Усилитель с прямой связью

Для проверки этой статьи нужны дополнительные цитаты . Помогите улучшить эту статью , добавив ссылки на надежные источники . Материалы без ссылок могут быть оспорены и удалены. Найти источники:  «Усилитель с прямой связью» – новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( март 2022 г. ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Прямой усилитель [ ^1] или усилитель постоянного тока — это тип усилителя , в котором выход одного каскада усилителя соединен с входом следующего каскада таким образом, чтобы разрешить сигналам с нулевой частотой , также называемым постоянным током , проходить от входа к выходу. Это применение более общей прямой связи . Она была изобретена Гарольдом Дж. Пасом и Фрэнсисом П. Кейпером-младшим в 1955 году. Она заменила триодный ламповый усилитель, разработанный Ли де Форестом . Почти все конструкции ламповых схем теперь заменены конструкциями транзисторных схем с прямой связью. Это первая конструкция транзисторного усилителя, которая не включала разделительные конденсаторы. Прямой усилитель позволил строить аналоговые схемы меньше за счет устранения разделительных конденсаторов и снял ограничение нижней частоты, зависящее от конденсаторов.

Пас впервые начал свою карьеру в Bell Labs в качестве стажера с декабря 1950 по апрель 1952 года в качестве инженера-помощника. Пас работал над тестированием нескольких параметров транзистора, таких как время нарастания, постоянная времени RC, коэффициент альфа, чтобы определить их влияние на конструкцию транзисторной схемы. Затем он продолжил работать в RCA в качестве летнего студента-стажера по инженерии с июня 1953 по сентябрь 1953 года. Пасу было поручено определить влияние нескольких переменных на коэффициент шума транзистора на различных радиочастотах. Результатом этого исследования стало то, что Пас разработал первый беспроводной микрофон на основе транзистора, названный Phantom. RCA заинтересовалась разработкой Паса и оповестила свою дочернюю компанию National Broadcasting Company о новом микрофоне. RCA решила подать заявку на патент US2,810,110 на микрофон 16 июля 1954 года и получила его 15 октября 1957 года. Конструкция была использована для беспроводного микрофона ND-433, который NBC использовала в 1955 году.

В июне 1954 года Пас занял должность инженера в Philco и был назначен в группу разработки транзисторных продуктов для изучения теории работы схем прямого включения Р. Брауна. Схема переключения использовала один резистор на транзистор, что было революционным в то время из-за малого количества компонентов. Транзисторы в основном использовались в качестве цифрового устройства включения-выключения, которое было бы полезно для создания твердотельного цифрового компьютера. Именно после понимания теории схем переключения Пас изобрел «Триплет» прямого включения, который представляет собой трехкаскадный линейный усилитель, который использует только один резистор на каскад усиления транзистора. Именно в это время Пас познакомился с Робертом Нойсом , который также работал в отделе исследований транзисторов. Усилитель прямого включения оказал влияние на разработку операционного усилителя Fairchild uA709 Бобом Видларом , о котором Нойс знал, поскольку был одним из основателей Fairchild Semiconductors .

Прямой усилитель также является основой для слухового аппарата Mark I компании Philco, который использовал схему, построенную на транзисторах из сплава кремния. Слуховой аппарат был указан как Рисунок 5 как приложение Triplet в патенте US3030586 ^[1]

После этого Пас вернулся на работу в RCA в августе 1955 года. Он работал над проектированием источника питания, который использовал небольшие транзисторы, которые могли бы регулировать и контролировать большое количество энергии. Это исследование привело к созданию новой схемы, которую разработал Пас и которая была представлена ​​во внутреннем академическом журнале RCA, Industry Service Laboratory. ^[2] Позже Пас опубликовал свою разработку в International Radio Engineers и представил свои выводы на съезде IRE в 1957 году.

Паз продолжал работать над различными конструкциями транзисторных усилителей для RCA, включая конструкцию транзисторной схемы, которая могла бы использоваться в линейке продуктов усилителей, монтируемых в стойку. Эта транзисторная схема стала транзисторным предусилителем-эквалайзером для профессиональных проигрывателей. Паз представил свою работу на ежегодном съезде звукоинженеров 1957 года. ^[3] Дополнительные продукты включают «гибридный» транзисторный усилитель мощности, который был первым 10-ваттным усилителем, который имел искажения менее 0,333% от 30 циклов до 15 000 циклов. Он также был совместим с любыми мощными транзисторами RCA 2N301. Усилитель мощности с низким искажением транзистора был опубликован в журнале Electronics Industries , и Паз представил свои выводы на Национальном съезде IRE в 1959 году.

Обычное использование термина «усилитель постоянного тока» не означает «усилитель постоянного тока», поскольку этот тип может использоваться как для сигналов постоянного тока, так и для сигналов переменного тока . Частотная характеристика усилителя с прямой связью похожа на фильтр нижних частот, поэтому его также называют «усилителем нижних частот». Усиление постоянного тока (нулевой частоты) возможно только этим усилителем, поэтому он позже становится строительным блоком для дифференциального усилителя и операционного усилителя . Кроме того, технология монолитных интегральных схем не позволяет изготавливать большие конденсаторы связи.

Усилители с прямой связью, построенные в обычной форме однотактных усилителей, соединенных каскадом, страдают от дрейфа выходного напряжения со временем и температурой. Во многих приложениях с высоким коэффициентом усиления необходимо обеспечить корректировку смещения для решения проблемы дрейфа. Проблему дрейфа можно преодолеть, используя дифференциальные усилители . ^[4]

Усилители с прямой связью используются в регуляторах напряжения , сервоприводах и других инструментальных усилителях . Он также является строительным блоком для дифференциальных усилителей и операционных усилителей .

• Емкостная связь