Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
1,4 МГц 1 МГц 14 МГц
Частота излучаемого PC
Рис 12.16. Спектр передатчика NorCal 40А. На вертикальной оси (оси ординат) отложен уровень мощности в децибелах, 10 дБ на деление, а на горизонтальной оси (оси абсцисс) отложена частота, в каждом делении шкалы по 1,4 МГц. Различные частотные составляющие показаны на графике в виде импульсов, рядом с каждым указано значение частоты_
с помощью спектрального анализатора измерялась мощность в диапазоне от 0 до 14 МГц с интервалом 14 кГц. Поэтому значения частот неточные (следует учитывать ошибку в 14 кГц). Найдите значения пит для каждго из этих пиков на графике. Следует использовать самые минимальные значения пит, при которых частота находится в интервале 14 кГц пика каждой частотной составляющей.
13. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ СХЕМЫ
В радиостанции NorCal 4OA имеются два низкочастотных каскада: схема автоматической регулировки усиления (АРУ) и усилитель звуковой частоты (УЗЧ). Схема АРУ - это аттенюатор на полевых транзисторах с управляющими р-п переходами, которые работают как резисторы с переменным сопротивлением. В качестве УЗЧ используется микросхема LM386N-1 фирмы National Semiconductor. Эта микросхема применяется в самой разной аппаратуре. Маркировка обозначает, что диапазон напряжений питания данной микросхемы лежит в пределах от 4 до 12 В. Для микросхем с маркировкой «-4» допускается использовать напряжение питания до 18 В. Максимальная выходная мощность у микросхемы LM386N-1 составляет примерно один ватт. В режиме ожидания она потребляет ток примерно 4 мА, что позволяет ей работать от аккумуляторов.
13.1. Усилитель звуковой частоты
Термин усилитель звуковой частоты употребляется в этой главе вместо термина усилитель низкой частоты только для того, чтобы подчеркнуть частотный диапазон работы устройства. На рис. 13.1 показана принципиальная схема микросхемы LM386N-1, которая используется в качестве усилителя мощности звуковой частоты.
Она сложнее схем, рассмотренных ранее, так как является микросхемой. Большинство точек на ней недоступны для измерений. Она содержит три каскада усиления. Входной усилительный каскад - это дифференциальный усилитель, но поскольку он сделан на р-п-р, а не на n-p-п транзисторах, схема как бы перевернута «вверх дном». На каждом входе стоит транзисторная р-п-р пара. Такая двухуровневая транзисторная структура функционирует как один транзистор с коэффициентом усиления базового тока ?2. За дифференциальным усилителем следует каскад с общим эмиттером. Выходной каскад - это эмиттерный повторитель, работающий в режиме класса Б, похожий на тот, что рассматривался в разделе 10.6.
[304І 13. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ СХЕМЫ
Единственное отличие состоит в том, что p-n-р транзистор заменен комбинацией р-п-р и п-р-п транзисторов, работающих как один p-n-р транзистор, но с большим коэффициентом усиления тока, чем тот, что характерен для п-р-п транзистора. Сопротивление обратной связи Rf и эмиттерное сопротивление Re определяют коэффициент усиления усилителя.
Коллекторная нагрузка дифференциального усилителя состоит из пары транзисторов, соединенных как на рис. 13.2а.
Точка для у шунтиробания
Вход (-) 2
0 g К источнику питания
о 5 Выход
04 «Земля»
Рис. 13.1. Принципиальная схема микросхемы LM386N-1 фирмы National Semiconductors. Характеристики этой микросхемы приведены в приложении 4__
Такая схема называется отражатель тока. Обратите внимание на то, что базы транзисторов, а также эмиттеры транзисторов соединены вместе. Таким образом, напряжение база-эмиттер у обоих транзисторов одинаковое. Как было показано в разделе 9.4, ток коллектора 1с и напряжение база-эмиттер Ub у транзистора в активном режиме связаны уравнением:
J8 = J^eXp(U1,/U1) (13.1)
Если напряжение Ub у транзисторов одинаково, то коллекторные токи также будут одинаковыми при условии, что у обоих транзисторов одинаковый ток насыщения Ics.
Если два транзистора расположены рядом на одной кремниевой подложке, их токи 1С5 будут почти равными. Поэтому
I1 -12 (13.2)
*
при условии, что коэффициент усиления базового тока достаточно большой, то есть токи базы гораздо меньше токов коллектора.
13.1. усилитель звуковой частоты ГзоТ)
Отражатели тока используются в различных устройствах, например в источниках тока (рис. 13.26). Ток определяется резистором, который установлен между отражателем тока и источником питания:
I = (Ucc-Ub)/R
Значит, ток в каждом из транзисторов тоже будет равен I.
(13.3)
T
Vb
T «і
Re 4ZZJ-
Vd
Rf HZZJ-
Рис. 13.2. Отражатель тока (а). Источник тока на основе отражателя тока (б). Расчет коэффициента усиления УЗЧ (в)
Благодаря отражателю коллекторные токи в обеих половинах дифференциального усилителя равны. Это свойство позволяет вычислить коэффициент усиления УЗЧ. Упрощенная схема для расчета представлена на рис. 13.2в, где и - выходное напряжение переменного тока. Токи, обозначенные і, протекают по обе стороны резистора Re, обозначающего эмиттерное сопротивление, и благодаря отражателю тока равны. Напряжение на резисторе Re - дифференциальное входное напряжение ud. Рассмотрим падение напряжения база-эмиттер в p-n-р транзисторах дифференциального усилителя. Так как падение напряжения в обеих половинах одинаково, разность напряжений между входами будет такой же, как напряжение на резисторе Re.
