Усилительные приборы – Радиолюбительская азбука

June 30, 2015 by admin Комментировать »

Усилительсхема, усиливающая за счет энергии источника питания входной сигнал по напряжению и (или) току. Форма сигнала на выходе хорошего усилителя такая же, как и на входе.

Для усиления аналогового сигнала в современной электронике используются только транзисторы и очень редко — электронные лампы. Биполярные транзисторы получили наибольшее распространение по ряду причин: в зависимости от схемы включения они позволяют получить усиление или только по напряжению (каскад с общей базой), или только по току (каскад с общим коллектором), или и по напряжению, и по току (схема с общим эмиттером); потребляемый биполярным транзистором ток от источника сигнала практически линейно зависит от тока, «забираемого» от этого транзистора нагрузкой, — это сильно облегчает управление усилителем. Кроме того, с биполярными транзисторами легко работать и они стоят в несколько раз дешевле полевых.

Полевой транзистор — идеальный усилитель сигнала по току: он управляется напряжением (т. е. практически не потребляет ток от источника сигнала или, как говорят радиотехники — не нагружает источник сигнала), и ток управления не зависит от тока нагрузки. Но это справедливо лишь на низких частотах, когда можно не учитывать паразитную емкость затвора. Еще один «плюс» полевого транзистора — у него между стоком и истоком нет р-п-переходов, т. е. у усилителя на полевых транзисторах нет рекомбинационных шумов, которыми «страдают» все, даже самые лучшие, биполярные транзисторы. Полевые транзисторы при тех же характеристиках «шумят» гораздо слабее, чем биполярные, поэтому во всех современных высококачественных усилителях во входных каскадах (они наиболее чувствительны к шуму — ведь и полезный сигнал, который нужно усилить, тоже разновидность шума) преимущественно ставятся только полевые транзисторы.

Недостатки полевых транзисторов — значительный разброс параметров (из-за этого очень сложно предсказать поведение каждого конкретного транзистора в составе некоторой схемы), а также очень легкая «пробиваемость» подзатворного диэлектрика, в результате чего транзистор выходит из строя. Поэтому паять их можно только специально приспособленным для этого паяльником.

Электронные лампы

Несмотря на то, что «лампочки» известны науке уже почти 100 лет (в то время как транзисторы начали активно использовать лет 30 назад), до сих пор электронная лампа — самый загадочный усилительный прибор. Если взять два усилителя — ламповый и транзисторный, обладающих примерно одинаковыми электрическими характеристиками, то качество звучания лампового усилителя будет гораздо выше, чем у транзисторного. «По утверждению музыкантов, звук как бы с трудом «продирается» сквозь [транзисторный] усилитель. Создается впечатление, что на пути сигнала стоит какое-то препятствие. Из-за этого люди с тонким слухом предпочитают ламповые усилители. Было предложено много вариантов объяснения этого феномена, но ни один из них так до конца и не объяснил физическую суть явления». Эта цитата взята их статьи В. Федорова «Транзисторное звучание», опубликованной в журнале «Радиомир» 2002, № 12, с. 3. От себя лишь добавлю, что некоторые известные мне объяснения «физической сути явления» противоречат друг другу.

По этой причине электронные лампы «выжили» только в сверхвысококачественных усилителях звука (класс «Hi-End») и в мощных высокочастотных устройствах. Во всех остальных классах более экономичные и малогабаритные транзисторы (а также микросхемы на их основе) уже давным-давно полностью вытеснили «ламповых монстров».

Недостатки электронных ламп: они имеют значительные габариты, требуют высокого (более 100 В) напряжения питания, а также постоянного разогрева катода за счет энергии внешнего источника питания; лампы слишком хрупки (нельзя ронять) и имеют значительное внутреннее сопротивление (чем оно меньше, тем лучше).

В этой книге устройства на основе электронных ламп рассматриваться не будут. Ознакомиться с ними можно в любом учебнике, выпущенном в 60—80-х гг. прошлого столетия — с тех пор в ламповой схемотехнике мало что изменилось.

Источник: А. С. Колдунов, Радиолюбительская азбука. Том 2. Аналоговые устройства. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 288 с. — (Серия «СОЛОН — РАДИОЛЮБИТЕЛЯМ» выпуск 24)

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