Лекции по "Схемотехнике аналоговых устройств"

Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Февраля 2013 в 00:47, курс лекций

Описание работы

1. Принцип электронного усиления и классификация усилителей
2. Основные показатели качества усилительных устройств
3. Анализ работы УК с помощью ВАХ
4. Критерии выбора положения ИРТ
5 Принципы обеспечения заданного положения ИРТ

Работа содержит 45 файлов

1 Принцип электронного усиления и классификация усилителей.pdf

— 185.87 Кб (Открыть, Скачать)

10 Линейные искажения в усилителях переменного сигнала.pdf

— 126.85 Кб (Скачать)
Page 1
1
Линейные искажения в усилителях переменного сигнала
Напомним, что под переменными сигналами понимаются такие, которые
имеют относительно большие скорости изменения или малое время сущест-
вования и не содержат постоянных составляющих.
В усилителях переменных сигналов допустимо использование на пути
распространения сигнальных токов и напряжений разделительных конденса-
торов С
р
. Кроме того, в них могут применяться блокировочные конденсато-
ры C
б
, исключающие влияние на распределение сигнальных потенциалов
участков цепи, зашунтированных этими конденсаторами. Таким образом, под
усилителями переменных сигналов понимаются такие, в схемах которых
применены разделительные и блокировочные конденсаторы. При составле-
нии эквивалентных схем для переменного тока эти конденсаторы заменяются
короткими замыканиями.
Синтез схемы каскада переменного сигнала осуществляется в несколько
этапов. В ходе выполнения первых из них проводится выбор его структуры и
номиналов элементов с точки зрения обеспечения заданного режима работы
на постоянном токе. При этом независимо от предполагаемой схемы включе-
ния транзистора по переменному току, за основу принимается схема с фик-
сированным током эмиттера. На следующем этапе в схему вводятся раздели-
тельные и блокировочные конденсаторы, с помощью которых формируется
требуемая схема включения транзистора на переменном токе. Способы под-
ключения блокировочных конденсаторов при организации схем ОЭ, ОК и ОБ
иллюстрирует рис. 1. При этом, в ряде случаев для повышения стабильности
и определенности свойств каскада ОЭ на переменном токе в эмиттерную
цепь его транзистора включают дополнительное сопротивление R
F
.

Page 2

2
Рис. 1
На низких частотах выполнить условие пренебрежимо малого значения
сопротивлений конденсаторов С
р
и C
б
не удается, в результате чего в каскаде
возникают низкочастотные искажения, а при прохождении прямоугольного
импульса большой длительности происходит спад вершины импульса, воз-
никающий вследствие того, что каскад не способен передавать постоянные
напряжения. Для снижения этих искажений требуется увеличение емкостей
конденсаторов С
р
и C
б
, что не всегда выполнимо по конструктивным и эко-
номическим соображениям. Поэтому номиналы емкостей этих конденсаторов
выбирают исходя из предельно допустимых частотных или переходных ис-
кажений.
Рассмотрим основные соотношения, с помощью которых осуществляют
выбор значения емкостей конденсаторов С
р
и C
б
. В основу этих соотноше-
ний положена взаимозависимость между спадами ε
р
и ε
б
нормированной
АЧХ разделительной и блокировочной цепей со значениями емкости конден-
сатора С
р
и C
б
соответственно.
Конденсатор С
р
объединяет на переменном токе два зажима многопо-
люсной цепи, разделяя их на постоянном (делает взаимонезависимыми по-
стоянные потенциалы этих полюсов). Эквивалентная схема сигнальной цепи,
содержащей разделительный конденсатор, приведена на рис. 2. При этом рис.
2,а соответствует случаю, когда сигнальные изменения представлены с по-

Page 3

3
мощью генератора тока, а рис. 2,б – с помощью генератора напряжения. Оба
представления взаимно эквивалентны.
Рис. 2
Рассмотрение передаточных свойств этой цепи рис. 2 на участке 1-2 в
частотной области показывает, что нормированная амплитудно-частотная
характеристика этой разделительной цепи определяется соотношением:
( )
( )
р
2
р
1
1 2π τ
M
f
f
=
+
,
где τ
р
=С
р
(R
1
+R
2
) – постоянная времени разделительной цепи. На основании
этого соотношения можно сформулировать требование к значению емкости
конденсатора С
р
, при которой на нижней граничной частоте f
н
спад норми-
рованной амплитудно-частотной характеристики (НАЧХ) не превосходил бы
ε
н
, где ε
н
=1-M
р
:
(
)
(
)
ð
í
1
2
2
í
1
1
2
1
1 ε
C
f R
R
π

+


.
Конденсаторы C
б
в области низких частот не могут оказать достаточно-
го блокирующего действия, в результате чего цепь заземления общего про-
вода транзистора не имеет нулевого сопротивления и схемы ОЭ, ОК и ОБ
выступают в роли схем с незаземленным общим электродом, т.е. каскадов
ОЭ
F
, OK
F
и ОБ
F
. В этих схемах в цепи общего электрода оказывается вклю-
ченным комплексное сопротивление Z
F
=X
б
||R
F
= R
F
/(1+ jωτ
б
), где R
F
– рези-
стивное сопротивление внешней по отношению к транзистору цепи, шунти-
руемой конденсатором C
б
; X
б
=1/(jωC
б
), τ
б
= C
б
R
F
– постоянная времени бло-
кирующей цепи. Для схемы ОЭ
F
(рис. 1,a) R
F
=R
э
, для OK
F
(рис. 1,б) R
F
=R
к
.
Для каскада OБ
F
, R
F
=R
дел
, где R
дел
=R
1
||R
2
.

Page 4

4
Вследствие ненулевого значения сопротивления Z
F
в области низких
частот коэффициенты усиления каскадов меньше номинальных (К
0
), и НАЧХ
M(f) имеет дополнительный спад
( )
(
)
(
)
(
)
2
á
á
á
2
2
á
1 2π τ
ε
1
1
1
2π τ
F
f
M
f
gR
f
+
= −
= −
+
+
.
Для схем ОЭ g=g
21
, OK g=g
22
, OБ
F
g=g
11
. Обычно g
21
>> g
11
>> g
12
,
вследствие чего наиболее заметно рассматриваемые процессы проявляются в
схеме ОЭ, в меньшей степени в – схеме ОБ и практически незаметны при
включении ОК. Поэтому выбор номиналов блокирующих конденсаторов на
основании допустимых значений ее осуществляют только при построении
схем ОЭ и ОБ. При этом для включений ОЭ
(
)
(
) (
)
(
)
2
2
б
21 э
б
2
э
21
б
1 ε
1
1
1

1
1 1 ε
F
g R
C
fR
g R

+


+
− −
;
для включения ОБ
(
) (
)
(
)
2
2
б
21 б
б
2
б
б
1 ε
1
1
1

1 1 ε
g R
C
fR

+


− −
.
В любом усилительном каскаде, не являющимся УПТ, т.е. с АЧХ имею-
щей спад в области низких частот, возникают переходные искажения. Эти
искажения связаны с тем, что усилители переменных сигналов не способны
передавать постоянные и медленно меняющиеся сигнальные напряжения. В
частности, если в схемах рис. 2 сигнальный ток i
1
или сигнальное напряже-
ние e
1
имеют вид скачка тока или напряжения, то напряжение u
2
на выходе
разделительной цепи будет изменяться по экспоненциальному закону, а
именно
(
)
ð
2
2
( )
(0)e
t
u t
u
τ

=
, где u
2
(0)=(R
1
||R
2
)i
с
– значение напряжения на
выходе разделительной цепи в момент начала действия импульсного сигнала.
График напряжения u
2
(t) приведен на рис. 3.

Page 5

5
Рис. 3
При конечной длительности t
и
прямоугольного импульса к моменту его
окончания вершина импульса претерпевает спад
(
)
è
ð
τ
è
í è
ð
1

τ
t
t
e
f t

∆ = −

=
,
где f
н
– нижняя граница полосы пропускания разделительной цепи, опреде-
ленная по уровню "минус 3 дБ". Следует отметить, что соотношение (49)
применимо и по отношению к тракту в целом, т.е. приближенно можно при-
нять, что
Δ
Σ
f
нΣ
t
и
,
(50)
где Δ
Σ
– общий спад переходной характеристики тракта в целом; f
нΣ
– ниж-
няя граница полосы пропускания по уровню "минус 3 дБ".

11 Влияние дестабилизирующих факторов на работу транзисторно.pdf

— 112.25 Кб (Открыть, Скачать)

12 Структурная схема усилительного тракта с однопетлевой ОС.pdf

— 352.95 Кб (Открыть, Скачать)

13 Правила определения петлевой передачи в схемах с ОС.pdf

— 232.15 Кб (Открыть, Скачать)

14 Влияние ООС на параметры усилительного тракта.pdf

— 107.58 Кб (Открыть, Скачать)

15 Стабилизирующее влияние ООС на КУ и положение ИРТ.pdf

— 258.27 Кб (Открыть, Скачать)

16 Линеаризующее влияние ООС и ее влияние на ход АЧХ.pdf

— 219.65 Кб (Открыть, Скачать)

17 Проходная проводимость, ее влияние на входные свойства ус.pdf

— 242.89 Кб (Открыть, Скачать)

18 Принципы построения многокаскадных усилительных трактов.pdf

— 342.97 Кб (Открыть, Скачать)

19 Типовые многотранзисторные каскады.pdf

— 286.13 Кб (Открыть, Скачать)

2 Основные показатели качества усилительных устройств.pdf

— 219.62 Кб (Открыть, Скачать)

20 Дифференциальный усилительный каскад.pdf

— 229.03 Кб (Открыть, Скачать)

21 ГСТ, ТЗ и их применение в ДУ.pdf

— 310.20 Кб (Открыть, Скачать)

22 Источники опорного напряжения и схемы сдвига уровня.pdf

— 285.23 Кб (Открыть, Скачать)

23 Однотактные оконечные каскады усиления.pdf

— 393.58 Кб (Открыть, Скачать)

24 Двухтактные оконечные каскады усиления.pdf

— 239.52 Кб (Открыть, Скачать)

25 Схемотехника оконечных каскадов усиления.pdf

— 309.86 Кб (Открыть, Скачать)

26 Оконечные усилители класса D.pdf

— 178.41 Кб (Открыть, Скачать)

27 Частотные свойства транзисторов.pdf

— 179.62 Кб (Открыть, Скачать)

28 Влияние паразитных емкостей схемы на формирование АЧХ в о.pdf

— 101.45 Кб (Открыть, Скачать)

29 Принципы организации частотной коррекции.pdf

— 180.78 Кб (Открыть, Скачать)

3 Анализ работы УК с помощью ВАХ.pdf

— 173.15 Кб (Открыть, Скачать)

30 Анализ ВЧ-коррекции с частотно-зависимой нагрузкой.pdf

— 118.02 Кб (Открыть, Скачать)

31 Анализ ВЧ-коррекции с частотно-зависимой ОС.pdf

— 109.03 Кб (Открыть, Скачать)

32 Операционные усилители и их свойства.pdf

— 193.60 Кб (Открыть, Скачать)

33 Типовые схемы включения ОУ.pdf

— 174.79 Кб (Открыть, Скачать)

34 Методика приближенного анализа схем на ОУ.pdf

— 100.80 Кб (Открыть, Скачать)

35 Схемы обработки сигнала с трехполюсником в цепи ОС.pdf

— 156.46 Кб (Открыть, Скачать)

36 Выходное сопротивлениие схем на ОУ с глубокой ООС.pdf

— 111.83 Кб (Открыть, Скачать)

37 Дифференциальные усилители на ОУ.pdf

— 184.03 Кб (Открыть, Скачать)

38 Преобразование сигнальных токов в сигнальные напряжения.pdf

— 122.50 Кб (Открыть, Скачать)

45 Компараторы сигналов.pdf

— 222.11 Кб (Открыть, Скачать)

39 Сумматоры напряжения на ОУ.pdf

— 120.77 Кб (Открыть, Скачать)

4 Критерии выбора положения ИРТ.pdf

— 117.52 Кб (Открыть, Скачать)

40 Простейшие частотно-селектирующие цепи на ОУ.pdf

— 276.70 Кб (Открыть, Скачать)

41 Нелинейные устройства на базе ОУ.pdf

— 252.18 Кб (Открыть, Скачать)

42 Активные выпрямители и амплитудные детекторы на базе ОУ.pdf

— 205.78 Кб (Открыть, Скачать)

43 Генераторы стабильных токов на ОУ.pdf

— 122.06 Кб (Открыть, Скачать)

44 Работа ОУ с переменными сигналами, питание от одного исто.pdf

— 173.69 Кб (Открыть, Скачать)

5 Принципы обеспечения заданного положения ИРТ.pdf

— 181.59 Кб (Открыть, Скачать)

7 Способы включения БТ в схему УК.pdf

— 131.20 Кб (Открыть, Скачать)

6 Малосигнальный режим работы и малосигнальные параметры БТ.pdf

— 166.35 Кб (Открыть, Скачать)

8 Свойства транзисторных каскадов при незаземленности общего.pdf

— 96.58 Кб (Открыть, Скачать)

9 Каскады усиления переменного сигнала.pdf

— 107.65 Кб (Открыть, Скачать)

Информация о работе Лекции по "Схемотехнике аналоговых устройств"