- Что такое бутстреппинг?
- Зачем нам нужен высокий входной импеданс для транзистора усилителя?
- Необходимые компоненты
- Принципиальная электрическая схема
- Работа усилителя Bootstrap
Усилители являются неотъемлемой частью электроники, которая используется для усиления сигналов малой амплитуды. Усилитель играет очень важную роль в усилении сигнала, особенно в аудио и силовой электронике. Ранее мы создавали много типов усилителей, включая усилители звука, усилители мощности, операционные усилители и т. Д. Помимо них, вы можете изучить многие другие широко используемые усилители, перейдя по ссылкам ниже:
- Двухтактный усилитель
- Дифференциальный усилитель
- Инвертирующий усилитель
- Инструментальный усилитель
Каждый усилитель имеет свой класс и применение. Обычно для построения усилителя используются транзисторы и операционные усилители. Здесь, в этом проекте, мы узнаем о Bootstrap Amplifier.
Что такое бутстреппинг?
Обычно начальная загрузка - это метод, при котором часть вывода используется при запуске. В усилителе Bootstrap самонастройка используется для увеличения входного импеданса. Благодаря этому уменьшается и нагрузка на источник входного сигнала. Конструкция похожа на пару Дарлингтона, но имеет конденсатор начальной загрузки. Конденсатор начальной загрузки используется для обеспечения положительной обратной связи сигнала переменного тока на базу транзистора. Эта положительная обратная связь помогает повысить эффективное значение сопротивления базы. Это приращение сопротивления базы также определяется коэффициентом усиления по напряжению схемы усилителя.
Зачем нам нужен высокий входной импеданс для транзистора усилителя?
Высокий входной импеданс улучшает усиление входного сигнала и, следовательно, необходим в различных приложениях усилителя. Если у нас низкий входной импеданс, мы получим низкое усиление. Как правило, BJT (биполярный транзистор) имеет низкое входное сопротивление (обычно от 1 Ом до 50 кОм). Поэтому для этого используется метод начальной загрузки для увеличения входного импеданса.
Напряжение на входном импедансе рассчитывается по следующей формуле:
V = {(V в.Z в) / (V в + ZV в)}
Следовательно, согласно формуле, входное сопротивление пропорционально напряжению на нем. Если входное сопротивление увеличивается, напряжение на нем также увеличивается, и наоборот.
Необходимые компоненты
- Транзистор NPN - BC547
- Резистор - 1к, 10к
- Конденсатор - 33пФ
- Входной сигнал переменного или импульсного тока
- Питание постоянного тока - 9В или 12В
- Макетная плата
- Соединительные провода
Принципиальная электрическая схема
Для входного импульсного сигнала мы использовали сигнал переменного тока (с использованием трансформатора), вы также можете использовать вход ШИМ. И для входа Vcc мы используем в цепи RPS (регулируемое положительное питание). Из соображений безопасности соблюдайте дистанцию между проводами переменного и постоянного тока.
Работа усилителя Bootstrap
После подключения схемы в соответствии с принципиальной схемой схема выглядит как пара Дарлингтона. Здесь мы использовали метод самонастройки для увеличения входного сопротивления этой схемы усилителя. Когда база транзистора Q1 высокая, а точка B низкая. Следовательно, конденсатор заряжается до значения напряжения на R2. Когда Q1 становится низким и напряжение начинает расти на базе Q2, конденсатор медленно разряжается. И чтобы поддерживать заряд, точка А также подталкивается вверх. Таким образом, напряжение в точке B увеличивается, и напряжение в точке A также продолжает расти, пока не превысит Vcc.
Заряд в конденсаторе начальной загрузки С1 снимается резисторами R1 и R2. Этот метод называется начальной загрузкой, потому что повышение напряжения на одном конце конденсатора приведет к увеличению напряжения на другом конце конденсатора.
Примечание. Метод начальной загрузки можно использовать только в том случае, если постоянная времени RC больше по сравнению с одним периодом управляющего сигнала.
Ниже приведено моделирование с помощью Proteus бутстраповского усилителя с усиленной формой волны.
Также мы разработали схему усилителя начальной загрузки на макетной плате. Форма выходного сигнала, полученная с помощью осциллографа, приведена ниже:
Проверьте еще схемы усилителя и их применения.