розділовий конденсатор
Створення зв'язку по змінному струмі необхідно, щоб заборонити протікання постійного струму між певними точками схеми і забезпе-чити при цьому вільне проходження змінного струму. Електрон-ні компоненти, що забезпечують зв'язок по змінному струмі, наприклад конденсатори або трансформатори, зазвичай встановлюються на вході і виході підсилювача. Таким чином, заданий режим спокою (статичний режим) транзистора не впливає на статичні режими попереднього і подальшого каскадів.
У схемі, наведеній на рис. 23.1. конденсатор пов'язує точки А і В за змінним струмом, aR - навантажувальний резистор. Для постійного струму конденсатор діє як розрив ланцюга, повністю блокуючи протікання постійного струму між точками А і В. З цієї причини конденсатор зв'язку називають блокувальним або розділовим конденсатором.
Задовільну якість зв'язку по змінному струмі досягається тільки в тому випадку, коли реактивний опір Хс конденсатора на робочій частоті багато менше опору резистора навантаження R. Тоді на цьому конденсаторі падає (і втрачається) дуже мала частина напруги вхідного сигналу. Наприклад, якщо Vвх = 100 мВ, то зв'язок по змінному струмі можна вважати задовільною, коли вихідна напруга Vвих = 95 мВ і на роздільному конденсаторі падає 5 мВ (5%). Необхідну ємність розділового конденсатора визначають два чинники.
1. Опір завантажувального резистора R. Вважаючи, що задовольни-кові зв'язок але змінному струмі досягається, коли Хс = R / 20, для R = 1 кОм отримуємо Хс = 50 Ом.
Мал. 23.1. Установка розділового Рис. 23.2. Вплив розв'язує конденсатора. конденсатора.
Вказані потен-циал точки А без розв'язує конденсатора (а) і з розв'язуючим конденсатором (б).
Припустимо, що робоча частота f = 300 Гц. Оскільки ХC = 1 / 2πfC1. то
Якщо опір навантажувального резистора збільшити до 100 кОм, то ХC = R / 20 = 1/20 · 100 = 5 кОм
Таким чином, якщо опір навантажувального резистора збільшити в 100 разів (з 1 кОм до 100 кОм), то ємність розділового конденсатора можна зменшити в тій же пропорції (з 10 мкФ до 0,1 мкФ).
Взагалі, чим більше опір навантажувального резистора, тим мен-ше необхідна ємність розділового конденсатора.
2. Робоча частота. Візьмемо в якості вихідного вищенаведений приклад, де задовільна зв'язок по змінному струмі достига-лась при С = 10 мкФ і R = 1 кОм для f = 300 Гц.
Якщо тепер робочу частоту збільшити до 300 кГц, то з урахуванням усло-вия Хс = R / 20 = 50Ом отримуємо
Таким чином, якщо робочу частоту збільшити в 1000 разів (з 300 Гц до 300 кГц), то ємність розділового конденсатора можна зменшити в 1000 разів (з 10 мкФ до 0,01 мкФ).
Взагалі, при заданому опорі резистора навантаження для низ-ких робочих частот необхідно використовувати розділові конденсатори великої ємності, і навпаки.
Коли мова йде про робочому діапазоні частот, ємність розділової-го конденсатора визначається найменшою частотою з цього діапазону. Звертаючись до розглянутим вище прикладів, ми бачимо, що конденсатор) ємністю 10 мкФ відповідно до розрахунків забезпечує адекватну зв'язок з неременному току при частоті 300 Гц і тим більше при частоті 300 кГц. З іншого боку, конденсатор ємністю 0,1 мкФ забезпечувала-ет адекватну зв'язок при частоті 300 кГц, але непридатний для реалізації зв'язку по змінному струмі при частоті 300 Гц.
На рис. 23.2 (6) показаний конденсатор С. забезпечує розв'язку різі-стору R. За відсутності конденсатора (рис-23.2 (^. 1) в точці А постійний потенціал дорівнює 10 В, а змінний потенціал сигналу - 10 мВ. Кон-денсатор, що представляє собою розрив цінуй для постійного струму, не робить ніякого впливу на постійний потенціал точки А, Одна-ко якщо ємність цього конденсатора така, що па робочої частоті його реактивний опір істотно менше опору резистора R, то конденсатор буде ефективно здійснювати коротке замикання сигналу переменног про струму на землю. Таким чином, потенціал точки А по змінному струмі буде дорівнює нулю. ємність конденсатора С, забезпе-чувати задовільну розв'язку, визначається опором третьому резистора R і робочою частотою - але тим же самим формулам, ко-торие використовувалися для розрахунку ємності розділового конденсатор-тора.
Підсилювач з ДС-зв'язком
На рис. 23.3 наведена схема підсилювача з ДС-связио, де З> - вхідний розділовий конденсатор. Ємність цього конденсатора повинна бути порівняно велика в силу низького вхідного опору транзистора в схемі з ОЕ (це опір стає ще менше за рахунок шунтуючих-вання входу, підсилювача резистором R ^>. Конденсатор С ^ пов'язує вихід підсилювача з навантаженням або наступним каскадом, його ємність можна порівняти з ємністю конденсатора Ci. Типові значення ємностей роздільник-ьшх конденсаторів наступні:
10-50 мкФ. 0.01-0,1 мкФ.