Две стъпала, свързани през кондензатор
Всяко стъпало е ОЕ с ООВ (RЕ1 = 100 Ω) от тема 5: чисто, но усилва само десетина-двайсет пъти. Затова слагаме второ след него. Между тях стои разделителен кондензатор Cр. Той пропуска променливия сигнал, но спира постоянното напрежение – колекторът на първото е на ~5 V, а базата на второто трябва да е на ~2 V.
Първото стъпало усилва ×20,2 (26,1 dB), второто ×26,6 (28,5 dB). Общо ×538 = 54,6 dB – усилванията се умножават, а децибелите се събират. Първото усилва по-малко, отколкото самò, защото входът на второто го товари (тема 1).
След първото стъпало, mV (вход AC – без постоянното)
след 1-вото стъпало
Изходът, V
изход
Входът: звукът, както е записан
входът x(n)
Изходът: звукът след двете стъпала
изходът y(n)
Микрофонът дава 1 mV. След първото стъпало са ~20 mV (люлеене около постоянните ~5 V на колектора), на изхода – около половин волт, без постоянна съставка. Пусни думата: усилена ~540 пъти и все още чиста.
Лентата на RC стъпалото
При ниски честоти пада заради кондензаторите. Разделителният 1 μF и входът на второто стъпало правят високочестотен RC филтър (а CЕ – още един). При високи честоти – заради паразитния капацитет 10 nF (проводници, входът на второто стъпало, ефектът на Милер) върху колектора на първото. Сега fн = 29,2 Hz, fв = 6,09 kHz.
ВЧ корекция: малък кондензатор 0 nF успоредно на RЕ1. При високите честоти той дава RЕ1 накъсо – ООВ отслабва и усилването расте точно там, където паразитният капацитет го сваля.
K(f) на двете стъпала
Входът: звукът, както е записан
входът x(n)
Изходът: звукът след двете стъпала
изходът y(n)
С Cр = 0,01 μF fн скача над 1 kHz – думата е тенекиена. С Cпар = 20 nF fв пада до ~3 kHz – глуха. Сега добави Cкор около 220–470 nF: високите се връщат, а кривата може дори да получи „гърбица“ (прекорекция). Изходът на звука е в свой мащаб.
Видове връзка между стъпалата
| Връзка | Плюсове | Минуси |
|---|---|---|
| RC (през кондензатор) | проста, евтина, независими работни точки | не пропуска 0 Hz, губи ниските |
| директна (галванична) | усилва и постоянен ток (0 Hz) | работните точки се влияят; дрейф на нулата |
| трансформаторна | съгласуване, галванично разделяне | ограничена лента, скъпа, тежка, хваща и пръска магнитни смущения (лоша ЕМС) |
По лентата предусилвателите са звукови (20 Hz – 20 kHz) или широколентови (от няколко Hz или 0 до стотици MHz – видео, импулси). Широколентовите разчитат на корекции.
Самопроверка
1. Две стъпала по 20 dB и 30 dB. Колко е общото усилване?
50 dB ≈ 316 пъти (10 · 31,6).
2. Защо стъпалата се свързват през кондензатор, а не направо?
За да не се смесят работните точки – кондензаторът спира постоянното напрежение и пропуска сигнала.
3. Какво реже лентата отгоре и как се коригира?
Паразитните капацитети и транзисторът. Корекция: бобина в колектора или малък кондензатор успоредно на RЕ (ООВ отслабва при ВЧ).