄, R ₁₀, R ₁₄, заблокованих по змінному струму конденсаторами великої ємності С ₄, С ₇ і С ₈. R ₁, R ₂, R ₆, R ₇, R ₁₁, R ₁₂ призначені для подачі фіксованих потенціалів набази транзисторів.

Загальним для всього підсилювача є фільтр у колі живлення L ₇ C ₁. В базовому колі транзистора V₃ утвориться ще додатковий індивідуальний фільтр, що складається з R ₁ і С _З.

Діод V ₆ призначений для захисту від пробою транзистора V5 при попаданні через коло живлення перешкод негативної полярності. Якщо його немає, зазначена перешкода достатньої амплітуди переводить перехід база-колектор у відкритий стан (а перехід база-емітер завжди відкритий), і транзистор згорає через надмірний струм, тому що опір обмотки L ₄ незначний, опір резистора R ₁₃ малий, a R ₁₄ для імпульсного сигналу закорочений конденсатором C ₈.

У підсилювачі застосований частотно-незалежний регулятор підсилення ступінчастого типу. Він виконаний у вигляді Т-подібної схеми (R ₁₅, R ₁₆, R ₁₇) і включений в коло загального НЗЗ.

При заданому ступені ослаблення сигналу вхідний і вихідний опори завжди можна узгодити з джерелом сигналу і навантаженням, тобто параметри коректуючих кіл не будуть мінятися при зміні коефіцієнта підсилення.

На рис.1 зображена одна ланка регулятора. У промисловій апаратурі є можливість включити в коло НЗЗ один з 3...4 регуляторів шляхом перепайки відповідних перемичок.

За рахунок паразитних ємностей, утворених резисторами регулятора і корпусом, глибина НЗЗ в області верхніх частот падає, збільшується фазове запізнювання сигналу зворотного зв'язку, що може привести до самозбудження підсилювача. З метою усунення цього небажаного явища регулятор блокується конденсатором C ₁₀.