§ 5.5. Регулировка усиления сигнала в усилителях низкой частоты

При проектировании усилителей низкой частоты обычно предусматривают возможность регулировки усиления, позволяющей изменять в нужную сторону уровень сигнала на выходе усилительного устройства.

Рис. 5.21.

Величина, определяемая отношением коэффициентов усиления усилителя при двух крайних рабочих положениях регулятора, называется регулировки:

Обычно регулировка усиления осуществляется во входной цепи или в первых каскадах усилителя, так как при использовании регулятора в промежуточных каскадах увеличивается вероятность перегрузки предыдущих каскадов и возникновения нелинейных искажений на выходе усилителя.

Регулировка усиления может быть плавной и ступенчатой. На рис. 5.21, а приведена простейшая схема плавной регулировки с помощью переменного резистора (обычно типа СП, ВК, ТК), включенного в цепь базы или коллектора транзистора.

Основное достоинство такой схемы — простота и большая глубина регулировки. К недостаткам следует отнести изменение амплитудно-частотной характеристики усилителя в процессе регулирования усиления.

Если внутреннее сопротивление источника входного сигнала много меньше входного сопротивления каскада , определенного с учетом действующих обратных связей, цепей смещения и стабилизации, то влиянием регулятора R на амплитудно-частотную характеристику усилителя можно пренебречь. Например, если то, выбирая , будем иметь .

Для выполнения этих соотношений регулятор можно включить между двумя эмиттерными повторителями или использовать каскады на полевых транзисторах.

В схеме рис. 5.21, б плавная регулировка усиления достигается путем включения переменного резистора в цепи эмиттера транзистора. При изменении сопротивления переменного резистора меняется глубина отрицательной обратной связи по току, а следовательно коэффициент усиления каскада.

Рис. 5.22.

Рис. 5.23.

Глубина регулировки в схеме рис. 5.21, б

Плавная регулировка усиления широко используется в усилителях звуковой частоты радиотехнических устройств для изменения громкости звучания, в осциллографических и телевизионных усилителях для регулировки контрастности изображения и т. д.

Если требуется изменять коэффициент усиления в строго заданное число раз, то применяют ступенчатую регулировку. Ступенчатая регулировка осуществляется обычно с помощью переключателя и делителей.

Если делители включены таким образом, что выходное (или входное) сопротивление регулятора остается одинаковым при любом положении переключателя, то такой регулятор называется аттенюатором. На рис. 5.22 дана схема эмиттерного повторителя с аттенюатором на выходе.

В усилителях звуковой частоты кроме частотно-независимой регулировки усиления для изменения АЧХ применяется регулировка тембра звука, позволяющая плавно изменять коэффициент усиления в области высоких и низких частот. Простейший регулятор тембра высоких частот представляет собой переменный резистор R и конденсатор С, последовательно соединенные друг с другом.

При включении регулятора в цепь межкаскадной связи усилителя (рис. 5.23) коэффициент усиления уменьшается в области верхних частот амплитудно-частотной характеристики, так как емкостное сопротивление конденсатора шунтирует нагрузку каскада на транзисторе .

В области средних и низких частот сопротивление должно быть велико для того, чтобы регулятор оказывал влияние на коэффициент усиления только на высоких частотах. Изменяя сопротивление переменного резистора R, можно регулировать коэффициент усиления в области высоких частот. На рис. 5.24 представлена амплитудно-частотная характеристика усилителя при различных значениях сопротивления резистора

Рис. 5.24.

Рис. 5.25.

Регулятор тембра, изображенный на рис. 5.25, можно использовать для изменения «окраски» звука. Если увеличить емкость конденсатора С так, чтобы сопротивление шунтировало нагрузку каскада и на средних частотах амплитудно-частотной характеристики, то кривая спада верхних частот сдвигается влево. Тогда усилителем воспроизводятся полностью только сигналы низких частот, а сигналы средних и высоких частот звучат приглушенно.

На практике широко применяются регуляторы тембра, выполненные в виде схем для низких (рис. 5.25, а) и высоких (рис. 5.25, б) частот.