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
Схемы обработки сигнала с 3-полюсником в цепи ОС
Коэффициент усиления схем с операционными усилителями, охвачен-
ными глубокой обратной связью определяется отношением сопротивлений
резисторов. Выбор абсолютных значений этих сопротивлений в определен-
ной степени произволен. Однако нежелательны как очень большие, так и
очень малые сопротивления. В первом случае возрастают тепловые шумы, и
существенным оказывается влияние паразитной емкости, шунтирующей ре-
зистор. Во втором случае значительным может оказаться ток, протекающий
через резистор.
В то же время, например для организации больших коэффициентов уси-
ления, требуется обеспечить отношение сопротивлений в 1000 и более раз.
Существует схемотехнический прием, позволяющий реализовать боль-
шие коэффициенты при умеренных значениях сопротивлений. Для этого в
цепь обратной связи вместо резисторов устанавливается 3-полюсный эле-
мент.
Например, инвертирующее включение операционного усилителя приоб-
ретает вид, изображенный на рис. 1
Рис. 1
Если в этой схеме предположить наличие глубокой отрицательной об-
ратной связи, то в соответствии с методикой приближенного анализа схем на
операционных усилителях
вх
'
0
u
≈ . В этом случае 3-полюсник обратной свя-
зи работает в режиме короткого замыкания зажима "а" на землю (рис. 2а).
2
Рис. 2
Введем параметр
б
кз
кз
u
R
i
=
, имеющий размерность сопротивления.
Поскольку
вх
'
0
u
≈ ,
то
а
0
u ≈ .
В
то
же
время
вх
вых
б
вых 1
кз
1
кз
,
,
F
u
u
u
u
i
i
i
R
R
≈
=
=
=
. Из того, что
1
F
i
i
= −
следует, что
вх
вых
1
кз
u
u
R
R
= −
, а коэффициент усиления равен
кз
1
F
R
K
R
= −
.
Найдем теперь параметр R
кз
для 3-полюсника частного вида – Т-
образного соединения резисторов (рис. 2б)
2
3
в
в
б
кз
2
3
4
2
||
,
||
R R
u
u
u
i
R R
R
R
=
=
+
.
б
б 2
б 2
2 3
2 4
3 4
кз
2
3
кз
в
3
б
2
3
4
||
||
u
u R
u R
R R
R R
R R
R
R R
i
u
R
u
R R
R
+
+
=
=
=
=
+
.
Коэффициент усиления в этом случае равен
2 3
2 4
3 4
1 3
F
R R
R R
R R
K
R R
+
+
=
.
Если выбрать
1
2
4
R
R
R
R
=
=
= , то
3
2
F
R
K
R
= −
+
. Важно заметить,
что в этой схеме (рис. 3) резистор R
3
не шунтирует ни входную, ни выход-
ную цепи, и для обеспечения высокого усиления сопротивление его может
быть выбрано достаточно малым.
3
Рис. 3
На основе 3-полюсников в цепи обратной связи может быть организова-
но и неинвертирующее включение (рис. 4)
Рис. 4
Анализ этой схемы также может быть выполнен по упрощенной методи-
ке анализа. Здесь
б
а
вых
вх
б
вых
а
вх кз
кз
кз
,
,
u
u
u
u
u
u
u
u
i
R
R
−
−
≈
≈
=
=
.
1
кз
F
i i
i
=
=
. Откуда следует, что
кз
вх
вых
вх
вых
1
кз
вх
1
,
1
F
R
u
u
u
u
K
R
R
u
R
−
=
=
= +
.
Если конкретизировать схему 3-полюсника в соответствии с рис. 2а, то
расчет сопротивления короткого замыкания следует выполнять в соответст-
вии с соединением рис. 5.
Рис. 5
4
Тогда
(
)
(
)
1
2
3
1
2
4
3 4
кз
3
R R R
R R R
R R
R
R
+
+
+
+
=
, а коэффициент усиления
равен
(
)
(
)
1
2
3
1
2
4
3 4
1 3
F
R R R
R R R
R R
K
R R
+
+
+
+
=
.
При
1
2
4
R
R
R
R
=
=
=
расчет коэффициента усиления схемы рис. 6 уп-
рощается
3
3
2
4
2 2
F
R
R
K
R
R
= +
=
+
.
Рис. 6
Для регулировки или подстройки коэффициента усиления в рассмотрен-
ных схемах достаточно изменять сопротивление одного резистора R
3
.
Информация о работе Лекции по "Схемотехнике аналоговых устройств"