Jste zde

Simulace elektronických obvodů - 3. část

Minule jsme odvodili jednoduché vzorce pro návrh zesilovače Rb = 2 * h21 * Rc a Au = 18 * Un. V následující simulaci se mění postupně napětí, zatěžovací odpor a zesílení tranzistoru a kontroluje se platnost těchto vztahů. Horní voltmetr a ampérmetr jsou stejnosměrné a kontrolují nastavení pracovního bodu (zesilovač třídy A). Pravý voltmetr je střídavý a ukazuje přímo zesílení, protože vstupní střídavé napětí je rovno 1 mV. Osciloskop zobrazuje napětí na spotřebiči a to jak ve střídavém režimu (červeně), tak i výstup se stejnosměrnou složkou. Tím je dána i odpověď na otázku v závěru minulého dílu. Nevýhodou tohoto řešení zesilovače je nežádoucí stejnosměrný proud protékající sluchátkem.

schema

Tato nevýhoda se u elektronkových zesilovačů odstraňovala velmi jednoduše, zapojením spotřebiče přes transformátor, který přenesl pouze střídavou složku. Navíc transformátor umožnil i jednoduché impedanční přizpůsobení mezi velkým výstupním odporem elektronkového zesilovače a malým odporem spotřebiče. Zesilovač se na výstupu chová jako zdroj střídavého napětí s určitým vnitřním odporem a platí, že maximální výkon se přenese do spotřebiče, jestliže je jeho odpor shodný s odporem zdroje.

Protože součet napětí na kolektorovém odporu a na tranzistoru je roven konstantnímu napájecímu napětí, je možné odebírat výstupní napětí i mezi kolektorem a emitorem tranzistoru. Jediným rozdílem bude, že při růstu napětí na odporu bude napětí na tranzistoru klesat a opačně, tj. střídavá část napětí Uce bude vůči střídavé složceí na odporu záporná, nebo-li posunuta o 180 stupňů. Výhodou tohoto řešení je společná zem se vstupním napětím (Společný Emitor). Spotřebič se pak připojuje přes vazební kondenzátor, který se nabije na stejnosměrnou složku, takže tato pak neprochází spotřebičem.

Pokud se toto zapojení opět překreslí metodou beta bariéry, zjistí se, že kolektorový odpor je spojen paralelně s odporem spotřebiče (kondenzátor je zkrat). Protože ve vztahu pro zesílení byl podíl Rc / re, je zřejmé, že se zmenšujícím odporem spotřebiče bude klesat napěťové zesílení. Ve vytvořeném děliči bude ale narůstat střídavá složka proudu protékající spotřebičem a tedy i proudové zesílení. Maximum výkonového zesílení bude pravděpodobně uprostřed, tj při rovnosti odporů Rc = Rz. To vyplývá i z dříve uvedeného, protože kolektorový odpor je současně výstupním odporem zesilovače.

simulace

V zapojení bylo nutné vytvořit stejnosměrný posuv sériovým připojením zdroje 755 mV, protože při použití kondenzátoru a odporu do báze by byl překročen povolený limit součástek demoverze. Voltmetr ukazuje střídavé zesílení a proudové by se určilo podělením údajů střídavých ampérmetrů. Při stavu naprázdno (100 Mohm) je napěťové zesílení shodné s předchozím obvodem a naopak při zkratu (1 ohm) se napěťové zesílení blíží nule a veškerá střídavá část proudu se uzavírá přes spotřebič. To znamená, že proudové zesílení zesilovače se blíží proudovému zesílení tranzistoru. Při Rz = Rc (10 kohm) je napěťové i proudové zesílení poloviční a výkonové zesílení je maximální (4,5 * h21 * Un). Lze samozřejmě odvodit i obecné vztahy pro zesílení pro libovolná Rc a Rz:

Au = (Rc paralelně s Rz) / re    a     Ai = h21 * Rc / (Rz + Rc)     ...    (proudový dělič)

Příště se podíváme na problematiku vazebních kondenzátorů...

Máte-li nějaké náměty či, připomínky apod., napište mi... 



HW server doporučuje knihu tohoto autora :
 
SIMULAČNÍ PROGRAMY pro elektroniku
 
Nakladatelství :  BEN
Autor : ing. Robert Láníček
Rok vydání : 2000
Počet stran : 118
CENA s CDROM : 299 Kč
 
Hodnocení článku: