Схема зсуву рівня, HamLab
У багатокаскадних підсилювачах, що не мають гальванічного зв'язку між каскадами та охоплених загальним негативним зворотним зв'язком, виникає небезпека самозбудження на інфранізької частоті. Як відомо, кожен перехідний, а також блокуючий конденсатор вносить максимальний зсув фазі на низьких частотах до 90°. За наявності трьох і більше фазообертачів виникає небезпека самозбудження.
Самовзбудження не виникає, поки коефіцієнт посилення при зрушенні фази 180° менше одиниці (суцільна лінія), і відразу ж настає як тільки коефіцієнт посилення стає рівним або трохи більше 1 (пунктирна лінія):
Крім фазових спотворень, багато типів конденсаторів вносять суттєві (до 1%) нелінійні спотворення, а встановлені на вході високочутливих підсилювачів ще й шуми. Звідси зрозуміло, наскільки важливо обходитися без них. Особливе місце серед підсилювачів займають підсилювачі постійного струму, шкіру посилення яких не змінюється при зменшенні частоти до нульового значення. Однак за безпосереднього зв'язку між каскадами, особливо на транзисторах однієї провідності, доводиться узгоджувати порівняно великий (за модулем) потенціал на виході попереднього каскаду з малим потенціалом на вході наступного. Серед методів узгодження каскадів можна виділити чотири найпоширеніші:
1. З додатковим джерелом напруги в ланцюзі зв'язку.
2. З діодом Зенера (стабілітроном) в ланцюзі зв'язку.
3. З дільником напруги та додатковим джерелом.
Застосування дільника з додатковим джерелом вимагає частотної корекції через небезпеку обмеження смуги пропускання зверху, т.к. виникає інтегруюча RC – ланцюг.Умова компенсації виглядає так: R2Cк=R3Cвх, звідки Ск=R3Свх/R2. Вочевидь, такий спосіб корекції недосконалий, т.к. вимагає точного налаштування та застосування каскаду, вільного від ефекту Міллера.
Більш досконалий каскад.
Тут резистори R1-R4 утворюють своєрідний міст, в діагональ якого включений конденсатор С. При цьому необхідно виконання умови: R1/R2=R4/R3. При цьому ємність конденсатора підбирати немає необхідності, достатньо, щоб вона була дещо більшою за вхідну ємність. Зазвичай її вибирають не більше 220. 470 пФ.
4. Зі схемою зсуву рівня.
Найпростіша схема зсуву рівня за допомогою резистивного дільника:
Напруга зсуву рівня пропорційна резисторам R1, R2. У цьому неминуче відбувається втрата коефіцієнта передачі. застосування генератора струму замість резистора R2 дозволяє усунути цей недолік:
При цьому зміщення постійного струму залежить як від номіналу резистора, так і від струму ГСТ і дорівнює I * R1. При необхідності підстроювання напруги зміщення резистор R1 вибирають підстрою або роблять регульованим ГСТ.
Схема зсуву рівня з коефіцієнтом передачі більше одиниці.
Завдяки позитивному зворотному зв'язку з дільником на резисторах R2, R3 перетворює генератор струму на VT2, R3 активне джерело струму (АИТ).
Відносно просту схему зсуву рівня сигналу без зміни його фази можна отримати за допомогою каскаду із загальною базою:
Застосування транзистора VT3 збільшує точність передачі сигналу, т.к. компенсує зміни напруги базоемітерного переходу транзистора VT2. Взагалі, строго кажучи, таких транзисторів необхідно встановлювати два та послідовно – для компенсації зміни напругипереходів транзисторів VT1, VT2.
Наприкінці розділу пропонується схема високоякісного підсилювача потужності, розробленого на підставі вищевикладеного:
Коефіцієнт посилення з розімкнутою петлею ООС збільшений приблизно на 10 дБ. Ланцюжок R13, C9, R14, C10 служить для усунення перекомпенсації вхідної ємності. Як джерело усунення вихідного каскаду застосовано зустрічно - паралельний генератор опорної напруги. З метою покращення відстеження середньої точки введено резистор R3. Живлення підсилювача - від джерела із незаземленою середньою точкою, що позбавляє необхідності захисту гучномовців по постійному струму. Налагодження підсилювача зводиться до встановлення струму спокою вихідних транзисторів порядку 50. 70 мА підбиранням резистора R17 і встановлення половини напруги живлення на виході підсилювача підбором резистора R5 (R8), а в разі необхідності (при великому розкиданні параметрів транзисторів протилежних плечей) R12). Частота зрізу підсилювача без конденсатора С2 - близько 3МГц. Тому такий підсилювач може знайти широке застосування як вихідний підсилювач потужності передавачів провідних ліній ВЧ - зв'язку.