русс | укр

Мови програмуванняВідео уроки php mysqlПаскальСіАсемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование


Linux Unix Алгоритмічні мови Архітектура мікроконтролерів Введення в розробку розподілених інформаційних систем Дискретна математика Інформаційне обслуговування користувачів Інформація та моделювання в управлінні виробництвом Комп'ютерна графіка Лекції


Регульованих підсилювачів


Дата додавання: 2014-11-27; переглядів: 960.


У регульованих підсилювачах є можливість управління коефіцієнтом посилення (рівнем вихідного сигналу) з метою запобігання перевантаженню крайового пристрою (або вихідних каскадів УУ), створення комфортних умов прослуховування аудіопрограм (у підсилювачах звукових частот), калібрування вимірювальних підсилювачів і так далі Регулювання може бути ручним або автоматичним, плавним або ступінчастим. Регулювання посилення може здійснюватися як спеціальними ланцюгами, що включаються в схему підсилювача, так і окремими пристроями, званими аттенюаторами. Аттенюатори, у свою чергу, можуть як вбудовуватися в підсилювач, так і підключатися до його входу. Виконуються аттенюаторы як на пасивних елементах, так і на активних.

Ефективність регулювання оцінюється її глибиною - відношенням коефіцієнтів посилення, відповідних двом крайніх положенням регулятора. Глибину регулювання часто виражають в децибелах.

При рішенні питання про місце постановки регулятора в багатокаскадний підсилювач слід враховувати ту обставину, що крім коефіцієнта посилення регулюючий ланцюг може міняти і інші параметри підсилювальних каскадів, наприклад . Тому регулювання не рекомендується вводити у вхідний каскад підсилювача, оскільки це позначиться на вхідному опорі підсилювача в цілому. Постановка регулятора у вихідний каскад може привести до перевантаження проміжних каскадів, тобто найдоцільніше вводити регулювання в один з проміжних каскадів. Не рекомендується вводити регулювання в петлю загальної ООС із-за зниження її ефективності.

Найчастіше в підсилювачах звукових частот застосовується схема потенціометра регулювання посилення (малюнок 7.1а), здійснювана включенням регулюючого змінного резистора по схемі потенціометра, який змінює коефіцієнт ділення поданої на нього напруги.

 

 

 

При малій гучності людське вухо гірше сприймає звуки низьких і високих частот. Тому в підсилювачах звукових частот застосовують так званий тонкомпенсированный регулятор. На малюнку 7.1а тонкомпенсирующие ланцюги утворені елементами . При малих рівнях гучності за рахунок ланцюга відбувається завал АЧХ в областях СЧ і ВЧ, за допомогою конденсатора на ВЧ цей завал компенсується, в результаті АЧХ має вигляд, показаний на малюнку 7.1б.

Регулятор потенціометра забезпечує глибину плавного регулювання не більш 40дБ, для отримання більшої глибини регулювання можливе послідовне включення декількох подібних регуляторів.

Плавне регулювання посилення глибиною до 20дБ можна здійснити введенням в каскад з ОЕ (ОЇ) ПООСТ шляхом включення регулювального резистора у ланцюг емітера (витоку) як показано на малюнку 7.2.

 

 

Величину регулювального резистора можна визначити із співвідношення:

,

де - крутизна підсилювального елементу (БТ або ПТ) - у відносних одиницях.

Глибина регулювання такого типу регуляторів обмежується дією паразитної ємкості, що шунтує резистор що приводить до шунтування регулювального резистора в регуляторі потенціометра в області ВЧ, і підйому АЧХ в області ВЧ (викиду ПХ в області МВ) за рахунок перекоррекции (див. підрозділ 2.13) в регуляторі за допомогою введення ПООСТ.

Ступінчастими регуляторами є дільники напруга, що складається з резисторів (малюнок 7.3).

 

 

 

Із-за вхідної ємкості каскаду, наступного за дільником, коефіцієнт передачі дільника резистора залежить від частоти. Для усунення частотної залежності всі резистори дільників шунтуються подстроечными конденсаторами, ємкість яких визначається з умови рівності постійних часу плечей дільника, наприклад причому вибирається з урахуванням вхідної ємкості наступного каскаду, в якості може виступати вхідна ємкість каскаду без додаткового конденсатора, проте в цьому випадку вплив зміни позначатиметься сильніше.

Якщо підсилювач призначений для роботи в узгодженому тракті передачі (тобто де - характеристичний опір тракту передачі), то ступінчастий регулятор доцільно виконати на основі симетричних аттенюаторов Т- і П-типов [11] (малюнок 7.4а,б).

 

 

Для П-образной схеми аттенюатора номінали елементів визначаються з наступних співвідношень:

Номінали Т-подібної схеми аттенюатора визначаються таким чином:

Практична схема ступінчастого регулятора на 18 дБ для 75 омного тракту передачі, що працює в діапазоні робочих частот (0.150) Мгц, приведена на рис.7.5.

 

 

Схема побудована на основі однакових П-образных ланок із загасанням в шість децибел. Залежно від положення перемикачів даний регулятор забезпечує загасання від 0 до 18 дБ з кроком 6 дБ.

Подібний регулятор зазвичай розташовують між джерелом сигналу і входом підсилювача. У зв'язку з тим, що вхідний і вихідний опори даного регулятора не залежать від рівня загасання, що вноситься, величина частотних і тимчасових спотворень, що створюються вхідним ланцюгом, також залишається постійною при різних рівнях загасання.

У підсилювальних пристроях, вживаних в сучасній аудио- і відеоапаратурі, широко застосовуються електронні регулятори [12], що дозволяють уручну або автоматично змінювати коефіцієнт передачі тракту згідно із законом, визначуваному функцією управління.

У електронних регуляторах типу (малюнок 7.6) потенціометра як керовані опори використовуються діоди, фотоопори, БТ і ПТ.

 

 

У діодному регуляторі (малюнок 7.6а) потенціометра як керовані опори використовуються діоди і керовані прямим струмом. Діапазон регулювання діодних аттенюаторов досягає 40дБ при струмах регулювання (0.2.2) мА. Діодним регуляторам властиві істотні недоліки:

¨ відсутність розв'язки ланцюгів управління і сигналу;

¨ значна потужність, споживана ланцюгом управління;

¨ істотні нелінійні спотворення сигналу при великому загасанні.

Подібними властивостями володіє і аттенюатор на БТ (малюнок 7.6б), оскільки переходи транзистора виконують функції діодів.

Електронний регулятор на основі оптрона (малюнок 7.6в) забезпечує практично ідеальну розв'язку ланцюгів управління і сигналу, але вимагає витрати значної потужності в ланцюзі управління світлодіодом.

По сукупності властивостей якнайкращими показниками володіє регулятор на основі ПТ (малюнок 7.6г), використовуваного як керований опір. Ланцюг управління практично не споживає потужності зважаючи на практичну відсутність струму затвора у ПТ. Оскільки в ланцюзі сигналу немає p-n переходів, а є лише омічний опір, то нелінійні спотворення, що вносяться подібним аттенюатором, мінімальні. На відміну від раніше розглянутих схем регуляторів, дана схема дозволяє працювати без постійної складової у вихідному ланцюзі.

Регулювання коефіцієнта передачі підсилювальних каскадів можна здійснити шляхом зміни режиму роботи підсилювальних елементів, оскільки в цьому випадку змінюються їх еквівалентні параметри, зокрема, крутизна (див. підрозділ 2.4). На малюнку 7.7 показано, як здійснюється таке регулювання в каскаді на БТ (малюнок 7.7а), каскаді на ПТ (малюнок 7.7б) і в диференціальному підсилювачі (малюнок 7.7в). Регульований каскад на основі ДУ дозволяє досягти глибини регулювання порядку (60.70) дБ при підвищеній термостабільності .

 

 

Перспективним є спосіб регулювання на основі ІМС перемножителя (малюнок 7.7г). Інтегральні перемножители реалізують функцію

,

де До - масштабний коефіцієнт.

Регулятори на основі перемножителей здатні здійснювати регулювання напруги з амплітудою порядка десятки вольт і точністю порядка 1% [12], проте сама ІМС перемножителя має достатньо складне схемне рішення.

Можливе включення електронного регулятора в ланцюг ООС. Прикладом подібного рішення може служити регулятор на основі ОУ, в ланцюг ООС якого включений ПТ, використовуваний як керований опір (малюнок 7.8).

 

 

Напруга управління у розглянутих електронних регуляторах можна міняти в необхідних межах за допомогою змінного резистора, який може бути встановлений в зручному для експлуатації місці, наприклад, на передній панелі корпусу приладу. Із-за розв'язки ланцюга управління і ланцюга сигналу вплив сполучних провідників буде мінімальним.

Напруга управління може бути отримано з виходу детектора, якщо використовується автоматичне регулювання посилення (АРУ). Схеми підсилювачів з АРУ і авторегуляторами рівня розглянуті в [12].

 


<== попередня лекція | наступна лекція ==>
Корекція частотних характеристик | Підсилювачів діапазону СВЧ


Онлайн система числення Калькулятор онлайн звичайний Науковий калькулятор онлайн