Каскад с общим эмиттером.

SERJ

rustot писал(а): рабочая точка рассчитывается исходя из того, чтобы в отсутствие сигнала выход находился в заданной точке

В какой точке то?
Не всегда это так однозначно.

Вот я например ставлю задачу.
Выбрать положение рабочей точки, что бы получить на выходе этого каскада максимально возможную неискаженную амплитуду синусоидального сигнала.

Только не говорите, что я просто должен при отсутствии сигнала выставить на коллекторе половину питания с помощью R1.
У нас на входе есть разделительный конденсатор и время его заряда и разряда может быть разным, на конденсаторе может появиться постоянная составляющая и значит при подаче сигнала рабочая точка транзистора будет смещаться и это смещение будет зависеть от уровня входного сигнала.
Так что не все так просто.

Наверное я подам на вход синусоиду, буду увеличивать амплитуду и с помощью R1 буду добиваться симметричного ограничения этой синусоиды на выходе, хотя наверное это можно смоделировать в каком нибудь симуляторе. Рассчитать здесь очень сложно.
А схема то такая простейшая.

Реклама

samuel писал(а):...И параметров входного сигнала?

Конечно сигнал учитывается. Например, мы знаем, что он достаточно маленький и для повышения экономичности каскада, мы можем выбрать рабочую точку так, чтобы ток покоя (так называют ток КЭ в рабочей точке при отсутсутствии сигнала) был минимальным и сигнал не искажённым. А в двухтактных усилителях рабочую точку выбирают на участке, когда транзистор только-только начинает открываться. При этом, в один полупериод сигнала работает один транзистор, в другой полупериод - другой транзистор.
Существуют не только усилители звуковой частоты, а множество других схем, и в каждой рабочая точка выбирается так, чтобы транзистор выполнял нужную задачу.

Реклама

rustot

SERJ писал(а):
rustot писал(а): рабочая точка рассчитывается исходя из того, чтобы в отсутствие сигнала выход находился в заданной точке
В какой точке то?
Не всегда это так однозначно.

Вот я например ставлю задачу.
Выбрать положение рабочей точки, что бы получить на выходе этого каскада максимально возможную неискаженную амплитуду синусоидального сигнала.

но это же все равно можно разбить на отдельные стадии - выставление рабочей точки и выставление прочих характеристик (коэффициента усиления, входных/выходных сопротивлений, etc), в любой последовательности. допутим для этой схемы вы можете сначала задать рабочую точку (исходя из предположения что размах вы хотите получить близкий к максимальному, то напряжение на коллекторе в отсутствии сигнала должно быть половина напряжения питания, а значит r1 должно быть примерно равно r2 помноженному на бету транзистора, потом можно подобрать точнее с учетом падения на базе). а потом уже исходя из размаха напряжения сигнала и его выходного сопротивления подбирать r1 для получения требуемого коэффициента усиления Uвых/Uвх ~= R1/2Rвх, а отношение R2 к R1 мы задали заранее. либо сначала подбирать R1 для нужного усиления а потом подбирать R2 для нужной средней точки. хоть так хоть этак а разделить на этапы можно

Рассчитать здесь очень сложно. А схема то такая простейшая.

да почему, считается тут вроде все, если сразу делать допущения что транзистор всегда в рабочем режиме, не в отключке или насыщении, что падение на базе в рабочем диапазоне можно считать константой и прочее в том же духе. допустим в отсутствии сигнала с R2 в цепь базы (то есть через R1) течет в бета раз меньше чем в коллектор, поэтому транзистор заменяем на R3=R1/бета и считаем. примерно R1=R2*бета надо для средней точки в полнапряжения. можно и точнее посчитать с учетом напряжения на базе. потом берем сигнал Uвх зацепленный через выходное сопротивление предыдущего каскада Rвх (с нулевым сопротивлением источника схема нерабочая), берем Uб для простоты пока константой (потом можно и усложнить), берем Uк как искомое, берем U питания и все по закону киргофа и пересчитываем

((Uвх-Uб)/Rвх + (Uк-Uб)/R1)*бета = (U-Uк)/R2

в процессе вычислений будет удобно для расчетов использовать R2'=R2*бета. получим длинненькую формулу в которой будет фигурировать член из U,Uб,R1,R2,Rвх определяющий постоянную составляющую Uк не зависящую от Uвх, и с минусом член Uвх*(R1||R2')/Rвх который и определяет зависимость выходного напряжения от входного

SERJ

rustot писал(а):да почему, считается тут вроде все

Ответа на главный вопрос я у Вас так и не вижу.
В Ваших расчетах Вы это вообще игнорировали.

SERJ писал(а):У нас на входе есть разделительный конденсатор и время его заряда и разряда может быть разным, на конденсаторе может появиться постоянная составляющая и значит при подаче сигнала рабочая точка транзистора будет смещаться и это смещение будет зависеть от уровня входного сигнала.

Рассчитать постоянную составляющую на конденсаторе из-за разного время заряда и разряда этого конденсатора сложно. Данных не хватает, а на практике это часто встречается. Сделаешь половину питания, а сигнал подаешь и видишь, что ограничение наступает несимметрично и никакими "беттами" тут не рассчитать.
Не будем спорить. И Вы это понимаете и я.
Просто автора запутаем.

Реклама

rustot

а зачем нам считать разряд и заряд конденсатора? даже если вы изначально подадите на него 10 вольт постоянки то он просто постепенно зарядится до 9.3в и дальше будет работать только по переменке, где его можно считать просто сопротивлением зависящим от частотв. если поставить довольно большой конденсатор и прямо на него подать сигнал с источника напряжения то выходное сопротивление такой цепи будет близко к нулю и как я говорил схема в этом случае нерабочая. в этой ситуации действительно надо рассматривать переходные процессы разряда и заряда, но смысла это уже не имеет, можно заранее сказать что на выходе будет покореженный прямоугольник а обратная связь работать не будет. поэтому либо конденсатор небольшой, чтобы его сопротивление на рабочих частотах было значительным либо резистор последовательно с ним (если сам источник сигнала низкоомный), так чтобы суммарно выходное сопротивление источника вместе с конденсатором было в районе R1/10-R1/100

ps. там дальше еще много расчетов. допустим у нас в тз еще линейность была. нелинейность в данном случае определяется тем что Uб на самом деле константой не является. если мы задали размах выходного напряжения 1-8 вольт то ток коллектора будет меняться в 8 раз, значит и ток базы будет меняться в 8 раз, а значит напряжение базы будет меняться на ln(8)*25=50мв и эта зависимость совершенна нелинейная, насколько сильно эта зависимость повлияет на расчеты настолько и нелинейна будет схема. подставляя в исходную формулу вместо бывшей константы Uб значения в диапазоне 650-700мв мы обнаружим что на выходном напряжении это сказывается с размахом 500мв (допустим), то есть на 8 вольтовом размахе будут полувольтовые искажения, что нас не устраивает и значит надо закатать губу и не пытаться получить полное усиление на одном каскаде. если мы ограничимся размахом на R2 7-8 вольт, то выходной ток будет меняться в 8/7 раз и размах колебаний Uб уменьшится с 50 до 3 мв, что возможно уже терпимо.

меня самого заинтересовало. просчитаю все а потом дома проверю на симуляторе сильно ли я ошибся и где

Реклама

SERJ

rustot писал(а):либо конденсатор небольшой, чтобы его сопротивление на рабочих частотах было значительным либо резистор последовательно

Я согласный, но мы от темы каскада с ОЭ отклонились.
Автора запутаем.

Реклама

rustot

а схема с ОЭ по-моему самая простая и правильная

вообще все четко, влияние нелинейности перехода минимально, влияние коэффициента усиления транзистора минимально, уложись в диапазон рабочих токов транзистора и можно смело считать линейным усилителем с коэффициентом R1/R2. а автор то как раз и полез 'упрощать' ее до заземленного эмиттера и зря

Boltaro

В этом разделе схему выкладывали следующую. Если к схеме присоединить непосредственно нагрузку в виде динамика, первый контакт на коллектор а второй на землю? Непонятно, не заберет ли все напряжение резистор коллектора? Или нагрузка цепляется параллельно резистору (заведомо она больше сопротивления коллектора)?

Jemchug

Boltaro писал(а):присоединить непосредственно нагрузку в виде динамика

В этой схеме динамик нельзя подсоединять никаким способом. Это схема предварительного усилителя, а динамики подключают к оконечному усилителю. Оконечный усилитель по такой схеме тоже можно собрать, только вместо резистора в коллекторе там будет включена первичная обмотка понижающего выходного трансформатора, а динамик подключаться к вторичной обмотке этого трансформатора.
Резистор в эмиттере зашунтировать конденсатором и уменьшить величину этого резистора.

Boltaro

А сигнал снимается с резистора, с его нижнего контакта?

Jemchug

Сигнал снимается с коллектора и любой другой точкой. Или землей или плюсом питания.

Boltaro

А где именно ставится блокировочный конденсатор? Он нужен чтобы постояггый ток отделить?
Напряжение то меняется на резисторе, как сигнал можно снять с любого конца от резистора?

Jemchug

Boltaro писал(а):А где именно ставится блокировочный конденсатор?

Между плюсом и минусом батареи. Я вверху его красным нарисовал.
Точка плюс питания и общий провод в данной схеме для сигнала должна быть одной точкой, значит чем больше её ёмкость, тем лучше.
На СВЧ достаточно тысяч пикофарад, на НЧ достигает десятки, сотни микрофарад.
А значит сигнал можно снимать между коллекторов и общим проводом или между коллектором и плюсом.
Это одно и тоже.

Boltaro

А что если не использовать конденсатор? И все равно измерять от носительно плюса или минуса? Амплитуда же изменяется симметрично, так что разница что от плюса что от минуса будет одинаковая.

Boltaro писал(а):А что если не использовать конденсатор?..

Дело в том, что не бывает идеальных источников питания, у каждого источника, будь то батарейка или сетевой выпрямитель, есть внутреннее сопротивление. Это как если поставить последовательно с батарейкой сопротивление. При питании устройств, на этом внутреннем сопротивлении будет падать напряжение, постоянное и переменное. Почему, например, при подключении лампочки к батарейке 4,5 В, на ней становится напряжение не 4,5 В, как без лампочки, а меньше, скажем 3,5 В. Это значит, что часть напряжения из-за протекающего тока упало на внутреннем сопротивлении батарейки. Если подключить к батарейке переменную нагрузку, например усилитель, то на внутреннем сопротивлении будет падать не только постоянное напряжение питания усилителя, но и переменное, так как при подаче на вход усилителя сигнала, через транзисторы будет течь, кроме постоянного, переменный ток. Значит и на всём питании окажется это переменное напряжение. А если оно вдруг окажется в фазе с входным сигналом? Оно через резисторы смещения поступит на базы транзисторов и усилитель возбудится.
Вот чтобы этого не происходило и ставят по питанию конденсаторы, которые для переменного тока являются как бы коротким замыканием, то есть батарейка замкнута накоротко по переменному току. И этих пульсаций тогда не будет, останется только постоянное напряжение, которое через конденсатор пройти не может.

Boltaro

Выходит переменный ток через конденсатор уходит на минус батареии? Или переменный ток с внутреннего сопротивления шунтируют на землю?
Опять вернусь к той схеме. В низу это разве земля? не минус питания?

Внизу этот провод называется "корпусом", "общим проводом". Обозначается он правильно одной черточкой, а не тремя. Общий провод в разных схемах может подключаться как к минусу, так и к плюсу питания, а при двухполярном источнике - к среднему выводу, нулю этого источника.

Boltaro

Т.е. в маломощных схемах роль корпуса играет минус питания?

Boltaro

Света писал(а):а не тремя

А тремя что обозначается?

По ГОСТ2.721-74 "ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения" таким значком обозначается заземление, это когда необходимо этот проводник соединить непосредственно с Землёй, то есть соединить с закопанным в Землю металлом.
Корпус, общий провод - это условное название проводника, относительно которого, обычно, проводят измерения в схемах.
Как я уже сказала, этот проводник может быть подсоединён и к минусу, и к плюсу, а может, по желанию разработчика схемы, вообще быть не подключен непосредственно к источнику питания.