32. Энергетические режимы работы усилительного каскада. Отрицательная обратная связь в усилителях.

Транзисторы, будучи полупроводниковыми приборами, имеют два существенных недостатка. Первый связан с уже отмеченной принципиально нелинейной зависимостью тока коллектора от управляющего напряжения. Второй недостаток заключается в том, что характеристики транзистора сильно зависят от температуры. В частности, с ростом температуры возрастает неуправляемый ток коллектора IК0, связанный с генерацией пар "электрон–дырка" (он увеличивается в два раза при повышении температуры на каждые 10 °С). В зависимости от температуры изменяется коэффициент передачи тока транзистора β. Это приводит к уходу рабочей точки р от своего первоначального положения, изменению коэффициента усиления и опять же к нелинейным искажениям выходного напряжения.

Существенное снижение нелинейных искажений обеспечивает использование в усилителях отрицательной обратной связи. При этом часть выходного сигнала подается обратно на вход, с тем чтобы противодействовать входному сигналу. Вследствие этого, естественно, уменьшается усиление. Однако с помощью отрицательной обратной связи можно добиться, чтобы усиление практически не зависело от нелинейной передаточной характеристики транзистора и в основном определялось соотношением омических сопротивлений.

33. Апериодические и резонансные усилители.

Апериодическим называется такой усилитель, нагрузка которого не имеет резко выраженных резонансных свойств. Апериодические усилители применяются для усиления сигналов с частотами порядка нескольких мегагерц и ниже.

34. Автогенераторы гармонических колебаний.

Прежде, чем приступить к анализу автогенераторов (автоколебательных систем), сформулируем основные понятия. Устройства, предназначенные для создания электрических колебаний, называются генераторами. С точки зрения режима работы их разделяют на автогенераторы и генераторы с внешним возбуждением.

Автогенератор (часто, просто генератор) устройство, преобразующее энергию постоянного тока в энергию электрических колебаний требуемой частот и формы.

Генератор с внешним возбуждением (в импульсной технике - ждущий генератор) переходит в режим генерации, формирования, или усиления электрических колебаний только при поступлении на его вход сигналов возбуждения (запуска).

В зависимости от формы вырабатываемых напряжений различают генераторы гармонических и релаксационных (импульсных) колебаний. Генератор гармонических колебаний вырабатывает сигнал, в спектре которого присутствует практически одна гармоника. Выходные колебания релаксационного генератора содержат широкий спектр гармонических составляющих, часто имеющих соизмеримые амплитуды. Можно отметить и генераторы линейных пилообразных напряжений, которые относятся к релаксационным. Особую группу представляют автогенераторы случайных колебаний (сигналов) - шумовые генераторы.

Независимо от назначения и схемотехнического выполнения автогенератор любых перечисленных колебаний (кроме параметрических схем) состоит из нелинейного усилителя, цепи положительной обратной связи и источника питания постоянного тока. Форма и частота выходных колебаний определяется только параметрами самого автогенератора, между тем как в генераторе с внешним возбуждением амплитуда и частота колебаний навязываются извне.

Генератор гармонических колебаний должен обязательно содержать узкополосную колебательную систему. Принцип действия релаксационных генераторов основан на зарядно-разрядных или накопительно-поглощающих явлениях, протекающих в широкополосных энергоемких цепях положительной обратной связи.