Структурная схема линейного усилителя – Структурная схема усилителя

Структурная схема усилителя

Усилителем называется устройство, предназначенное для усиления мощности входного сигнала. Усиление происходит с помощью активных элементов за счет потребления энергии от источника питания. Активными элементами в усилителях чаще всего являются транзисторы; такие усилители принято называть полупроводниковыми, или транзисторными. В любом усилителе входной сигнал управляет передачей энергии источника питания в нагрузку.

Принцип действия усилительного каскада удобно пояснить с помощью схемы, приведенной на рис. 2.1. Основой усилителя являются два элемента: резистор R и управляемый активный элемент (АЭ) – транзистор, сопротивление которого изменяется под действием входного сигнала Uвх. За счет изменения сопротивления АЭ изменяется ток, протекающий от источника питания с напряжением Eп в цепи резистора R и АЭ. В результате будут меняться падение напряжения на резисторе, а следовательно, и выходное напряжение Uвых. Здесь процесс усиления основан на преобразовании энергии источника питания Eп в энергию выходного напряжения.

Рассмотрим структурную схему усилительного каскада, приведенную на рис. 2.2. Усилитель представлен как активный четырехполюсник. Источник входного сигнала показан в виде генератора напряжения Er, имеющего внутреннее сопротивление Rr. На выходе усилителя включен резистор нагрузки Rн. Ни генератор Er, ни нагрузка не являются частями усилительного каскада, но довольно часто играют значительную роль в его работе. Усилитель на рис. 2.2 представляется своими входным Rвх и выходным Rвых сопротивлениями.

Рис. 2.1 Схема усилительного каскада

Рис. 2.2 Структурная схема усилительного каскада

По роду усиливаемой величины различают усилители напряжения, тока и мощности. Удобно подразделять усилительные каскады по соотношению величин Rвх и Rr. Если в усилителе Rвх >> Rr, то он является усилителем напряжения. В усилителе тока

Rвх << Rr, т.е. имеет место токовый вход. В усилителе мощности вход согласован с источником входного сигнала, т.е. Rвх = Rr.

По соотношению между величинами Rвых и Rн усилители также можно разделить на усилители напряжения (Rвых << Rн), тока с токовым выходом (Rвых >> Rн) и мощности, которые работают на согласованную нагрузку (Rвых = Rн).

Как правило, усилитель состоит из нескольких усилительных каскадов (рис.2.3). Первый каскад называется входным, а последний – выходным, или оконечным. Входной каскад осуществляет согласование усилителя с источником входного сигнала, поэтому усилитель напряжения должен иметь большое входное сопротивление. Кроме того, крайне желательно, чтобы входной каскад имел минимальный коэффициент шума.

Рис. 2.3 Структурная схема усилителя

Выходной каскад многокаскадного усилителя чаще всего является усилителем мощности и призван работать на низкоомную нагрузку. Поэтому требуется, чтобы выходной каскад имел большую допустимую мощность, малое выходное сопротивление, высокий коэффициент полезного действия и малый коэффициент гармоник. Промежуточные каскады необходимы для обеспечения заданного усиления, т.е. основным их параметром является коэффициент усиления (по напряжению).

Соединение каскадов между собой в многокаскадном усилителе может быть осуществлено различными способами. Один из широко распространенных способов для усилителей переменного тока или напряжения реализуется с помощью разделительных емкостей. Такой усилитель называется усилителем с емкостной связью. Схема каскада с такими связями приведена на рис. 2.4.

Рис. 2.4 Каскад с ёмкостными связями

Для усилителей постоянного тока используется непосредственная (гальваническая) связь. Отметим, что непосредственная связь между каскадами широко представлена в интегральных схемах и будет рассмотрена далее, при изучении операционного усилителя.

Одними из основных параметров усилителя является коэффициент усиления. Различают три коэффициента усиления:

1) по напряжению

2) по току

3) по мощности

Для усилителей возможны различные значения коэффициентов, но принципиально то, что

Kp всегда должен быть больше единицы. Общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов. Так, для Ku можно записать
К
u = Ku1·Ku2KuN.

Коэффициент усиления часто выражают в логарифмических единицах – децибелах (дБ):

Ku = 20 lg (Uвых /Uвх) = 20 lgKu.

Аналогично в децибелах можно представить Ki и Kp. Для Kp справедлива следующая запись:

Kp = 10 lg(Pвых/Pвх) = 10 lgKp.

Выражение коэффициентов усиления в децибелах связано с тем, что человеческое ухо реагирует на звуковые колебания в соответствии с логарифмическим законом слухового восприятия.

Если коэффициент усиления каждого каскада выражен в децибелах, то общее усиление многокаскадного усилителя, дБ:

Кu = Ku1 + Ku2 +…+ KuN .

Помимо усиления сигнала необходимо, чтобы усилитель не изменял его формы, т.е. в идеальном случае точно повторял все изменения (напряжения или тока). Отклонение формы выходного сигнала от формы входного сигнала принято называть искажениями. Искажения бывают двух видов: нелинейные и частотные.

Нелинейные искажения определяются нелинейностью ВАХ транзисторов, на которых собран усилитель. Так, при подаче на вход усилителя сигнала синусоидальной формы выходной сигнал не является чисто синусоидальным, он будет содержать составляющие высших гармоник. Это просто пронаблюдать с помощью входной ВАХ биполярного транзистора, которая имеет форму экспоненты, а не прямой линии. Искажения этого вида оцениваются коэффициентом гармоник (коэффициентом нелинейных искажений), Kr:

где U1, U2, U3 – значения напряжений сигнала в выходной цепи усилителя для основной, второй и третьей гармоник соответственно.

При оценке нелинейных искажений в большинстве случаев учитывают только вторую и третью гармоники, поскольку более высокие гармоники имеют малую мощность. В многокаскадных усилителях общий Kr можно принять равным сумме коэффициентов гармоник всех каскадов. На практике же основные искажения вносятся выходным (иногда предвыходным) каскадом, который работает на больших амплитудах сигналов.

Для приближенной оценки нелинейных искажений можно воспользоваться амплитудной характеристикой усилителя (рис. 2.5, а), представляющей собой зависимость амплитуды выходного напряжения Uвых от амплитудного значения входного сигнала Uвх неизменной частоты. При небольших Uвх амплитудная характеристика практически линейна. Угол ее наклона определяется коэффициентом усиления на данной частоте. Изменение угла наклона при больших Uвх указывает на появление искажений формы сигнала.

Частотные искажения определяются зависимостями параметров транзисторов от частоты и реактивными элементами усилительных устройств, в частности, разделительными ёмкостями. Эти искажения зависят лишь от частоты усиливаемого сигнала. Зависимость

Ku усилителя от частоты входного сигнала принято называть амплитудно-частотной (частотной) характеристикой (АЧХ). С помощью АЧХ (рис. 2.5, б) можно представить коэффициенты частотных искажений на низшей Mн и высшей Mв частотах заданного диапазона работы усилителя:

Рис. 2.5 Амплитудная (а) и частотная (б) характеристики

Обычно допустимые значения коэффициентов частотных искажений не превышают 3 дБ. Отметим, что ?f = fв fн принято называть полосой пропускания усилителя.

В усилителях звуковых частот достаточно иметь fн= 20 Гц и fв = 20 кГц; в широкополосных усилителях fв может достигать десятков мегагерц; в частотно-избирательных усилителях fн ? fв и для высокочастотных усилителей может достигать сотен мегагерц; в усилителях постоянного тока (УПТ) fн = 0, а fв может составлять несколько десятков мегагерц.

Необходимо отметить, что в усилителях имеют место фазовые сдвиги между входным и выходным сигналами, которые могут привести к появлению фазовых искажений. Фазовые искажения проявляются лишь при нелинейной зависимости фазового сдвига от частоты. Эту зависимость принято называть фазочастотной

характеристикой (ФЧХ) усилителя. Частотные и фазовые искажения являются линейными искажениями и обусловлены одними и теми же причинами, причем большим частотным искажениям соответствуют большие фазовые искажения, и наоборот.

Помимо рассмотренных параметров и характеристик часто необходимо знать коэффициент полезного действия (КПД) усилителя, коэффициент шума, стабильность, устойчивость работы, чувствительность к внешним помехам и др. Важнейшим параметром усилителей мощности является коэффициент полезного действия ?:

? = Pн /Pо,

где Pн – мощность, выделяемая на нагрузке усилителя; Pо – мощность, потребляемая усилителем от внешнего источника питания. Величина ? всего усилителя определяется главным образом ? выходного каскада.

Основные параметры и характеристики усилителей зависят как от числа каскадов, так и от типа активного элемента (транзистора) и способа его включения в усилительном каскаде.

electrono.ru

2.2 Составление структурной схемы усилителя

Структурная схема представлена на рис 6.

Рисунок 6

ВхК - входной каскад

КПУ1 - первый каскад предварительного усиления

КПУ2 - второй каскад предварительного усиления

КПУ3 - третий каскад предварительного усиления

ВыхК - выходной каскад

Входной каскад ставится на входе усилителя для увеличения входного сопротивления усилителя.

Большинство источников входного сигнала развивают очень низкое напряжение Ег= 10 мВ. Подавать его непосредственно на каскад усиления мощности не имеет смысла, так как при слабом управляющем напряжении невозможно получить значительные изменения выходного тока.

Рассчитаем максимальное напряжение в нагрузке по формуле:

В (1)

Определим максимальный ток протекающий через нагрузку:

(2)

Рассчитаем требуемый коэффициент усиления усилителя по формуле:

(3)

Определим ориентировочное количество каскадов предварительного усиления по следующей формуле:

(4)

Полученное по формуле (4) количество каскадов округляют до ближайшего целого нечетного числа (в большую сторону), так как схема с ОЭ дает сдвиг фаз 180

n = 3

Выходной каскад ставится на выходе усилителя и обеспечивает усиление мощности полезного сигнала в нагрузку.

2.3 Разработка принципиальной электрической схемы усилителя

Схемная реализация входного каскада представлена на рис 7.

Рисунок 7

Это схема дифференциального каскада. Я решил выбрать диф. каскад по следующим причинам:

  • дифференциальный каскад обеспечивает повышенную температурную стабильность предварительного усиления

  • к дифференциальному каскаду проще подключить обратную связь

  • у дифференциального каскада сравнительно большое входное сопротивление.

Схемная реализация каскада предварительного усиления представлена на рис 8. Это схема усилителя на биполярном транзисторе включенном по схеме с общим эмиттером. Я выбрал эту схему так как у нее сравнительно большие коэффициенты усиления по напряжению и по току, а также большое входное сопротивление. Недостаток этой схемы – сдвиг фаз между входным и выходным сигналом равен 180.

Рисунок 8

Схемная реализация выходного каскада представлена на рис 9.

Рисунок 9

Это схема двухтактного усилителя мощности работающего в режиме В. Двухтактный усилитель мощности обладает более низким коэффициентом нелинейных искажений, чем однотактный усилитель мощности. Также важным преимуществом двухтактной схемы является ее малая чувствительность к пульсациям питающих напряжений. Недостатком данной схемы является трудность подбора одинаковых транзисторов.

Электрическая принципиальная схема представлена на рис 10.

Рисунок 10

2.4 Электрический расчет

Рассчитаем максимальное напряжение в нагрузке по формуле:

В (5)

Определим максимальный ток протекающий через нагрузку:

(6)

Рассчитаем требуемый коэффициент усиления усилителя по формуле:

(7)

Определим ориентировочное количество каскадов предварительного усиления по следующей формуле:

(8)

Полученное по формуле (8) количество каскадов округляют до ближайшего целого нечетного числа (в большую сторону), так как схема с ОЭ дает сдвиг фаз 180

n = 3

Рассчитаем напряжение питания усилителя по формуле:

(9)

где - падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер выходного транзистора в режиме насыщения, В;

- падение напряжения на резисторе, установленном в эмиттерной цепи выходного каскада, В;

Для большинства мощных транзисторов = 0,5..2 В. Предварительно можно принять= 1 В. Зададимся падением напряжения на резисторе, установленном в эмиттерной цепи:= 1 В

Подставим рассчитанные напряжения в формулу (9) и определи напряжение питания усилителя:

= 32,98 В

Полученную величину округлим до ближайшего целого числа, а затем примем из стандартного ряда:

= 35 В

Зная напряжение питания усилителя и максимальный ток протекающий через нагрузку, выберем транзисторы для выходного каскада по следующим условиям:

Ikmax Iнmax+ Ikп

Uкэmax2Ek

По справочной литературе [5] выбираем следующие транзисторы:

VT8 KT827B

VT9 KT825B

Со следующими параметрами:

Uкэmax8= 100 В Ikmax8= 20 А= 3 В

Характеристики транзистора представлены на рис 15, 16

По рис 15 определим напряжение на переходе база-эмиттер:

Рассчитаем сопротивление резисторов R10и R11по формуле:

Ом (10)

Приведем рассчитанное сопротивление к ряду Е24:

0,062 Ом

По рис 16 определим ток коллектора покоя, а также статический коэффициент передачи тока транзистора VT8:

Ikп8= 4 А h21Э8= 39000

Рассчитаем мощность рассеиваемую на резисторе:

(11)

Определим ток базы покоя транзисторов выходного каскада:

(12)

Определим максимальный ток базы транзисторов выходного каскада:

(13)

Определим ориентировочный максимальный ток коллектора VT5:

Ikmax5= 10IБmax8= 1051310-6= 5.13 mA (14)

Зная максимальный ток базы транзистораVT8 и напряжение питания, выберем транзисторы для реализации защиты по току:

Ikmax Iбmax8

Uкэmax2Ek

По справочной литературе [5] выбираем следующие транзисторы:

VT6 KT215В - 1

VT7 KT214В - 1

Со следующими параметрами:

Uкэmax7= 80 В Ikmax7= 40 мА

Характеристики транзистора представлены на рис 17,18,19,20

Рассчитаем максимальный ток коллектора VT8:

(15)

Примем значение сопротивления резистора равным 0,036 Ом

Рассчитаем минимальное падение напряжения на резисторе :

(16)

Рассчитаем максимальное падение напряжения на резисторе :

(17)

Зная максимальный ток коллектора и напряжение питания, выбираем транзистор VT5 по следующим критериям:

Ikmax Iкmax5

Uкэmax2Ek

VT5 КТ214В - 1

Характеристики транзистора представлены на рис. 17, 18 По графику зависимости h21Э (IЭ) определим минимальный ток коллектора VT5:

Рассчитаем ток коллектора покоя VT5 по формуле:

(18)

Из рис 18 определим статический коэффициент передачи тока для тока эмиттера равного 20,513 мА.

Определим ток базы покоя для VT5 по формуле:

(19)

По рис.17 определим напряжение база – эмиттер:

Рассчитаем максимальный ток коллектора транзистора VT5:

(20)

Рассчитаем резистор по формуле:

(21)

Приведем рассчитанное сопротивление к ряду Е24:

Рассчитаем максимальный ток базы транзистора VT5:

(22)

Определим ориентировочный ток коллектора покоя для транзистора VT4 по формуле:

(23)

Рассчитаем ориентировочный максимальный ток коллектора для транзистора VT4 по формуле:

(24)

Зная максимальный ток коллектора и напряжение питания, выбираем трансформатора VT4 исходя из следующих условий:

Ikmax Iкmax4

Uкэmax2Ek

VT4 КТ 215В – 1

Характеристики представлены на рис 19, 20

Из рис.20 Определим минимальный ток коллектора транзистора VT4:

Определим ток коллектора покоя для VT4:

(25)

По рис 20 определим статический коэффициент передачи тока:

Определим ток базы покоя для транзистора VT4 по формуле:

(26)

Из рис 19 определим напряжение базы – эмиттер для

Рассчитаем максимальный ток базы транзистора VT4:

(27)

Определим значение резистора по формуле:

(28)

Приведем рассчитанное сопротивление к ряду Е24:

Определим ориентировочный ток коллектора покоя транзистора VT3

(29)

Рассчитаем ориентировочный ток коллектора транзистора VT3:

(30)

Зная максимальный ток коллектора и напряжение питания выберем

транзистор VT3 по следующим критериям:

Ikmax Iкmax3

Uкэmax2Ek

VT3 КТ 214В - 1

Характеристики транзистора представлены на рис 17, 18

Из графика зависимости () определим минимальный ток коллектора:

Рассчитаем ток коллектора покоя транзистора VT3:

(31)

По рис 18 определим статический коэффициент передачи тока:

Определим ток базы покоя транзистора VT3:

(32)

Рассчитаем максимальный ток базы транзистора VT3:

(33)

Из рис.17 определим напряжения база – эмиттер:

Определим сопротивление по формуле:

(34)

Приведем рассчитанное сопротивление к ряду Е24:

Рассчитаем значение резистора по формуле:

(35)

Приведем рассчитанное сопротивление к ряду Е24:

Определим ориентировочный ток коллектора покоя транзисторов VT1 и VT2 по формуле:

(36)

Рассчитаем ориентировочный максимальный ток коллектора транзисторовVT1 и VT2 по следующей формуле:

(37)

Зная максимальный ток коллектора и напряжение питания выберем транзисторыVT1 иVT2 по следующим критериям:

Ikmax Iкmax1

Uкэmax2Ek

VT1,VT2 КТ 602 Б

Характеристики транзисторов приведены на рис 21, 22, 23

По рис 22 определим минимальный ток коллектора:

Рассчитаем ток коллектора покоя транзисторов VT1 и VT2:

(38)

Из рис 22 определим статический коэффициент передачи тока:

Определим ток базы покоя для транзистора VT1:

(39)

Рассчитаем максимальный ток базы для транзистора VT1:

(40)

Определим ток, протекающий через резистор :

(41)

Из рис 23 определим напряжение коллектор – эмиттер:

Определим значение резистора по формуле:

(42)

Приведем рассчитанное сопротивление к ряду Е24:

По справочной литературе [5] определим входное сопротивление транзисторов:

Из схемы замещения рис 11 определим входное сопротивление усилителя:

(43)

Определим максимальное отклонение температуры от среднего значения:

(44)

Рисунок 11

Определим изменение напряжения база – эмиттер для транзистора VT2 с изменением температуры. Зная, что при изменении температуры на напряжение изменяется на 2.3мВ. Следовательно:

(45)

Изменение напряжения коллектор – эмиттер равно 0.7В

Определим коэффициент обратной связи по постоянному току:

(46)

Определим значение сопротивления резистора :

(47)

Приведем рассчитанное сопротивление к ряду Е24:

Определим коэффициент усиления по току усилителя при помощи схемы замещения представленной на рис. 11

(48)

По схеме замещения определим коэффициент разветвления:

Определим коэффициент усиления по напряжению:

(55)

Рассчитаем коэффициент усиления по напряжению усилителя с обратной связью:

(56)

- коэффициент обратной связи по переменному току равен :

(57)

Определим значение сопротивления резистора :

(58)

Приведем рассчитанное сопротивление к ряду Е24:

Разобьём данный нам коэффициент частотных искажений на 2 части:

(59)

Мнвх=104/20

Мнос=104/20

Мв=106/20Рассчитаем ёмкость конденсатора С1 по формуле:

(60)

Рассчитаем ёмкость конденсатора С2 по формуле:

(61)

Рассчитаем ёмкость конденсатора С3 по формуле:

(62)

Определим коэффициент петлевого усиления по переменному току:

(63)

Рассчитаем коэффициент нелинейных искажений для выходного каскада методом двух ординат:

Uвыхизменяем от 0 доUнmax(64)

По рис 16 для рассчитанных значений тока эмиттера определяем статический коэффициент передачи тока. Затем рассчитаем ток коллектора:

(65)

Для рассчитанных значений тока коллектора определяем ток базы:

(66)

Из рис 15 определяем напряжение база-эмиттер для рассчитанных токов базы. Рассчитываем входное напряжение:

(67)

h31э

Ik

Iб, мкА

Uбэ

Uвх

0

4

39000

4

103

0,6

0,74

4

5

35000

5

143

0,6

4,78

8

6

29000

6

207

0,6

8,82

12

7

27000

7

259

0,6

12,85

16

8

20000

8

400

0,6

16,9

20

9

17000

9

529

0,6

20,92

24

10

15000

10

667

0,6

24,96

28

11

13000

11

846

0,6

29

31

11,75

12800

11,75

918

0,6

31,5

таблица 1

Построим график зависимости Uн отUвх – рис 12.

Определим половину максимального входного напряжения и для этого значения по графику 12 определим значение напряжения на нагрузке:

Коэффициент нелинейных искажений для входного каскада:

(68)

Рассчитаем коэффициент нелинейных искажений для каскада предвари- тельного усиления методом пяти ординат.

КПУ3,2,1VTКТ 814 В -1

Для расчёта коэффициента нелинейных искажений по методу пяти ординат необходимо построить переходную характеристику каскада. Построение переходной характеристики производим в следующей последовательности. На входную характеристику транзистора рис.13 наносим точку покоя. Затем относительно точки покоя строим временную диаграмму входного напряжения. Проводим перпендикуляры, соответствующие минимальному и максимальному значениям Uвх, а такжеUвх=0 иUвх приw=60 и 120. Определяем значения тока базы, соответствующие этим напряжениям.

Используя значения тока базы, определяем значения тока коллектора, соответствующие им. Для этого определяют ориентировочное значение h31Э по рис 20. Для этого значения рассчитаем ток коллектора по формуле:

Наносим рассчитанное значение тока коллектора на график и определяем точное значение h31э . Точно рассчитываем ток коллектора:

Рассчитаем амплитуды 1, 2, 3 и 4-й гармоник выходного сигнала:

(69)

(70)

(71)

(72)

Расчет нелинейных искажений каскада производится по формуле:

(73)

Так как у нас одинаковые транзисторы, то и нелинейные искажения у них будут одинаковы.

Определим суммарный коэффициент нелинейных искажений:

(74)

Рассчитаем коэффициент нелинейных искажений усилителя с отрицательной обратной связью:

(75)

Для расчета коэффициента полезного действия усилителя требуется определить суммарный ток потребляемый усилителем в режиме покоя по формуле:

I0 = I,g1 + I,g3 + I,g4 + I,g5 + I,g8 = 0&000672 F (76)

Коэффициент полезного действия усилителя рассчитывается по формуле:

(77)

Расчет охладителя

Исходные данные:

tp– предельная температура рабочей областиtp= 473 К

Pк– рассеиваемая прибором мощность Рк= 125 Вт

t0– температура окружающей средыt0= 273K

RTп-к– внутреннее тепловое сопротивление прибора переход-корпусRTп-к = 1,4

Определим по справочной литературе [5] площадь контактной поверхности:

Sk= 4010-32810-3= 1,1210-3м3 (78)

Рассчитаем тепловое сопротивление контакта между прибором и охладителем Rk:

(79)

Определим перегрев места крепления прибора с охладителем:

(80)

Так как перегрев места крепления транзистора очень маленький, то, я считаю, что охладитель не требуется.

studfile.net

Схема усилителя и назначение ее элементов — Студопедия.Нет

Департамент внутренней и кадровой политики Белгородской области

областное государственное автономное

профессиональное образовательное учреждение

«Белгородский политехнический колледж»

Реферат

МДК 01.02Технология монтажа и наладки электронного оборудования электронной части станков с ЧПУ

Тема: «Усилители с RC-связями. Схема замещения усилительного каскада с RC-связями. Схемы УПТ. Особенности усилителей постоянного тока.»

Выполнил:

Студент группы №24АСУ

Громенко Владимир

 

Проверила:

 Ротару Т.А.

 

Белгород, 2018г.

 

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ. 2

Схема усилителя и назначение ее элементов. 4

Контрольные вопросы: 11

Список интернет-источников: 13

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Рисунок 1. Усилительный каскад с ёмкостной связью.

Здесь: R1R2 – делитель для подачи смещения на транзистор;

RэCэ –схема термостабилизации;

Ср 1,2 – разделительные конденсаторы для разделения режимов отдельных каскадов по постоянному току (т.к. нагрузкой и источником сигнала могут быть такие же каскады ).

Rк – коллекторная нагрузка и служит для выделения полезной мощности.

Кроме того каскад обладает входной емкостью Свх, емкостью монтажа См, емкостью нагрузки Сн и другими паразитными емкостями (которые не указаны на рисунке), входным (Rвх) и выходным сопротивлением Rвх.

Работа усилителя заключается в том, что входной сигнал генератора (Ег) вызывает изменение потенциала базы относительно Uб покоя (Uб0) по закону входного сигнала, что вызывает изменения тока коллектора по такому же закону, т.е. Iк = f(Uвх). Ток коллектора имеет две составляющие: постоянную iк = и переменную iк ~ т.е. Iк = Iк = + iк ~. Ток коллектора протекает по Rк создает на нем падение напряжения ΔU = IкRк, а напряжение на коллекторе будет (в соответствии с уравнением нагрузочной характеристикой, изменяться по следующей «зависимости»:

 

Переменная составляющая тока коллектора iк через разделительный конденсатор (Ср) поступает на вход следующего каскада и протекает через его входное сопротивление Rвх создает на нем падение напряжения, что является источником сигнала (Ег) для второго каскада. Усилительный каскад ОЭ является инвертирующим каскадом.

Основной проблемой, с которой приходится сталкиваться при проектировании усилителей переменного тока RC–связями, является проблема правильного выбора элементов межкаскадной связи. Именно эти элементы в большей степени определяют полосу пропускания усилителя. Поэтому основным критерием выбора элементов межкаскадной связи является уровень вносимых частотных искажений. Задача расчета – обеспечить уровень вносимых искажений не больше заданного, т.е. обеспечить требуемую полосу пропускания усилителя.

 

Схема усилителя и назначение ее элементов

 

Рисунок 2.

Усилитель представляет собой многокаскадное устройство, состоящее из ряда последовательно соединенных простейших каскадов. Схема одного из усилительных каскадов выполненного на биполярном транзисторе с RC связями приведена на рис. 2. Такой усилитель обычно предназначен для предварительного усиления непрерывных или импульсных сигналов по напряжению, а резистивно-емкостная (RC) связь между усилителем и источником сигнала и нагрузкой является наиболее распространенной.

Основными элементами каскада являются: источник питания (EК), биполярный транзистор n-p-n типа (VT1) и резистор коллекторной цепи RК. Эти элементы образуют главную усилительную цепь, в которой за счет протекания управляемого током базы Iб коллекторного тока Iк = B.Iб, на коллекторе транзистора создается усиленное переменное напряжение Uкэ=Eк-IкRк, которое, далее, через разделительный конденсатор Cр2 передается на нагрузочное сопротивление Rн. Резисторы R1, R2, Rэ играют вспомогательную роль - обеспечивают необходимый режим транзистора по постоянному току (режим покоя или рабочую точку транзистора). Кроме того, за счет включения в эмиттерную цепь резистора Rэ, в схеме возникает отрицательная обратная связь по постоянному и переменному току. Она осуществляет температурную стабилизацию рабочей точки транзистора.

Полярность напряжения источника питания Eк положительна. Это обеспечивает для транзистора n-p-n типа смещение коллекторного перехода в обратном, а эмиттерного перехода в прямом направлении, т.е. активный (усилительный) режим работы транзистора. Конденсаторы Cp1 и Cp2 называются разделительными. Они обеспечивают изоляцию (разделение) источника сигнала и нагрузки от каскада по постоянному току и соединение (связь) их по переменной составляющей между собой. Для устранения отрицательной обратной связи по переменной составляющей, которая возникает из-за эмиттерного резистора Rэ его шунтируют конденсатором Cэ, сопротивление X которого на низшей частоте усиливаемого сигнала должно быть на порядок меньше Rэ (Rэ>>X). Это ослабляет (устраняет) отрицательную обратную связь в каскаде по переменному току и устраняет влияние Rэ на коэффициент усиления по переменной составляющей. Кроме перечисленных элементов принципиальной схемы, при усилении импульсных или высокочастотных сигналов, необходимо учитывать паразитную емкость Cо = Cкэ+Cмсл.каскада, состоящую из 3-х составляющих : Cкэ – емкость коллектор-эмиттер транзистора; См – емкость монтажа; Ссл.каскада – емкость следующего каскада, или прибора подключаемого в усилителю, например, осциллографа, которая включена параллельно нагрузке.

Идеальный усилитель должен увеличивать входной сигнал в заданное число раз (Ku) без изменения формы сигнала. В реальных усилителях этого не происходит. Всегда есть отличия, которые и составляют искажения создаваемые усилителем. Искажения бывают двух видов: линейные и нелинейные.

 

 

Рисунок 3.

Анализ и расчет параметров усилительного каскада в режиме усиления малых сигналов целесообразно проводить, представив его эквивалентной схемой (рис.3) по переменному току в которой транзистор изображается схемой замещения в системе h - параметров: h11, 1/h22 - входное и выходное сопротивление транзистора, h21=b – коэффициент передачи тока базы. Эквивалентная схема получается из принципиальной, если считать, что по переменному сигналу внутреннее сопротивление источника питания Ек и сопротивление эмиттерной цепи равны нулю (XСф=1/w СФ ® 0, Xсэ=1/w Cэ® 0), что всегда выполняется при правильном выборе Сэ и Сф в рабочем диапазоне частот.

Усилитель с RC - связью в режиме усиления непрерывных сигналов

При усилении непрерывных сигналов характеристики усилителя рассматривают в предположении, что входной сигнал - гармонический. Одной из основных характеристик усилителя, характеризующей его способность усиливать различные гармонические составляющие является комплексный коэффициент усиления K(jw). Он представляет собой зависимость от частоты отношения комплексных амплитуд выходного ( ) и входного ( ) напряжений

К(jw) =/ = К(w)ejj( w) ,

 

где K(w) = | K(jw)|-модуль комплексной функции или амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) коэффициента усиления - зависимость отношения амплитуд выходного и входного сигналов ( Umвых/Um вх ) от частотыj(w)– фазово-частотная характеристика (ФЧХ) – зависимость фазового сдвига между выходным и входным сигналами от частоты (j(w)=jвых – j вх ).

 

Рисунок 4-5.

На рис.4-5 приведены АЧХ и ФЧХ для идеального и реального усилителя. Для идеального усилителя АЧХ не зависит от частоты (K( w) =). Для реального усилителя АЧХ (K(w)) непостоянна, т.е., зависит от частоты. Уменьшение коэффициента усиления в области НЧ и ВЧ представляют собой линейные частотные искажения, создаваемые усилителем. Они оцениваются коэффициентом частотных искажений М=/ K(wгр).

 

Весь диапазон частот разбивают на 3 участка: область средних частот, где коэффициент усиления Ku = практически не зависит от частоты - это область рабочих частот, областьнизких частот¦ < ¦н гр, где Ku £ / и область высоких частот ¦> ¦в гр, где Ku < /. Частоты ¦н.гр и ¦в.гр, являющиеся границами рабочего диапазона, называют граничными частотами в области нижних (¦н гр) и области верхних (¦в.гр) частот.

 

Под усилителем постоянного тока (УПТ) понимают усилитель, который наряду с сигналами переменного тока усиливает сигналы постоянного тока

Способы построения усилителей постоянного тока.

Основная проблема, с которой сталкиваются разработчики УПТ, является дрейф нуля. Дрейфом нуля (нулевого уровня) называется самопроизвольное отклонение напряжения или тока на выходе УПТ от начального значения. Поскольку дрейф нуля наблюдается и при отсутствии сигнала на входе на входе УПТ, то его невозможно отличить от истинного сигнала.

К физическим причинам, вызывающим дрейф нуля в УПТ, относятся:

- нестабильность источников питания;

-временная нестабильность ("старение") параметров транзисторов и резисторов;

- температурная нестабильность параметров транзисторов и резисторов;

- низкочастотные шумы;

- помехи и наводки.

Наибольшую нестабильность вносит температурный фактор. Положение усугубляется наличием гальванической связи между каскадами, хорошо передающей медленные изменения сигнала, что приводит к эффекту каскадирования температурных нестабильностей каскадов от входа к выходу.

 

Другой специфической проблемой, решаемой в УПТ, в отличие от усилителей переменного тока, является необходимость согласования потенциальных уровней выходного зажима одного каскада и входного зажима следующего. В усилителях переменного тока разделительные конденсаторы и трансформаторы не пропускают постоянную составляющую тока и напряжения с предыдущего каскада на вход следующего, а в УПТ прямого усиления она проходит и может существенно изменить нежелательным образом режим по постоянному току следующего каскада. Например, может произойти насыщение транзистора в этом каскаде. Обычно потенциал выхода каскада оказывается больше, чем требуется для нормальной работы следующего каскада, и необходимо его снижать.

 

Контрольные вопросы:

studopedia.net

2. Структурная схема операционного усилителя

Операционный усилитель (ОУ) - это УПТ с весьма большим коэффициентом усиления по напряжению. Характерной особенностью ОУ является наличие двух входов и одного выхода (рис 3). Один из входов обозначается символом " - " и называется инвертирующим. При подаче сигнала на этот вход выходной сигнал оказывается в противофазе с входным. Другой вход ОУ обозначается символом "+" и называется неинвертирующим. При подаче сигнала на этот вход выходной сигнал оказывается в фазе с входным сигналом. Условное графическое обозначение ОУ приведено на рис.3.

Питание ОУ осуществляется обычно от двухполярного источника. Термин "ОУ" дан потому, что первоначально ОУ предназначался для применения в аналоговых вычислительных машинах для выполнения математических операций, таких как суммирование, вычитание, масштабирование и т.д.

ОУ представляет собой многокаскадный УПТ. В зависимости от числа каскадов, вносящих основной вклад в коэффициент усиления, различают трех- и двухкаскадные ОУ.

Три и более усилительных каскада имели ОУ первоначальных разработок (60-е годы).

Cовременный ОУ - это усилитель напряжения, коэффициент усиления которого в полосе частот от 0 до нескольких десятков килогерц составляет величину 103 – 105 и является двухкаскадным. В его структуре можно выделить три основных элемента: входной каскад, усилитель напряжения и выходной каскад (рис.4).

Кроме того, схема ОУ может содержать еще ряд вспомогательных цепей, корректирующие цепи, схемы сдвига уровней, схемы защиты выходного каскада от перегрузки при коротком замыкании выхода, стабилизаторы напряжения и тока и т.д.

Входной каскад ОУ представляет собой дифференциальный усилитель, что обеспечивает высокое входное сопротивление ОУ и сравнительно малую чувствительность его основных характеристик к изменениям напряжения питания.

Этот усилитель имеет повышенный коэффициент усиления из-за специальных схемных решений. Например, вместо резисторов в коллекторные цепи включается динамическая нагрузка на основе транзисторов, в качестве УЭ используют транзисторы с большим коэффициентом усиления (супербета-транзистор) и т.д.

Усилитель напряжения в сочетании с входным каскадом предназначен для обеспечения основного усиления сигналов и обычно также представляет собой дифференциальный усилитель со схемами согласования его симметричного выхода с несимметричным входом оконечного (выходного) каскада.

Выходной каскад ОУ - это либо эмиттерный повторитель, либо, что встречается чаще в ИС, двухтактный усилитель с несимметричным выходом. Основная задача выходного каскада обеспечение необходимой мощности в нагрузке.

Таким образом, наличие двух симметричных входов делает этот усилитель многофункциональным элементом, так как указанное обстоятельство позволяет осуществить комбинацию различных цепей обратной связи и получать за счет этого схемы различного функционального назначения.

studfile.net

1.2 Структура усилительного устройства

Усилителем электрических колебаний называется устройство, которое позволяет при наличии на его входе колебания с некоторым уровнем мощности получать на выходной нагрузке усилителя те же колебания, но с большим уровнем мощности. Эти устройства преобразуют маломощный сигнал на входе в аналоговый сигнал большей мощности на выходе. Увеличение мощности сигнала осуществляется за счёт потребления усилителем энергии от дополнительного источника - ИП.

Другим источником в устройстве является управляющий источник энергии, от которого усиливаемые сигналы поступают на усилитель. Его называют источником входного сигнала.

Устройство, являющееся потребителем усиленных сигналов, называют нагрузкой.

Электрические колебания усиливаются с помощью специальных приборов – усилительных элементов (УЭ), которые получают электрическую энергию от ИП и преобразуют ее в энергию усиливаемых сигналов, т.е. обладают управляющими свойствами.

Связь усилителя с источником входного сигнала, нагрузкой и источником питания иллюстрирует рис.1. Усилительное устройство имеет входную и выходную сигнальные цепи и цепи питания. Во входную цепь включен источник сигнала, от которого ко входу усилителя подводится сигнал с напряжением UВХ, током IВХ и мощностью РВХ. В выходную цепь включена нагрузка, к которой от усилителя подводится усиленный сигнал с напряжением UВЫХ, током IВЫХ и мощностью РВЫХ. Следует отметить, что при усилении возможны искажения формы сигналов, но они не должны превышать допустимых значений.

Рис.1 Структурная схема усилительного устройства

Мощность РВЫХ, отдаваемая усилителем в нагрузку, меньше мощности Р0, потребляемой им от ИП. Это обусловлено неизбежными потерями части потребляемой мощности РП = Р0 – РВЫХ в усилительных элементах и пассивных элементах (резисторах и т. д.) усилителя, приводящих к нежелательному нагреву этих элементов, а также к снижению КПД усилителя, оцениваемому как РВЫХ0. Вопросы снижения этих потерь (или, иначе говоря, повышения КПД усилителя) и отвода тепла очень важны, особенно в мощных усилителях и в усилителях в интегральном исполнении.

Нагрузкой усилителя могут быть – электродинамический громкоговоритель («динамик») или устройство из нескольких динамиков («колонка»), электронно-лучевая трубка (в осциллографе), головные телефоны, монитор, последующие усилители, каналы связи и т. д.

В качестве источника сигнала используют микрофоны, передающие телевизионные трубки, детекторы радиоприемников, предшествующие усилители, каналы связи, различные датчики и т. д.

В качестве усилительных элементов в усилителях телекоммуникационной аппаратуры используют преимущественно биполярные и полевые транзисторы (БТ и ПТ) в виде дискретных приборов или интегральных микросхем (ИМС),

В качестве источника питания в электронных усилителях обычно используют источник постоянного тока (выпрямитель, химический источник) с необходимыми значениями напряжения Е0 и тока питания I0.

1.3 Принцип усиления

От источника питания (ИП) усилитель отбирает мощность P0, необходимую для усиления входного сигнала.

Рис. 2. Эквивалентная схема, поясняющая принцип усиления

Процесс усиления электрических сигналов по мощности является процессом преобразования мощности источника постоянного тока в мощность переменного тока, который меняется по закону изменения поданного на вход напряжения или тока усиливаемого электрического сигнала.

Работу усилительного устройства поясняет рис.2. На нём изображена упрощённая эквивалентная схема выходной цепи усилителя. Один входной и один выходной зажимы усилителя имеют общую точку, которая соединена с источником питания и «заземляется». Последовательно с источником питания включены два сопротивления: постоянное сопротивление нагрузки RН и изменяемое внутреннее сопротивление усилителя R0, которое он оказывает постоянному току выходного электрода УЭ. Напряжение E0 делится между этими двумя сопротивлениями.

При отсутствии сигнала на входе усилителя в выходной цепи протекает ток покоя I0=E0/(R0+RН), на внутреннем сопротивлении усилителя R0 падает напряжение U0. Под воздействием управляющего напряжения или тока, подводимого ко входу усилителя изменяется сопротивление постоянному току R0. Изменение этого сопротивления может осуществляться в очень широких пределах при очень малой затрате энергии на входе. При этом переменное напряжение на сопротивлении нагрузки RН может быть получено во много раз больше, чем входное переменное напряжение. Общее представление о работе любого УЭ дают выходные статические характеристики. Для суждения о работе УЭ в конкретной схеме нужно начертить линию нагрузки. На рис.3 приведены только координатные оси выходных статических характеристик, а сами характеристики не показаны, поскольку линия нагрузки не зависит от них.

Рис.3 Процесс преобразования энергии ИП в усиленный выходной сигнал

Линия нагрузки представляет собой траекторию, в соответствии с которой должны изменяться выходное напряжение и выходной ток при данном сопротивлении нагрузки RH и напряжении питания E0. Все точки нагрузочной прямой являются возможными значениями тока iВЫХ и напряжения uВЫХ внешнего сопротивления RН. Точка А есть точка покоя (исходная рабочая точка или статическая рабочая точка), представляющая режим работы усилителя по постоянному току, т. е. в отсутствии сигнала. В процессе воздействия сигнала на входные электроды усилителя изменяется сопротивление R0, значения токов и напряжений на выходе УЭ изменяются, а рабочая точка занимает различные положения (например точки А1 и А2). На рис.3. показаны линии внутренних сопротивлений усилителя R01 = 1к и R02 = 4к, значения которых определяют координаты этих точек.

В случае гармонического входного сигнала переменная составляющая выходного тока Im должна колебаться относительно постоянной составляющей (тока покоя) I0, что и показано на рисунке. А выходное сопротивление УЭ должно изменяться по закону R0(t)=R0(1+sinωt). Тогда полный выходной ток iвых0/(RН+ R0(t))=I0/(1+n sinωt),где n= R0/( RН+ R0).

Справедливости ради необходимо отметить, что при идеальных статических характеристиках такие изменения приведут к уплощению нижней полуволны выходного переменного тока (правой полуволны выходного переменного напряжения Um), т.к. R02 будет равно 3к. В реальном усилителе закон изменения R0 от входного сигнала боле сложный.

Главным отличительным признаком усилителя является его способность увеличивать мощность сигнала, получая РВЫХ > РВХ . Это означает, что усилитель является активным четырехполюсником. На схеме рис.1. данный факт отмечен треугольником – знаком усиления.

studfile.net

Тема 8.1.3.

Тема 8.1.3.
[Список тем] страницы темы: [1][2][3][?]

Оборудование линейного тракта.

Организация линейного тракта. Линейный тракт системы передачи ИКМ-15 строится на основе кабелей КСПП-1Х4ХО,9 или КСПП-1Х4Х1,2 с использованием оборудования БОЛТ-1024 и ПС-1024.

Блок окончания линейного тракта БОЛТ-1024 является станционным окончанием линейного тракта ИКМ-15 и предназначен для восстановления амплитуды, формы и временных соотношений однополярных элементов линейного сигнала, поступающих с частотой 1024 кГц и "затянутых" на тактовый интервал для организации дистанционного питания линейных регенераторов и служебной связи по искусственной цепи и защиты оборудования оконечной станции от опасных влияний. Данный блок рассчитан для работы на регенерационном участке затуханием 24 ... 42 дБ на полутактовой частоте 512 кГц.

Устройство дистанционного питания обеспечивает питание от одного до семи линейных регенераторов током Iд.п = 85+10-15 мА. Служебная связь может быть обеспечена на расстоянии до 50 км. Электропитание БОЛТ осуществляется от станционных источников постоянного тока с номинальным напряжением -60 В с заземленным плюсом.

Промежуточная станция ПС-1024 предназначена для восстановления формы и временных соотношений цифрового линейного сигнала в пределах регенерационного участка. Допустимое затухание регенерационного участка 24... 42 дБ. Напряжение питания одного регенератора ПС — 9,0 В ± 5 %.

Блок БОЛТ-1024. Функциональная схема БОЛТ-1024 представ¬лена на рис. 5. Блок окончания линейного тракта комплектуется в двух вариантах: для обслуживаемой и необслуживаемой ОС. Оба варианта содержат ячейки ВКУ, оконечного регенеративного транслятора ОРТ, местного питания МП, приемника тонального вызова ПТВ. На обслуживаемой оконечной станции в состав БОЛТ входит ячейка дистанционного питания ДП, на необслуживаемой — ячейка дистанционного шлейфа ДШ.

Рис. 5. Структурная схема БОЛТ-1024

Ввод линейного кабеля в БОЛТ осуществляется через ячейку вводно-кабельных устройств ВКУ. Ячейка ВКУ обеспечивает: согласование входных сопротивлений аппаратуры и кабельной цепи, создание искусственной цепи, защиту аппаратуры, разделение цепей служебной связи и дистанционного питания, дополнение затухания регенерационного участка, прилегающего к оконечной станции, до номинальной величины. Функции ВКУ выполняются следующими устройствами: линейными дифференциальными трансформаторами, устройствами защиты УЗ (разрядники и полупроводниковые диоды), фильтром служебной связи Ф, предотвращающим попадание пульсаций ДП на вход переговорного устройства, двух искусственных линий ИЛ-3 на 3 км.

В тракте передачи сигнал от БУК, пройдя ВКУ, поступает в линию. На приеме основной сигнал с линии через ВКУ поступает в ячейку оконечного регенеративного транслятора ОРТ, где происходит восстановление формы, амплитуды и временных соотношений линейного сигнала. Затем последний подается в приемную часть блока БУК. Схемы ОРТ и линейного регенератора отличаются только отсутствием в первом элементе защиты и стабилизатора напряжения ДП и будут рассмотрены ниже. Кроме того, ОРТ имеет схему сигнализации наличия линейного сигнала, представляющую собой амплитудный детектор, подключенный к контрольному выходу. На лицевой панели располагается светодиод "Сигнал", свечение которого свидетельствует о наличии линейного сигнала.

Односторонняя служебная связь по линейному тракту осуществляется на низкой частоте по искусственной цепи. Переговорное устройство ПУФ, расположенное в блоке СО, подключается к искусственной цепи через ячейку ПТВ. В исходном состоянии ПТВ подключен для приема сигнала тонального вызова. Подключение ПУФ осуществляется нажатием кнопки на ПТВ.

Ячейки ОРТ и ПТВ питаются напряжением +9 В от преобразователей местного питания. Ячейка МП снабжена местной сигнализацией, светодиоды "Авария — ОРТ" и "Авария — ПТВ" светятся при пропадании или недопустимом изменении местного питания. Тумблер на лицевой панели ячейки МП обеспечивает включение питания БОЛТ. В гнездах "9В — ОРТ", "9В — ПТВ" можно измерить питающее напряжение.

Дистанционное питание осуществляется от обслуживаемой оконечной станции по искусственной цепи согласно схеме "провод — провод". Лицевая панель ячейки ДП содержит: миллиамперметр для измерения тока дистанционного питания, тумблер для включения ДП, переключатель "1 — ПС" ... "3 — 7 ПС" для выбора пределов напряжения ДП, светодиод "Авария" для индикации аварийного состояния цепи ДП, потенциометр "Ток ДП" для подстройки тока ДП, дужку "±ДП" для подключения ДП к искусственной цепи, образованной в ВКУ.

На необслуживаемой оконечной станции вместо блока ДП устанавливается блок ДШ, образующий шлейф по току дистанционного питания. Кроме того, при изменении полярности тока ДП соответствующее число раз ДШ передает в БУК сигнал, формирующий шлейфы линейного и группового трактов. Подтверждение образования шлейфа осуществляется посылкой тонального сигнала частотой 512 Гц от генератора тонального вызова ГТВ, расположенного в блоке ДШ.

На лицевой панели ячейки ВКУ располагаются дужки "Линия — Прд" и "Линия Прм", подключающие ВКУ к парам кабеля, дужки и гнезда — "Работа — Прд", "Шлейф", "Работа — Прм" для образования шлейфа по линейному сигналу и организации измерений линейного тракта.

В целом блок БОЛТ представляет собой законченную конструкцию, крепящуюся болтами к каркасу оконечной станции. Линейный кабель распаивается непосредственно на гнезда бокса, примыкающего к ячейке ВКУ. На боковой стенке каркаса БОЛТ укреплен 30-контактный разъем, на который выведены цепи питания, сигнализации, входы и выходы трактов передачи и приема.

Промежуточная станция ПС. Основное назначение ПС — регенерация сигнала, приходящего со смежного регенерационного участка. Структурная схема ПС представлена на рис. 6. Линейный сигнал с предшествующего регенерационного участка поступает на входной кабельный бокс ЛБ, укомплектованный для соединения линейных и станционных гнезд бокса дужками. С гнезд можно производить проверку аппаратуры ПС и измерение параметров кабеля.

Рис. 6. Структурная схема ПС-1024

Пройдя через гнезда и дужки ЛБ, сигнал поступает в регенератор, называемый в системе ИКМ-15 усилителем линейным регенерационным УЛР, где осуществляется восстановление формы и временных соотношений сигнала. Регенерированный сигнал через гнезда и дужки ЛБ поступает на следующий регенерационный участок.

Блок служебной связи БСС обеспечивает подключение к искусственной цепи кабеля переговорного устройства участковой служебной связи, необходимой во время пусконаладочных и ремонтно-профилактических работ на линейном тракте. Кроме того, в БСС можно установить шлейф ДП, закоротив точки 1 и 2.

Блок телеконтроля БТК предназначен для организации шлейфа линейного тракта. При этом выход УЛР1 через искусственную линию LR соединяется с входом УЛР2 и сигнал из тракта направления А—Б возвращается на обслуживаемую ОС по тракту направления Б—А. Образование шлейфа происходит при подаче соответствующей команды с оконечной станции. Эта команда выдается переплюсовкой ДП, что вызывает и замыкание контактов блока БТК. Цепь управления этими контактами на схеме не показана. После первого переключения и возврата в исходное состояние организуется шлейф в первом от ОС НРП, после второго переключения — во втором НРП и т. д. Это дает возможность методом наращивания проверить работу линейного тракта с целью выявления неисправного УЛР. Одновременно со шлейфом для линейного сигнала организуется шлейф и по дистанционному питанию.

Основным элементом ПС является УЛР, структурная схема которого приведена на рис. 7. Цифровой сигнал с выхода оконечной станции или предшествующей ПС (рис. 8,а), преодолев регенерационный участок в искаженном и ослабленном виде, поступает на вход УЛР (рис. 8,6).

Пройдя устройство ввода линейного сигнала и защиты УВЗ, содержащее входной линейный трансформатор и элементы защиты схемы УЛР от опасных перенапряжений, линейный сигнал поступает на вычитающее устройство УВ, формирующее трехуровневый квазитроичный сигнал из двухуровневого (рис. 8,в). Необходимость в преобразовании такого рода вызвана следующими соображениями.

Система передачи ИКМ-15 предназначена для работы по кабелям КСПП, экран которых практически не создает экранирующего эффекта в области низких частот, из-за чего линейный сигнал в большой степени подвержен влиянию низкочастотных помех, вызываемых работой различных электроустановок, грозовыми разрядами, энергия которых сосредоточена в низкочастотной области спектра.

С другой стороны, энергетический спектр однополярного двухуровневого сигнала с элементами, "затянутыми" на тактовый интервал, содержит постоянную и НЧ составляющие с высоким уровнем, затрудняющие его регенерацию, так как при этом требуется усложнить схему усилителя-корректора регенератора. Усложнение связано с необходимостью восстановления постоянной составляющей сигнала и коррекции характеристики усилителя в низкочастотной области, при этом усилитель-корректор должен иметь относительно широкую амплитудно-частотную характеристику, что приводит к росту уровня помех на входе решающего устройства регенератора и снижению помехозащищенности ПС.

Рис. 7. Структурная схема усилителя линейного регенеративного УЛР

Преобразование двоичного сигнала в квазитроичный, энергия которого концентрируется в основном в сравнительно узкой полосе частот относительно частоты fт/2, позволяет подавить НЧ и ВЧ помехи, резко снижая их суммарный уровень на входе решающего устройства, упростить схему усилителя-корректора. Для преобразования двоичного сигнала в квазитроичный используется принцип, предложенный В. М. Штейном. Вычитающее устройство, содержащее линии задержки, задерживает поступающий сигнал на время одного тактового интервала и вычитает задержанный сигнал из исходного линейного сигнала.

Рис. 8. Временные диаграммы тракта регенерации УЛР

Преобразованный сигнал поступает на регулируемый корректирующий усилитель РКУ. Включение УВ в значительной степени снижает влияние НЧ искажений на линейный сигнал, тогда как ВЧ искажения, обусловленные ростом затухания кабеля с увеличением частоты и ограничением полосы передаваемых частот четырехполюсниками линейного тракта, остаются. Усилитель РКУ обеспечивает усиление с частичной компенсацией амплитудно-частотных искажений кабеля в области высоких частот (рис. 8,г). Для автоматической регулировки усиления на входе РКУ включен переменный частотно-зависимый корректор ПК, затухание которого изменяется под действием устройства АРУ. В УЛР применена электрическая система АРУ, позволяющая изменять усиление РКУ в пределах ΔSPK = ± 9 дБ от номинального значения коэффициента усиления SPK = 36 дБ.

Управляющее устройство АРУ содержит детектор Дет и усилитель постоянного тока УПТ. Часть сигнала с выхода РКУ ответвляется на Дет, выпрямленный ток усиливается УПТ и подается в диодную цепочку, входящую в состав ПК. Изменение уровня сигнала на выходе РКУ приводит к соответствующему изменению выходного тока УПТ, что, в свою очередь, приводит к соответствующему изменению затухания ПК и изменению усилении РКУ.

Применение АРУ позволило обеспечить высокую стабильность сигнала на выходе РКУ и отказаться от схемы автоматической регулировки порога решающего устройства УР. Откорректированным сигнал с выхода РКУ через трансформатор Тр поступает на двухполупериодный выпрямитель В1 Последний формирует последовательность импульсов, появление которых соответствует моментам изменения уровня входного сигнала регенератора (рис. 8, д).

На решающее устройство, представляющее собой пороговую схему совпадения, поступают импульсы с В1 и стробирующие импульсы от дифференцирующей цепи ДЦ (рис. 8, е) схемы тактовой синхронизации. В случае превышения сигналом с выпрямителя и порога стробирования УР на его выходе в моменты, соответствующие моментам стробирования, появляются короткие импульсы, поступающие далее на вход формирующего устройства ФУ (рис. 8, ж), предназначенного для регенерации сигнала. Формирующее устройство представляет собой триггер со счетным входом (Т-триггер), изменяющий свое состояние при поступлении импульса со стороны УР (рис. 8, з).

Формируемые триггером импульсы подаются на выходной усилитель ВУ, работающий в ключевом режиме, функцией которого является формирование импульсов линейного сигнала с заданными параметрами. Нагрузкой ВУ служит выходной линейный трансформатор ТрВ, снабженный элементами защиты.

Рис. 9. Временные диаграммы системы тактовой синхронизации УЛР

Схема тактовой синхронизации УЛР, обеспечивающая стробирование линейного сигнала, содержит в качестве входного элемента выпрямитель В2, куда поступает сигнал с выхода РКУ (рис. 9, а).

Как известно, двоичный сигнал с символами, "затянутыми" на тактовый интервал, и квазитроичный сигнал не содержат в своих спектрах тактовой частоты, необходимой для синхронизации УЛР. Тактовую частоту содержит двоичный сигнал, имеющий защитные промежутки между импульсами на тактовом интервале. Такой сигнал может быть сформирован выпрямлением с ограничением по минимуму сигнала с выхода РКУ (рис. 9, б), что и осуществляется выпрямителем В2 (см. рис. 7). С выхода сформированный импульсный сигнал проходит через эмиттерный повторитель ЭП, обладающий достаточно низким выходным сопротивлением, что исключает влияние входных каскадов на добротность контура выделителя тактовой частоты.

Далее импульсная последовательность поступает на фильтр, имеющий контур, настроенный на тактовую частоту. В контуре возникают колебания с тактовой частотой, амплитуда которых зависит от числа следующих подряд импульсов. Это колебание поступает на усилитель-ограничитель УО, обеспечивающий ограничение амплитуды тактовой частоты, за счет чего уменьшаются фазовые сдвиги стробирующих импульсов и возрастает помехоустойчивость УЛР. Далее тактовая частота поступает на формирователь, состоящий из усилителя мощности УМ, работающего в ключевом режиме и формирующего из сигнала УО последовательность прямоугольных импульсов со скважностью q = 2 (меандр), и дифференцирующей цепи, осуществляющей дифференцированные сигналы УМ и выделение отрицательных импульсов. Временные диаграммы сигналов на выходе контура, усилителя-ограничителя и дифференцирующей цепи соответственно показаны на рис. 9, в, г и д.

Промежуточная станция располагается в корпусе, представляющем собой стальной цилиндр, снабженный оголовьем с крышкой. В состав ПС входят линейные боксы и линейные регенерационные усилители УЛР-15. Каркас усилителя с монтажом крепится на крышке, снабженной контактами для подключения шлейфа и контрольными гнездами. Кроме того, на крышке размещаются контактные лепестки, позволяющие дублировать пайкой все разъемные соединения, а также клеммы и выходы схемы УЛР, контакты для подключения питания и сервисного оборудования.



[Список тем] страницы темы: [1][2][3][?]

tss-vosp.narod.ru

Усилители класса D компании Texas Instruments

3 июня 2009

Традиционные аудиоусилители классов А, В и АВ для мобильных устройств с автономным питанием уже давно перестали устраивать разработчиков из-за их низкого КПД и, как следствие, высокого расхода энергии батареи или аккумулятора. Усилители класса D имеют гораздо более высокий КПД, поэтому именно они наилучшим образом удовлетворяют предъявленным требованиям к современной портативной технике. Эти усилители применяются и в стационарной технике (телевизоры, персональные компьютеры, домашние или автомобильные стереосистемы и даже мощная усилительная техника для театров и концертных залов) благодаря уменьшению габаритов, веса и цены при сопоставимых параметрах качества с приборами предыдущих поколений классов А, В и АВ. Достижения полупроводниковой технологии последних лет позволили компании Texas Instruments разработать микросхемы для создания высококачественных усилителей звуковой частоты класса D с максимальной выходной мощностью от единиц до нескольких сотен Вт.

Рассеиваемая мощность усилителя, работающего в классе D, существенно меньше, чем у аналогичных приборов класса АВ, работающих в тех же режимах. Это проиллюстрировано на рис. 1 (в качестве примера взята микросхема Texas Instruments TPA2012D2, предназначенная для усилителей портативной техники).

 

 

Рис. 1. Мощности, рассеиваемые усилителями классов АВ и D при одинаковых режимах измерения

Из рисунка 1 хорошо видно, что при одинаковой выходной мощности усилитель класса D имеет потери мощности в несколько раз меньшие по сравнению с аналогичными усилителями класса АВ во всем диапазоне выходных мощностей. Наибольший выигрыш получается при средней выходной мощности. Именно в этом режиме чаще всего и используется аппаратура для воспроизведения звука. Отмеченные свойства дополняет рис. 2, иллюстрирующий зависимости КПД от выходной мощности этих же усилителей при режимах измерения, аналогичных рис. 1. При малой и средней мощностях КПД усилителя класса D в два-три раза выше, чем у усилителя класса АВ.

 

 

Рис. 2. Зависимости КПД от выходной мощности для усилителей класса D и класса АВ при одинаковых режимах измерения

Сравнение эффективности и рассеиваемой мощности для усилителей с очень низкой выходной мощностью может оказаться не в пользу усилителей класса D из-за относительно высокой мощности высокочастотного модулятора, преобразующего аналоговый сигнал в прямоугольные импульсы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). По этой причине линейные усилители класса АВ при очень низких выходных мощностях иногда оказываются предпочтительнее класса D. Принцип работы простейшего усилителя класса D без обратной связи поясняет рисунок 3.

 

 

Рис. 3. Структурная схема усилителя класса D без обратной связи

Входной сигнал предварительного усилителя модулируется треугольными колебаниями для преобразования в широтно-модулированные импульсы, которые усиливаются выходным каскадом, работающим в ключевом режиме. Далее LC-фильтр низких частот интегрирует импульсы разной длительности и срезает высокочастотные составляющие спектра, оставляя только выделенный сигнал звуковой частоты. Осциллограммы процесса ШИМ для усилителя класса D, выполненного по мостовой схеме, приведены на рис. 4. Модуляция в усилителях класса D может осуществляться разными способами, но наиболее распространена именно ШИМ.

 

 

Рис. 4. Осциллограммы ШИМ в мостовом усилителе класса D

Звуковой сигнал сравнивается с сигналом пилообразной или треугольной формы фиксированной частоты. Первый усилитель на рисунке 3 необходим для предварительного усиления и смещения сигнала до нужного уровня. Второй усилитель и генератор треугольного напряжения образуют модулятор ШИМ. На рисунке 4 длительность широтно-модулированных импульсов пропорциональна уровню входного аналогового сигнала. Мостовой схеме необходимы импульсы ШИМ противоположной полярности для управления другим плечом моста. На рисунках 3 и 4 показаны упрощенные варианты схем. В реальных схемах усилителей класса D обязательно вводятся формирователи времени паузы между импульсами для исключения одновременного включения двух выходных транзисторов и устранения сквозных токов. Частота модуляции и среза низкочастотного фильтра обычно выбирается в несколько раз больше верхней граничной частоты пропускания усилителя. К выбору элементов LC-фильтра необходимо относиться очень внимательно. Этому вопросу уделяется особое внимание в документации производителя и руководствах по применению.

Texas Instruments выпускает микросхемы для создания усилителей класса D низкой, средней и высокой мощности. Параметры для усилителей класса D низкой мощности приведены на рис. 5 и в табл. 1.

 

 

Рис. 5. Микросхемы для усилителей класса D с низкой и средней выходной мощностью

Таблица 1. Микросхемы Texas Instruments для усилителей класса D c низкой и средней выходной мощностью (аналоговый вход) 

Наименование Описание Стерео/ моно Pвых, Вт Rнагр. (min), Ом Напряжение
питания, B
Half Power THD+N* (%),
F = 1 кГц
PSSR** дБ Корпус(а)
(min) (max)
TPA2017D2 SmartGain, AGC/DRC, GPIO интерфейс Стерео 2,8 4 2,5 5,5 0,2 80 QFN-20
TPA2000D2 усилитель средней мощности Стерео 2,5 3 4,5 5,5 0,05 77 TSSOP-24
TPA2000D4 усилитель для стереотелефонов Стерео 2,5 4 3,7 5,5 0,1 70 TSSOP-32
TPA2012D2 усилитель в корпусе WCSP 2 x 2 мм Стерео 2,1 4 2,5 5,5 0,2 75 WCSP-16, QFN-20
TPA2016D2 SmartGain, AGC/DRC, I2C интерфейс Стерео 1,7 8 2,5 5,5 0,2 80 WCSP-16
TPA2001D2 усилитель низкой мощности Стерео 1,25 8 4,5 5,5 0,08 77 TSSOP-24
TPA2100P1 для пьзокерамического излучателя Моно 19 Vpp 1,5 мкФ (пьезо) 2,5 5,5 0,2 90 WCSP-16
TPA2035D1 дифференциальный вход, 1,5 х 1,5 мм Моно 2,75 4 2,5 5,5 0,2 75 WCSP-9
TPA2032/3/4D1 дифференциальный вход, фикс. усиление Моно 2,75 4 2,5 5,5 0,2 75 WCSP-9
TPA2013D1 встроенный повышающий DC/DC-преобр. Моно 2,7 4 1,8 5,5 0,2 95 WCSP-16, QFN-20
TPA2036D1 защита от КЗ с автовосстановлением Моно 2,5 4 2,5 5,5 0,2 75 WCSP-9
TPA2031D1 аналог TPA2010D1, но с плавным стартом Моно 2,5 4 2,5 5,5 0,2 75 WCSP-9
TPA2010D1 дифференциальный вход;1,45 х 1,45 мм Моно 2,5 4 2,5 5,5 0,2 75 WCSP-9
TPA2018D1 SmartGain AGC/DRC, I2C интерфейс Моно 1,7 8 2,5 5,55 0,2 80 WCSP
TPA2014D1 встроенный повышающий DC/DC-преобр. Моно 1,5 8 2,5 5,5 0,1 91 WCSP-16, QFN-20
TPA2006D1 дифференциальный вход Моно 1,45 8 2,5 5,5 0,2 75 QFN-8
TPA2005D1 дифференциальный вход Моно 1,4 8 2,5 5,5 0,2 75 MSOP-8, QFN-8, BGA-15
*Half Power THD+N – (нелинейные искажения + шум) при половине мощности от макс. значения (измерено для частоты 1 кГц). **PSSR – Power Supply
Rejection Ratio – коэффициент подавления помех по цепям питания

В первую очередь эти микросхемы предназначены для встраивания в мобильные устройства. Подавляющее большинство таких усилителей расчитано на напряжение питания от 2,5 до 5,5 В, но микросхема одноканального усилителя TPA2013D1 имеет расширенный диапазон напряжений питания от 1,8 до 5,5 В благодаря встроенному повышающему DC/DC-преобразователю (Boosted DC/DC). Это позволило обеспечить постоянство выходной мощности при всем диапазоне рабочих напряжений питания по сравнению с обычными усилителями класса D, что наглядно проиллюстрировано на рис. 6.

 

 

Рис. 6. Зависимости выходной мощности для TPA2013D1 и для обычных усилителей класса D

При выходной мощности около 1,5 Вт в диапазоне напряжений питания от 2,3 до 4,8 В характеристика находится в пределах ±0,1 Вт. Большинство обычных усилителей этого класса имеют практически линейную зависимость максимальной выходной мощности от напряжения питания. Преимущество усилителей со встроенным повышающим DC/DC-преобразователем – возможность работы при гораздо более низком напряжении питания батареи (или при ее более глубоком разряде), что повышает степень использования автономного источника питания.

Структурная схема микросхем TPA2013D1 и TPA2014D1 со встроенным повышающим DC/DC-конвертером показана на рис. 7.

 

 

Рис. 7. Структурная схема TPA2013D1 и TPA2014D1 со встроенным повышающим DC/DC-преобразователем

В микросхемах предусмотрена защита от нежелательных переключений при коммутации повышающего DC/DC-преобразователя. Встроенный стабилизатор обеспечивает стабильность характеристик в широком диапазоне напряжений питания. При необходимости выход повышающего DC/DC-преобразователя можно использовать для питания маломощных дополнительных схем портативного устройства. Если внимательно посмотреть на параметр PSSR (коэффициент подавления помех по цепям питания) в табл. 1, то бросается в глаза, что именно усилители со встроенными повышающими DC/DC имеют существенно лучшие значения этого параметра (91…95 дБ) по сравнению с остальными усилителями этого класса.

Среди усилителей с низкой и средней выходной мощностью есть и специализированный для работы на пьезокерамический излучатель с допустимой емкостью до 1,5 мкФ. При этом размах выходного напряжения на емкостной нагрузке достигает 19 В (от пика до пика) при минимально допустимом напряжении питания всего 2,5 В. Необходимо обратить внимание, что параметр (THD + N), характеризующий суммарные гармонические искажения вместе с шумовыми составляющими, измеряется на частоте 1 кГц при половине мощности от допустимого максимального значения.

На рис. 8 приведен навигатор для выбора микросхем усилителей класса D высокой мощности (отсчет высокой мощности для этого класса усилителей Texas Instruments начинает с 3 Вт).

 

 

Рис. 8. Микросхемы для усилителей класса D высокой мощности 

Основные параметры этих микросхем сведены в табл. 2. Некоторые из микросхем, приведенных на рис. 8 и в табл. 2, относятся только к анонсированной продукции, поэтому возможность поставки образцов необходимо проверять на сайте производителя.

Таблица 2. Микросхемы Texas Instruments для усилителей класса D c высокой выходной мощностью (аналоговый вход)

Наименование Описание Pвых Вт Rнагр.
(min), Ом
Напряжение
питания, B
Half Power THD+N* (%),
F = 1 кГц
PSSR**, дБ Корпус(а)
(min) (max)
TAS5630 300 Вт усилитель (стерео)
с ОС
300 TBD*** TBD 50 TBD 80 QFP-64
TAS5615 150 Вт усилитель (стерео)
с ОС
150 TBD TBD 50 TBD 80 QFP-64
TAS5412 усилитель (стерео) с несимметричным входом 100 2 6 24 0,04 75 HTQFP-64
TAS5422 усилитель (стерео) с симметричным входом 100 2 6 24 0,04 75 HTQFP-64
TAS5414A усилитель (квадро) с несимметричным входом 45 2 8 22 0,04 75 SSOP-36, HTQFP-64
TAS5424A усилитель (квадро) с симметричным входом 45 2 8 22 0,04 75 SSOP-44
TPA3106D1 усилитель (моно) со входом синхронизации 40 4 10 26 0,2 70 HLQFP-32
TPA3123D2 усилитель (стерео) с несимметричным входом 25 4 10 30 0,08 60 HTSSOP-24
TPA3100D2 усилитель (стерео) 20 Вт 20 4 10 26 0,1 80 HTQFP-48, QFN-48
TPA3001D1 усилитель (моно) 20 Вт 20 4 8 18 0,06 73 HTSSOP-24
TPA3110D2 усилитель (стерео) с ограничением мощности 15 4 8 26 <0,1 70 TSSOP-28
TPA3122D2 усилитель (стерео) в корпусе DIP-20 15 4 10 30 <0,15 60 PDIP-20
TPA3107D2 усилитель (стерео) 15 Вт 15 6 10 26 0,08 70 HTQFP-64
TPA3124D2 усилитель (стерео) 15 Вт
с функцией Mute****
15 4 10 26 0,04 60 TSSOP-24
TPA3121D2 усилитель (стерео) с несимметричным входом 15 4 10 26 0,04 60 TSSOP-24
TPA3004D2 усилитель (стерео) c регулировкой громкости 12 4 8,5 18 0,1 80 HTQFP-48
TPA3125D2 усилитель (стерео) в корпусе DIP-20 10 4 10 26 0,15 60 PDIP-20
TPA3101D2 усилитель (стерео) 10 Вт 10 4 10 26 0,1 80 HTQFP-48, QFN-48
TPA3111D1 усилитель (моно) с ограничением мощности 10 4 8 26 <0,1 70 TSSOP-28
TPA3002D2 усилитель (стерео) c регулировкой громкости 9 8 8,5 14 0,06 80 HTQFP-48
TPA3007D2 усилитель (стерео) 6.5 Вт 6,5 8 8 18 0,2 73 TSSOP-24
TPA3009D2 усилитель (стерео) c регулировкой громкости 6 8 8,5 14 0,045 80 HTQFP-48
TPA3005D2 усилитель (стерео) 6 Вт 6 8 8 18 0,1 80 HTQFP-48
TPA3003D2 усилитель (стерео) c регулировкой громкости 3 8 8,5 14 0,2 80 TQFP-48
TPA2008D2 усилитель (стерео) c регулировкой громкости 3 3 4,5 5,5 0,05 70 HTSSOP-24
*Half Power THD+N – (нелинейные искажения + шум) при половине мощности от макс. значения (измерено для частоты 1 кГц) **PSSR – Power Supply Rejection Ratio – коэффициент подавления помех по цепям питания ***TBD – To Be Documented – данные будут указаны производителем позднее ****Mute – приглушение звука

На основе микросхем Texas Instruments можно спроектировать усилитель класса D с выходной мощностью до 300 Вт при максимальном напряжении питания до 50 В.

Большой интерес для разработчиков могут представлять новые двухканальные микросхемы для усилителей этого класса TPA3122D2 и TPA3125D2 в корпусе DIP20.

 

 

Рис. 9. Зависимости выходной мощности от напряжения питания для TPA3122D при включении каждого канала в режиме SE

 

 

Рис. 10. Зависимости выходной мощности от напряжения питания для TPA3122D при включении двух каналов по мостовой схеме 

Этот корпус удобен для монтажа и макетирования по сравнению с миниатюрными корпусами BGA с шариковыми выводами. Схема включения этих стереоусилителей отличается простотой и приведена на рис. 11. Синим цветом выделены параметры, соответствующие TPA3125D2 (мощность до 10 Вт), красным цветом – TPA3122D2 (мощность до 15 Вт).

 

 

Рис. 11. Схема включения микросхем TPA3125D2 и TPA3122D2 для 10 и 15 Вт соответственно 

Микросхемы имеют два входа регулировки усиления (четыре уровня), а также возможность отключения (Shutdown) и приглушения звука (Mute). На рис. 11 показан самый распространенный вариант включения двухканального усилителя в режиме SE (Single Ended Output – нагрузка подключается к каждому каналу – режим «стерео»). Для существенного увеличения выходной мощности рассматриваемых микросхем можно из двух каналов одной микросхемы создать одноканальный мостовой усилитель (схема BTL – Bridge Tied Load – подключение нагрузки к мостовой схеме). Принципиальные схемы включения микросхем TPA3125D и TPA3122D для мостового варианта усилителя класса D приведены в документации производителя для этих усилителей. На рис. 9 и 10 показаны зависимости выходной мощности от напряжения питания при одинаковых условиях измерения для схем в режиме «стерео» (SE) и для варианта мостового включения (схема BTL).

Измерение максимальной выходной мощности оценивается при конкретном значении суммы всех гармонических искажений и шумовых составляющих (THD + N). При переходе к мостовой схеме включения на одинаковых напряжениях питания, сопротивлении нагрузки и суммарных искажениях сигнала, выходная мощность возрастает в несколько раз. Поэтому в мощных усилителях обычно используют именно мостовую схему включения. Всего одна микросхема в корпусе DIP20 при таком подключении позволяет создать усилитель с максимальной выходной мощностью около 50 Вт при напряжении питания 30 В.

 

Шумы и нелинейные искажения

Основная информация о звуковом сигнале кодируется шириной импульсов на выходе модулятора. Необходимость введения задержки на величину паузы становится причиной нелинейных искажений, пропорциональных отклонению от точной длительности импульса модуляции. Сильное влияние на шумы оказывает коэффициент ослабления помех от источника питания PSSR. Из-за малого сопротивления шумы источника питания могут напрямую передаваться в громкоговоритель. ФНЧ срезает высокочастотные составляющие, но пропускает низкочастотные шумы. Для качественного звучания следует выбирать микросхемы с высоким значением коэффициента ослабления помех от источника питания. Эффективное решение перечисленных проблем – введение глубокой обратной связи, как это делается во многих линейных усилителях. Обратная связь с входа ФНЧ сильно повышает PSSR и ослабляет суммарные искажения и шумы, появляющиеся до LC-фильтра. Искажения в самом фильтре можно уменьшить включением громкоговорителя в цепь ОС. В грамотно спроектированных усилителях класса D с замкнутой ОС реально достижим суммарный коэффициент нелинейных искажений менее 0,01%.

 

Основные выводы

Все больше новых аудиоустройств создается на основе экономичных и эффективных усилителей класса D. Многолетний опыт и новые технологии компании Texas Instruments позволяют ей уверенно чувствовать себя на этом рынке с высокой конкуренцией. Усилители класса D позволяют, повышая эффективность, в несколько раз снизить габариты за счет исключения или значительного уменьшения размеров радиаторов в мощных схемах. Требуется менее мощный источник питания, что дополнительно снижает цену усилительного прибора. Для многих рассмотренных в статье микросхем Texas Instruments выпускает демонстрационные платы. Ознакомиться с решениями для построения аудиосистем можно на сайте производителя в разделе www.ti.com/audio, а по системам управления питанием – в разделе www.power.ti.com.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected] 

•••

Наши информационные каналы

www.compel.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о