Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №6

Схема усилителя (рис. 4.36) состоит из двух транзисторов, где первый каскад собран по схеме с ОБ. Усилитель имеет малое входное сопротивление. Для схемы входным сигналом является ток, который определяется емкостью конденсатора. Коэффициент усиления описывается выражением K = jwh_21эR₂C при условии, что 1/wС > h_11б, где h_11б = 10 Ом — входное сопротивление транзистора в режиме с ОБ; h_21э — коэффициент передачи транзистора VT2. Усилитель для входного сигнала с частотой 1 кГц имеет коэффициент усиления приблизительно 100. Выходной сигнал сдвинут по фазе на 90° по отношению к входному. Этот сдвиг сохраняется в диапазоне частот от 20 Гц до 1 МГц. При построении двух и более каскадов можно применить интегральные микросхемы с набором транзисторов.

6. УСИЛИТЕЛИ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМИ СВЯЗЯМИ НА ТРАНЗИСТОРАХ

Малошумящий низкоомный предварительный усилитель.

Усилитель (рис. 4.37) имеет входное сопротивление 5 Ом. Низкое входное сопротивление каскада получено в результате применения в определенных отношениях ПОС и ООС. Часть эмиттерного сигнала транзистора VT2, поступающая на базу транзистора VT1, создает ООС, а коллекторный сигнал транзистора VT3 — ПОС.

Низкое входное сопротивление усилителя позволяет значительно уменьшить шумы усилителя. Спектральная плотность собственных шумов при разомкнутом входе составляет 2-10^-4

мкВ/Гц. Коэффициент усиления каскада равен примерно 40. Полоса пропускания определяется емкостью конденсатора С1.

Усилитель с непосредственной связью.

Усилитель с непосредственной связью (рис. 4.38) имеет коэффициент усиления 100-8000. Нестабильность коэффициента усиления в диапазоне температур от — 15 до +50 °C не более 2 %. Уровень шумов при закороченном входе не более 5 мкВ.

Эти характеристики усилителя обеспечиваются за счет глубокой ООС по постоянному току с помощью резистора R5. Малые напряжения между базами и коллекторами транзисторов обеспечивают низкий уровень шумов. Частотная характеристика усилителя в основном определяется входным конденсатором С1. Низшая граничная частота, на которой сигнал падает на 3 дБ, определяется по формуле f = 0,2/

CR_вх, где емкость — в микрофарадах, сопротивление — в килоомах, частота — в герцах. Входное сопротивление усилителя зависит от сопротивления резистора R5. Для различных сопротивлений R5 в табл. 4.1 приведены значения входного сопротивления и коэффициента усиления.

Выходной неискаженный сигнал составляет 30–50 % от напряжения источника питания. Для устранения возбуждения усилителя первые два каскада следует питать от стабилитрона или применять в цепи питания конденсатор емкостью более 100 мкФ. Регулировка усилителя осуществляется подбором сопротивления резистора R7. Напряжение в эмиттере транзистора VT4 должно равняться половине напряжения питания.

Малошумящий усилитель с непосредственной связью.

Усилитель (рис. 4.39), предназначен для усиления сигнала с головки магнитофона. Сигнал составляет несколько милливольт. Коэффициент передачи усилителя равен приблизительно 70 дБ. Максимальное выходное напряжение равно 6 В. Для уменьшения собственных шумов транзисторы работают в режиме микротоков. Частотная характеристика усилителя может регулироваться в широких пределах резистором R7. При этом меняется верхняя граничная частота.

Широкополосный малошумящий усилитель.

Усилитель (рис. 4.40) предназначен для работы с сигналами до 10 мВ и в по лосе частот от 10 Гц до 30 кГц. Для уменьшения собственных шумов в двух первых каскадах применены высокочастотные транзисторы в режиме малых коллекторных токов. Ток транзистора VT1 равен 40 мкА, а ток транзистора VT2 — 100 мкА. Включение в третьем каскаде транзисторов разных типов проводимости упростило межкаскадное соединение и улучшило температурную стабильность. Включение в эмиттер транзистора VT3 стабилитрона позволило увеличить напряжение в коллекторе транзистора VT2 и тем самым увеличить коэффициент усиления усилителя. Напряжение пробоя стабилитрона определяет динамический диапазон выходного сигнала. Коэффициент усиления может составлять до 5∙10⁴. В полосе пропускания уровень собственных шумов, приведенный ко входу, лежит в пределах от 1,5 до 2,5 мкВ.

Усилитель с большим входным сопротивлением.