Појачала једносмерне струје - намена, врсте, кола и принцип рада

ДЦ појачала, као што име каже, не појачавају струју сама по себи, односно не стварају додатну снагу. Ови електронски уређаји се користе за контролу електричних вибрација у одређеном фреквентном опсегу почевши од 0 Хз. Али гледајући облик сигнала на улазу и излазу ДЦ појачала, може се недвосмислено рећи да на излазу постоји појачани улазни сигнал, али су извори напајања за улазне и излазне сигнале индивидуални.

По принципу рада, једносмерни појачивачи се деле на директне и конверторске.

Појачала за конверзију једносмерне струје претварају једносмерну струју у наизменичну струју, затим појачавају и исправљају. Ово се зове појачање са модулацијом и демодулацијом — МДМ.

Кола директних појачавача не садрже реактивне елементе, као што су индуктори и кондензатори, чија импеданса зависи од фреквенције. Уместо тога, постоји директна галванска веза излаза (колектора или аноде) елемента појачала једног степена са улазом (базом или мрежом) следећег степена.Из тог разлога, појачало са директним појачањем је у стању да прође (појача) чак Д.Ц.… Такве шеме су такође популарне у акустици.

Међутим, иако се директна галванска веза веома прецизно преноси између пада напона степена и спорих промена струје, овакво решење је повезано са нестабилним радом појачавача, са потешкоћама у успостављању режима рада појачавачког елемента.

Када се напон извора напајања незнатно промени, или се промени начин рада елемената појачала, или њихови параметри мало плутају, тада се одмах примећују споре промене струја у колу које преко галвански повезаних кола улазе у улазни сигнал. и сходно томе искривљују облик сигнала на излазу. Често су ове лажне излазне промене сличне по величини променама перформанси изазваним нормалним улазним сигналом.

Изобличење излазног напона може бити узроковано разним факторима. Пре свега, кроз унутрашње процесе у елементима ланца. Нестабилан напон извора напајања, нестабилни параметри пасивних и активних елемената кола, посебно под утицајем падова температуре итд. Можда уопште нису повезани са улазним напоном.

Промене излазног напона изазване овим факторима називају се померањем нуле појачала. Максимална промена излазног напона у одсуству улазног сигнала за појачало (када је улаз затворен) током одређеног временског периода назива се апсолутни дрифт.

Напон дрифта који се односи на улаз једнак је односу апсолутног дрифта и појачања датог појачавача.Овај напон одређује осетљивост појачала јер ограничава минимални улазни сигнал који се може детектовати.

Да би појачало исправно функционисало, напон дрифта не сме да пређе унапред одређени минимални напон сигнала који треба да се појача и који се примењује на његов улаз. Ако је излазни дрифт истог реда као или већи од улазног сигнала, изобличење ће премашити дозвољену границу за појачало, а његова радна тачка ће бити померена ван адекватног радног опсега карактеристика појачавача («нулти дрифт») .

За смањење нулте девијације користе се следеће методе. Прво се стабилизују сви извори напона и струје који напајају степене појачала. Друго, користе дубоку негативну повратну спрегу.Треће, шеме компензације температурног одступања се користе додавањем нелинеарних елемената чији параметри зависе од температуре. Четврто, користе се балансна мостна кола. Коначно, једносмерна струја се претвара у наизменичну, након чега се наизменична струја појачава и исправља.

Приликом креирања кола појачивача једносмерне струје веома је важно ускладити потенцијале на улазу појачавача, на местима спајања његових степеница, као и на излазу оптерећења. Такође је неопходно обезбедити стабилност степена у различитим режимима, па чак иу условима параметара плутајућег кола.

ДЦ појачала су једносмерна и пусх-пулл. Једнократна кола са директним појачањем прихватају директно напајање излазног сигнала са једног елемента на улаз следећег.Напон колектора првог се доводи на улаз следећег транзистора заједно са излазним сигналом из првог елемента (транзистора).

Овде се морају ускладити потенцијали колектора првог и базе другог транзистора, за шта се напон колектора првог транзистора компензује помоћу отпорника. Отпорник се такође додаје у емитерско коло другог транзистора да би се поништио напон базног емитера. Потенцијали на колекторима транзистора наредних степена такође морају бити високи, што се такође постиже коришћењем подударних отпорника.

У паралелно балансираном потисном степену, отпорници колекторских кола и унутрашњи отпори транзистора формирају четворокраки мост, чија се једна дијагонала (између кола колектор-емитер) напаја напоном напајања, а на други (између колектора) је прикључен на оптерећење . Сигнал који треба појачати се примењује на базе оба транзистора.

Са једнаким колекторским отпорницима и савршено идентичним транзисторима, разлика потенцијала између колектора, у одсуству улазног сигнала, је нула. Ако је улазни сигнал различит од нуле, тада ће колектори имати потенцијалне кораке једнаке по величини, али супротног предзнака. Оптерећење између колектора ће се појавити наизменична струја у облику понављајућег улазног сигнала, али са већом амплитудом.

Такви ступњеви се често користе као примарни степени вишестепених појачала или као излазни ступњеви за добијање уравнотеженог напона и струје. Предност ових решења је што дејство температуре на оба крака подједнако мења њихове карактеристике и излазни напон не лебди.