Мал. 73. Структурна схема тиристорного підсилювача л його тимчасові діаграми

посилювача, а для посилення слабкіших сигналів використовують підсилювачі  з перетворенням постійного струму в змінний з подальшим посиленям і випрямленням.

Підсилювачі тиристорів в основному працюють тільки в ключовому режимі і мають велику вихідну потужність, достигаючих сотні кіловат і тому їх застосовують в основному у виконавчих в присторях. За допомогою системи управління СУ (мал. 3) можна включати і вимикати тиристор VI, отримуючи на навантаженні/?/ змінюване значення струму або напруги. Тривалість/т включеного з¬стояння тиристора залежить від рівня сигналів зворотного зв'язку, поступаючих від Я до СУ.

Безперервність струму на навантаженні забезпечується включенням розвантажувальних діодів при закритті тиристора. Для зниження пульсації, що виникає при періодичному включенні і виключення тиристора, в ланцюг вводиться фільтр Ф. Якщо підсилювач запитується  від джерела постійного струму напругою V _m або пульсуючого  напруги з амплітудою V_т, то середня напруга на навантаження   U=U_dt/T=αU_d ;Udo=U_m(1+cos a_p)/п.

Всі розглянуті види підсилювачів знаходять широке застосування на рухомому складі і особливо на тих локомотивах, які об ¬ дуються системою автоматичного управління і регулювання.

Підсилювачі постійного струму

Підсилювачі постійного струму за принципом дії підрозділяють¬ця на підсилювачі прямого посилення і посилення з перетворенням, в яких постійний струм перетвориться спочатку в змінний, а потім посилюється. Підсилювачі прямого посилення між каскадами мають не¬посередній (гальванічну) зв'язок. При такому зв'язку між елементами каскадів немає конденсаторів, трансформаторів, тому через каскади проходять струми з невеликими змінами.

Безпосередній  зв'язок, добре передаючи перепади потенціалів і повільні зміни струмів, утрудняє установку режиму роботи підсилювального елементу і викликає нестабільність роботи підсилювача. На роботу посилювача  роблять значний вплив зниження напруги питання  і зміна параметрів підсилювальних елементів, що призводить до зміни вихідної напруги. Усі ці зміни називають дрейфом нуля підсилювача, який визначається вихідним значенням напруги за відсутності сигналу на вході.

Мал. 71. Схеми підсилювачів з трансформаторним зв'язком (а) і операційним підсилювачем (б)

Резистора R_k. Недоліком підсилювачів з трансформаторним зв'язком є збільшення їх маси і габаритних розмірів за рахунок транс-форматорів. Трансформаторний зв'язок може бути використаний між вихідними і передвихідними каскадами, щоб отримати значтне посилення.

Попередні підсилювачі на операційних підсилювачах (мал. 71, б) характеризуються широким діапазоном робочих частот, високою ста¬бильностью, надійністю, малими габаритами і масою. Розрізняють два такі види підсилювачів : що інвертують і неиивертирующие. Якщо сигнал на виході зрушується відносно вхідного сигналу на 180°, то такий підсилювач називають таким, що інвертує, а якщо вихідний сигнал співпадає по фазі з вхідним, то такий підсилювач називають таким, що не інвертує.

Висока стабільність параметрів підсилювача обес¬печивается введенням глибокого негативного зворотного зв'язку через резистор Rэ.

Емітерний повторювач  (мал. 72, а) є різновидом підсилювача на резисторах з негативним зворотним зв'язком. Транзистор включають з ОКИ і заземляють через конденсатор С1. Навантаження включають в ланцюг емітера. Вихідний сигнал співпадає по фазі з вхідним . Емітерні повторители використовують в імпульсних схемах в ночестве вихідного каскаду при роботі на навантаження з малим опору  або в якості вхідного каскаду, що має великий вхідний опір.

ким вхідним опором. При цьому коефіцієнт посилення по напрягу буде менше одиниці, а по струму і потужності  більше одиниці при мінімальних спотвореннях сигналу.

Фазоінверстні підсилювачі призначені для отримання на виході двох сигналів, зрушених відносно один іншого на 180° і використуються для управління двотактним підсилювачем. У цьому усили¬тілі (мал. 72, б) сигнал, проходячи через резистори R_и, Rэ, створює на них рівні за значенням, але зрушена по фазі напруга |U_ВЫХ1 = U_вых1-  Фазоинверсний каскад з розділеним навантаженням не дає посилення сигналу, оскільки відбувається його розділення, а вихідне напруга  удвічі менше, ніж в звичайному підсилювачі резистора.

Конденсатор СР1 розділяє по постійному струму джерело сиг¬готівки і ланцюг бази транзистора VI.

Підсилювачі з безпосереднім зв'язком характеризуються простотою, широким діапазоном робочих частот, малими нелінійними скаженя, стабільністю параметрів при заміні транзисторів і при колібаннях напруги і температури. Стабільність параметрів забезпечує  за рахунок введення сильного негативного зворотного зв'язку (ООС) по постійному струму. На мал. 70, би зображена схема двох каскадного підсилювача з безпосереднім зв'язком і зворотним зв'язком через резистор R. Режим

Мал. 70. Схеми підсилювачів з ємнісною (о) і безпосередньою (б) зв'язками

роботи підсилювача підбирається за допомогою резисторів. Підсилювачі з трансформаторним зв'язком між каскадами (мал. 71, а) дозволяють досягти повного узгодження низького вхідного зпротивлення подальшого каскаду з високим опором транзистора. Трансформатори можуть включатися паралельно і послыдовного ланцюга транзистора. При послідовному включенні трансформатора

Найбільший інтерес представляють підсилювачі з вхідними каскадами на польових транзисторах, оскільки в них можна отримувати високий вхідний опір. Польові транзистори в цьому випадку включають¬ця за схемою із загальним витоком і загальним стоком.

При багато каскадному виконанні підсилювача зв'язок між каскадумі буває трансформаторний, ємнісний і безпосередній (для підсилювачів постійного струму).

Підсилювачі з ємнісним зв'язком між каскадами характеризуються простотою схеми, невеликими розмірами і масою, мають стабільними характеристики і надійні в роботі (мал. 70, а). У цій схемі функції роздільника двох каскадів виконує конденсатор СРЮ, доторний не пропускає відносно високий потенціал з колектора транзистора VI на базу транзистора. У". Конденсатори СЭ1 і Сущий. исключають негативний зворотний зв'язок по змінній складовій струму.

Найкращі властивості мають гібридні схеми підсилювачів, стримаючі польові і біполярні транзистори. Підсилювачі, в яких чергуються каскади на польових і біполярних транзисторах, дозволяют отримати велике посилення по потужності, оскільки польові транзистори в схемі із загальним витоком або загальним стоком забезпечують дуже великий коефіцієнт посилення по струму, а біполярні транзистори  велике посилення по напрузі.

Принцип побудови багато каскадних підсилювачів полягає в підборі каскадів з різними комбінаціями включення транзисторів. Якщо вихідний опір джерела сигналу і опір навантаження підсилювача рівні, то слід застосовувати каскади з ОЭ. Якщо опори невеликі (менше 100 Ом), то перший каскад виконують з ОЭ або О, а другий - з ОК. При опорах більше 100 кОм перший каскадах виконують з ОКИ, а другий - з ОЭ. Якщо опір навантаження у багато разів більше або менше опору джерела сигналу, то транзистори в усіх каскадах включаються з ОЭ.

амплітуді змінного колекторного струму, тому і вихідна потужність каскаду буде в 2 рази більше потужності, що віддається транзистором кожного плеча каскаду. Нелінійні спотворення, що виникають в двохтактних схемах при однакових плечах каскаду, компенсуються і практично дорівнюють нулю.

Каскади попереднього посилення

Каскади попереднього посилення призначені для посилення дуже слабких сигналів до рівня, необхідного для подання на вхід вихідного каскаду або крайового підсилювача, щоб отримати потрібну потужність сигналу на навантаженні. Вони працюють в режимі А, при якому використовується лінійна ділянка характеристик струму коллектора або стоку. Попередній підсилювач може бути одно і багатокаскадним. Для зменшення числа каскадів в них використовуються транзистори з великим коефіцієнтом посилення струму або напруги.

могутностях, а двотактні - при великих. Одноактні вихідні каскади використовуються в основному в простих малогабаритних підсилювальних пристроях з малою вихідною потужністю, а також в тих випадках, коли до економічності не пред'являються підвищені вимоги. У одноактних вихідних каскадах транзистори працюють тільки в режимі.

А і включаються в схему в основному з ОЭ. До. п. д. таких каскадів зіставляет 47-48 %.0 Опір навантаження можна включати як не¬посередньо в ланцюг колектора, так і через трансформатор, що погоджує.

Двотактні вихідні каскади в основному працюють в режимах АВ і. У, при яких мають підвищене до. п. д. вихідному ланцюгу при максимальному сигналі (до 78 %) і зниженою витратою енергії джерело  живлення за відсутності сигналу. Типова схема двотактного вихідного каскаду приведена на мал. 69, а. При зниженому напруженості живлення в схемі підсилювача доцільно використати складені транзистори, включені за схемою з ОКИ, як показано на мал. 69, би. Дільник напруги К1К.2 (см мал.69, а) призначений для подання напруги зміщення на базу транзистора, а для кращої температурний стабілізації режиму роботи транзисторів резистор До.2 можна замінить діодом або термістором. При поданні на вхідний трансформатор Т1 синусоїдальної напруги з його вторинних обмоток знімають рівну, але протифази напругу U_ВХ1 іU_ВХ2, які підводятьcя до транзисторів VI і 1/2. Струми в колекторному ланцюзі i_к1 і i_К2 кожного транзистора рівні між собою, але протилежні по фазі, т. е. зрушені на 180° (мал. 69, в).У вторинній обмотці трансформатора Т2 індукуватиметься э, д. с.

Схеми комбінованої стабілізації режиму забезпечують в порівнянні з наведеними вище схемами найбільш високу стабільності робочої точки, тому отримали широке поширення в схемах підсилювачів. У них негативний зворотний зв'язок створюється як резистором /?э, так і за рахунок того, що напруга на базовому дільнику ^61^02 залежить від падіння напруги на додатковому резисторі R_ф (мал. 68, в).

Стабілізацію роботи підсилювачів на польових транзисторах можна здійснити тими ж способами, що і на біполярних, але в основному використовується зворотний негативний зв'язок по постійному струму, охоплюють один або декілька каскадів.

14.5. Вихідні каскади підсилювачів

Вихідні каскади підсилювачів призначені для віддачі в навантаження необхідної потужності з допустимими спотвореннями і максимальным до. п. д. За способом підключення навантаження вихідні каскади розрізняють з безпосереднім підключенням навантаження, резистори, дросельні і трансформаторні. Найбільше поширення поли¬сподіваються трансформаторні і дросельні вихідні каскади, оскільки дозволяють отримати в навантаженні найбільшу неспотворену потужність, високий до. п. д. і невелика витрата споживаної потужності.

На мал. 67 представлені способи колекторної стабілізації при включенні транзистора з ОЭ, О, ОК. Якщо між базою і колектором включити опір R_б  для утворення зворотного зв'язку, то про¬виходить зниження коефіцієнта посилення, оскільки через це ж противлення напруга вихідного сигналу знову поступає на вхід (мал. 67, а). Для поліпшення стабілізації в схему включають два резистора R_б1 і R₆₂ замість резистора R_б (мал. 67, б), а між ними - блокувальний конденсатор С_б. На мал. 67.

Схема емітерної стабілізації режиму в порівнянні з коллекуторованою забезпечує більш високу стабільність робочої точки за рахунок включення в неї резистора  Rэ (мал. 68, а, б) і зменшення опіру  R_б1 і R_б2. Проте вибирати Rэ занадто великим не слідує, оскільки напруга V _кэ може виявитися занадто малим. Для усуненя  негативного зворотного зв'язку по змінному струму паралельно але з Кэ включають конденсатор Сэ.