РАСЧЕТ СМЕЩЕНИЯ В УСИЛИТЕЛЯХ КЛАССА А, АБ

По способу работы с входным сигналом и принципу построения усилительных каскадов усилители мощности разделяются на:

· аналоговые, класс А

· аналоговые, класс В

· аналоговые, класс АВ

· аналоговые, класс H

· импульсные и цифровые, класс D

Необходимо отметить, что существует еще множество классов усилителей, таких как C, A+, SuperA, G, DLD и др.

Аналоговые усилители, по сути, отличаются только углом отсечки входного сигнала, т.е. выбором так называемой «рабочей точки».

Усилители класса А работают без отсечки сигнала на наиболее линейном участке вольтамперной характеристики усилительных элементов. Это обеспечивает минимум нелинейных искажений (THD и IMD), причем как на номинальной мощности, так и на малых мощностях, ценой потери КПД. В среднем КПД усилителя класса А составляет 15-30%, а потребляемая мощность не зависит от величины выходной мощности. Мощность рассеяния максимальна при малых сигналах на выходе.

Как следует из названия усилители класса АВ – это попытка объединить достоинства усилителей А и В класса, т.е. добиться высокого КПД и приемлемого уровня нелинейных искажений. Для того чтобы избавиться от ступенчатого перехода при переключении усилительных элементов используется угол отсечки более 90 градусов, т.е. рабочая точка выбирается в начале линейного участка вольтамперной характеристики. За счет этого при отсутствии сигнала на входе усилительные элементы не запираются, и через них протекает некоторый ток покоя, иногда значительный. Из-за этого уменьшается коэффициент полезного действия и возникает незначительная проблема стабилизации тока покоя, но зато существенно уменьшаются нелинейные искажения.

Среди аналоговых усилителей данный режим работы встречается чаще всего.

Интерфейс программы моделирования

LTspice IV является очень простым и точным инструментом для моделирования схем. К тому же эта система полностью бесплатна и может работать под Линуксом с использованием Wine. Одна из интересных особенностей программы – возможность вывода в звуковой wav файл результатов симуляции, которые можно будет затем прослушать.

Программу можно скачать по адресу http://www.linear.com

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ

НА ОУ

Операционный усилитель (ОУ) – унифицированный многокаскадный усилитель постоянного тока, выполненный на интегральной схеме и удовлетворяющий следующим требованиям к электрическим параметрам:

- коэффициент усиления по напряжению стремится к бесконечности (KU ® ¥);

- входное сопротивление стремится к бесконечности (RВХ ® ¥);

- выходное сопротивление стремится к нулю (RВЫХ ® 0);

- если входное напряжение стремится к нулю, то выходное напряжение также равно нулю (UВХ = 0 ® UВЫХ = 0);

- бесконечная полоса усиливаемых частот (fВ ® ¥).

Являясь, по существу, идеальным усилительным элементом, ОУ составляет основу всей аналоговой электроники, что стало возможным в результате достижений современной микроэлектроники, позволившей реализовать достаточно сложную структуру ОУ в интегральном исполнении на одном кристалле и наладить массовый выпуск подобных устройств. Все это позволяет рассматривать ОУ в качестве простейшего элемента электронных схем подобно диоду, транзистору и т.п. Следует отметить, что на практике ни одно из перечисленных выше требований ОУ не может быть удовлетворено полностью.

Операционный усилитель – это аналоговая интегральная схема, снабженная, как минимум, пятью выводами.

Два вывода ОУ используются в качестве входных, один вывод является выходным, два оставшихся вывода используются для подключения источника питания ОУ. С учетом фазовых соотношений входного и выходного сигналов один из входных выводов называется не инвертирующим, а другой – инвертирующим. Выходное напряжение Uвых связано с входными напряжениями Uвх1 и Uвх2 соотношением

Uвых = KU0 (Uвх1 – Uвх2),

где KU0 – собственный коэффициент усиления ОУ по напряжению.

Питание операционного усилителя осуществляется от двух разно полюсных источников. В реальных ОУ напряжение питания лежит в диапазоне ±3 В…±18 В.

Рис. 10. Активный полосовой фильтр