Согласование сопротивлений для оптимальной передачи напряжения

January 8, 2012 by admin Комментировать »

В большинстве электронных схем мы имеем дело с сигналами, являющимися напряжениями. Мы уже рассмотрели некоторые усилители напряжения; с помощью универсального измерительного прибора, каковым является осциллограф, определяют напряжение сигнала; чувствительность микрофонов и звукоснимателей выражают в терминах выходного напряжения. Даже так называемые усилители мощности лучше всего рассматривать как специальные усилители напряжения, способные отдавать большой ток на выходе. Следовательно, в большинстве случаев, когда мы подключаем одну часть схемы к другой, мы хотим в максимальной степени передать напряжение. В этом и состоит требование максимальной передачи напряжения, обычно выполняющееся при согласовании сопротивлений. С точки зрения этого критерия в согласовании сопротивлений нет никакой проблемы.

На рис. 5.7 показаны два «блока», соединенные друг с другом: для оптимальной передачи напряжения нужно, чтобы Квх было почти равно V, насколько это возможно. Напряжение Квх равно:

Рис. 5.7. Иллюстрация согласования сопротивлений между двумя устройствами.

Если условия оптимального согласования сопротивлений не соблюдаются и сигнал поступает на вход схемы с входным сопротивлением, сравнимым с выходным сопротивлением источника, то в самом общем случае будут происходить просто потери напряжения. Такая ситуация возникает, когда два усилительных каскада на биполярных транзисторах, подобные изображенному на рис. 1.19, соединены один вслед за другим (каскадно). Как входное, так и выходное сопротивление у такого каскада на биполярном транзисторе одного порядка (обычно несколько тысяч ом, см. разд. 6.3), и это значит, что около 50 % напряжения сигнала теряется на связи между каскадами. С другой стороны, усилитель на полевом транзисторе (см. рис. 2.7) много лучше с точки зрения согласования сопротивлений: у него очень большое входное сопротивление и среднее по величине выходное сопротивление; при соединении таких каскадов один за другим потери сигнала ничтожно малы.

Имеются один или два случая, когда согласование сопротивлений нуждается в особом внимании, так как слишком малое сопротивление нагрузки влияет не только на коэффициент усиления напряжения, но также и на частотную характеристику. Это происходит, когда выходной импеданс источника не является чисто резистивным, а, наоборот, представляет собой реактивное сопротивление, и поэтому частотная характеристика изменяется. Простым примером служит конденсаторный микрофон, у которого выходной импеданс выражается не в омах, а в пикофарадах, с типичным значением в районе 50 пф. Для хорошего воспроизведения низких частот нужно, чтобы входное сопротивление усилителя было большим по сравнению с реактивным сопротивлением емкости 50 пФ на частотах вплоть до 20 Гц. Практически для этого требуется, чтобы входное сопротивление было порядка 200 МОм, что обычно обеспечивается усилителем на полевом транзисторе, смонтированным в корпусе микрофона.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты