В практических применениях выход усилителя с одним состоянием обычно недостаточен, хотя это усилитель напряжения или мощности. Следовательно, они заменены многоступенчатыми транзисторными усилителями .
В многоступенчатых усилителях выход первого каскада соединен с входом следующего каскада с помощью соединительного устройства. Эти соединительные устройства обычно могут представлять собой конденсатор или трансформатор. Этот процесс соединения двух каскадов усилителя с использованием соединительного устройства можно назвать каскадным .
На следующем рисунке показан двухступенчатый усилитель, подключенный каскадом.
Общее усиление является произведением усиления напряжения отдельных ступеней.
AV=AV1 timesAV2= fracV2V1 times fracV0V2= fracV0V1
Где A V = общее усиление, A V1 = усиление напряжения 1- й ступени и A V2 = усиление напряжения 2- й ступени.
Если имеется n ступеней, произведение коэффициентов усиления напряжения этих n ступеней будет общим усилением схемы этого многоступенчатого усилителя.
Назначение сцепного устройства
Основными целями сцепного устройства являются
-
Перевести переменный ток с выхода одной ступени на вход следующей ступени.
-
Блокировать постоянный ток для перехода с выхода одного каскада на вход следующего каскада, что означает изоляцию условий постоянного тока.
Перевести переменный ток с выхода одной ступени на вход следующей ступени.
Блокировать постоянный ток для перехода с выхода одного каскада на вход следующего каскада, что означает изоляцию условий постоянного тока.
Типы сцепления
Соединение одного каскада усилителя с другим в каскаде с использованием соединительных устройств образует схему многоступенчатого усилителя . Существует четыре основных метода связи, использующих такие устройства связи, как резисторы, конденсаторы, трансформаторы и т. Д. Давайте разберемся с ними.
Сопротивление-емкостная связь
Это наиболее часто используемый метод связи, сформированный с использованием простой комбинации резистор-конденсатор . Конденсатор, который допускает переменный ток и блокирует постоянный ток, является основным элементом связи, используемым здесь.
Конденсатор связи пропускает переменный ток с выхода одной ступени на вход следующей ступени. При блокировании компонентов постоянного тока от напряжения смещения постоянного тока, чтобы повлиять на следующий этап. Давайте углубимся в детали этого метода связи в следующих главах.
Импедансное соединение
Сеть связи, которая использует индуктивность и емкость в качестве элементов связи, может называться сетью связи с импедансом.
В этом методе сопряжения по сопротивлению сопротивление соединительной катушки зависит от ее индуктивности и частоты сигнала, равной jwL . Этот метод не так популярен и редко используется.
Трансформаторная муфта
Способ соединения, в котором в качестве соединительного устройства используется трансформатор, можно назвать соединением трансформатора. В этом способе соединения конденсатор не используется, потому что сам трансформатор передает компонент переменного тока непосредственно в основание второй ступени.
Вторичная обмотка трансформатора обеспечивает базовый обратный путь и, следовательно, нет необходимости в базовом сопротивлении. Эта связь популярна своей эффективностью и согласованием импедансов, и поэтому она в основном используется.
Прямая связь
Если предыдущая ступень усилителя напрямую подключена к следующей ступени усилителя, это называется прямой связью . Условия смещения каскада отдельного усилителя разработаны таким образом, что каскады могут быть подключены напрямую без изоляции постоянного тока.
Метод прямой связи в основном используется, когда нагрузка соединена последовательно с выходной клеммой активного элемента схемы. Например, наушники, громкоговорители и т. Д.
Роль конденсаторов в усилителях
Помимо цели соединения, существуют и другие цели, для которых в усилителях особенно мало конденсаторов. Чтобы понять это, дайте нам знать о роли конденсаторов в усилителях.
Входной конденсатор C в
Входной конденсатор С, присутствующий на начальной стадии усилителя, связывает переменный сигнал с базой транзистора. Этот конденсатор C в случае его отсутствия, источник сигнала будет параллелен резистору R 2, и напряжение смещения транзисторной базы будет изменено.
Следовательно, C in позволяет переменному сигналу от источника поступать во входную цепь, не влияя на условия смещения.
Обходной конденсатор эмиттера C e
Шунтирующий конденсатор эмиттера C e подключен параллельно к эмиттерному резистору. Он предлагает путь с низким реактивным сопротивлением для усиленного сигнала переменного тока.
В отсутствие этого конденсатора напряжение, развиваемое через R E, будет передавать обратную связь на входную сторону, тем самым уменьшая выходное напряжение. Таким образом, в присутствии C e усиленный переменный ток будет проходить через это.
Конденсатор связи C C
Конденсатор C C является конденсатором связи, который соединяет две ступени и предотвращает помехи постоянного тока между ступенями и контролирует смещение рабочей точки. Это также называется блокирующим конденсатором, потому что он не позволяет постоянному напряжению проходить через него.
В отсутствие этого конденсатора, R C будет приходить параллельно с сопротивлением R 1 сети смещения следующей ступени и, таким образом, изменять условия смещения следующей ступени.
Усилитель Рассмотрение
Для схемы усилителя общий коэффициент усиления усилителя является важным фактором. Чтобы добиться максимального усиления по напряжению, давайте найдем наиболее подходящую конфигурацию транзисторов для каскадирования.
Усилитель CC
- Коэффициент усиления по напряжению меньше единицы.
- Не подходит для промежуточных этапов.
CB усилитель
- Коэффициент усиления по напряжению меньше единицы.
- Следовательно, не подходит для каскадирования.
Усилитель CE
- Его усиление по напряжению больше единицы.
- Усиление напряжения дополнительно увеличивается путем каскадирования.
Характеристики усилителя CE таковы, что эта конфигурация очень подходит для каскадирования в схемах усилителя. Следовательно, большинство схем усилителей используют конфигурацию CE.
В последующих главах этого урока мы объясним типы усилителей связи.