Wzmacniacz sprzęgający RC
Sprzężenie rezystancyjne i pojemnościowe jest w skrócie określane jako sprzężenie RC. Jest to najczęściej stosowana technika sprzęgania we wzmacniaczach.
Budowa dwustopniowego wzmacniacza sprzężonego RC
Szczegóły konstrukcyjne dwustopniowego obwodu wzmacniacza tranzystorowego sprzężonego z RC są następujące. Dwustopniowy obwód wzmacniacza ma dwa tranzystory, połączone w konfiguracji CE i zastosowano wspólny zasilacz V CC . Potencjał dzielnika R 1 i R 2 i rezystor R e tworzą sieć dociskające i stabilizacji. Kondensator obejściowy emitera C e oferuje ścieżkę o niskiej reaktancji do sygnału.
Rezystor R L jest używany jako impedancja obciążenia. Kondensator C wejściowych w obecnych w początkowej fazie pary wzmacniacz sygnału AC do bazy tranzystora. Kondensator C C jest kondensatorem sprzęgającym, który łączy dwa stopnie i zapobiega interferencjom DC między stopniami i steruje przesunięciem punktu pracy. Poniższy rysunek przedstawia schemat obwodu wzmacniacza sprzężonego RC.
Działanie wzmacniacza sprzężonego RC
Gdy sygnał wejściowy AC jest przyłożony do bazy pierwszego tranzystora, zostaje wzmocniony i pojawia się przy obciążeniu kolektora R L, które jest następnie przepuszczane przez kondensator sprzęgający C C do następnego stopnia. Staje się to wejściem następnego etapu, którego wzmocniona moc wyjściowa ponownie pojawia się na obciążeniu kolektora. W ten sposób sygnał jest wzmacniany krok po kroku przez działanie sceny.
Ważną kwestią, którą należy tutaj zauważyć, jest to, że całkowity zysk jest mniejszy niż iloczyn korzyści z poszczególnych etapów. Dzieje się tak, ponieważ gdy drugi etap ma następować po pierwszym etapie, plikeffective load resistancepierwszego stopnia jest zmniejszona z powodu efektu bocznikującego rezystancji wejściowej drugiego stopnia. Stąd w wielostopniowym wzmacniaczu tylko wzmocnienie ostatniego stopnia pozostaje niezmienione.
Ponieważ rozważamy tutaj wzmacniacz dwustopniowy, faza wyjściowa jest taka sama jak wejście. Ponieważ odwrócenie fazy jest wykonywane dwukrotnie przez dwustopniowy obwód wzmacniacza skonfigurowany w standardzie CE.
Odpowiedź częstotliwościowa wzmacniacza sprzężonego RC
Krzywa odpowiedzi częstotliwościowej to wykres wskazujący związek między wzmocnieniem napięcia a funkcją częstotliwości. Odpowiedź częstotliwościowa wzmacniacza sprzężonego RC jest taka, jak pokazano na poniższym wykresie.
Z powyższego wykresu wynika, że częstotliwość spada lub maleje dla częstotliwości poniżej 50 Hz i dla częstotliwości powyżej 20 kHz. podczas gdy wzmocnienie napięcia dla zakresu częstotliwości od 50 Hz do 20 kHz jest stałe.
Wiemy to,
$$ X_C = \ frac {1} {2 \ pi f_c} $$
Oznacza to, że reaktancja pojemnościowa jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości.
Przy niskich częstotliwościach (tj. Poniżej 50 Hz)
Reaktancja pojemnościowa jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości. Przy niskich częstotliwościach reaktancja jest dość wysoka. Reaktancja kondensatora C wejściowych w i kondensator sprzęgający C C są tak wysokie, że tylko mała część sygnału wejściowego jest dozwolone. Reaktancja kondensatora obejściowego emitera C E jest również bardzo wysoka przy niskich częstotliwościach. Dlatego nie może skutecznie omijać oporu emitera. Przy tych wszystkich czynnikach wzmocnienie napięcia spada przy niskich częstotliwościach.
Przy wysokich częstotliwościach (tj. Powyżej 20 kHz)
Ponownie biorąc pod uwagę ten sam punkt, wiemy, że reaktancja pojemnościowa jest niska przy wysokich częstotliwościach. Zatem kondensator zachowuje się jak zwarcie przy wysokich częstotliwościach. W rezultacie zwiększa się efekt obciążenia kolejnego stopnia, co zmniejsza przyrost napięcia. Wraz ze spadkiem pojemności diody emitującej zwiększa prąd bazowy tranzystora, przez co zmniejsza się wzmocnienie prądowe (β). Stąd wzmocnienie napięcia spada przy wysokich częstotliwościach.
Przy średnich częstotliwościach (tj. 50 Hz do 20 KHz)
Wzmocnienie napięcia kondensatorów jest utrzymywane na stałym poziomie w tym zakresie częstotliwości, jak pokazano na rysunku. Jeśli częstotliwość wzrasta, reaktancja kondensatora C C maleje, co ma tendencję do zwiększania wzmocnienia. Ale ta mniejsza pojemność reaktywna zwiększa efekt obciążenia następnego etapu, przez który następuje zmniejszenie wzmocnienia.
Dzięki tym dwóm czynnikom wzmocnienie jest utrzymywane na stałym poziomie.
Zalety wzmacniacza sprzężonego RC
Poniżej przedstawiono zalety wzmacniacza sprzężonego RC.
Pasmo przenoszenia wzmacniacza RC zapewnia stałe wzmocnienie w szerokim zakresie częstotliwości, dzięki czemu najlepiej nadaje się do zastosowań audio.
Obwód jest prosty i ma niższy koszt, ponieważ wykorzystuje rezystory i kondensatory, które są tanie.
Dzięki ulepszonej technologii staje się bardziej kompaktowy.
Wady wzmacniacza sprzężonego RC
Poniżej przedstawiono wady wzmacniacza sprzężonego RC.
Wzmocnienie napięcia i mocy jest niskie ze względu na efektywną rezystancję obciążenia.
Z wiekiem stają się głośne.
Ze względu na słabe dopasowanie impedancji transfer mocy będzie niski.
Zastosowania wzmacniacza sprzężonego RC
Poniżej przedstawiono zastosowania wzmacniacza sprzężonego RC.
Mają doskonałą wierność dźwięku w szerokim zakresie częstotliwości.
Szeroko stosowany jako wzmacniacze napięcia
Ze względu na słabe dopasowanie impedancji, sprzężenie RC jest rzadko stosowane w końcowych stopniach.