Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Амплитудная характеристика. Динамический диапазон.




Амплитудная характеристика представляет собой зависимость амплитуды напряжения 1-ой гармоники выходного колебания от амплитуды напряжения входного колебания.

Отношение Uвх.m max / Uвх.m min называется динамическим диапазоном усилителя: D= Uвх.m max / Uвх.m min. Динамический диапазон усилителя часто выражают в децибелах: D[дб]= 20lg(Uвх.m max / Uвх.m min). Иногда динамический диапазон усилителя в децибелах вычисляют через отношение мощностей: D[дб]= 10lg(Pвх.m max / Pвх.m min)= 10lg(Pвых.m max / Pвых.m min). КПД – отношение полезной мощности к затрачиваемой η= Pвых/ P0.

 

6. Режим работы усилителей: режим А. Выбор рабочей точки. Область применения.

Это такой режим работы УЭ, при котором точка покоя расположена в середине линейного участка сквозной или проходной динамической характеристики (что обеспечивается подачей во входную цепь УЭ необходимого смещения), а ток в выходной цепи УЭ протекает в течение всего периода сигнала, причем рабочая точка не выходит за пределы линейного участка динамической характеристики.

Достоинством режима "А" являются малые нелинейные искажения сигнала. Недостатком режима "А" является сравнительно невысокие энергетические показатели. Режим "А" широко применяется в предварительных каскадах, как однотактных, так и дифференциальных (в ОУ), в которых вопрос о КПД остро не стоит вследствие их маломощности, а также в сравнительно маломощных однотактных и двухтактных выходных каскадах.


7. Режим работы усилителей: режим B. Выбор рабочей точки. Область применения.

Это режим работы УЭ, при котором точка покоя выбирается на нижнем конце идеализированной (спрямленной) сквозной или проходной динамической характеристики (что обеспечивается подачей соответствующего тока или напряжения смещения), а ток в выходной цепи УЭ протекает в течение половины периода сигнала. Ток покоя равен нулю.

При воздействии на вход УЭ в режиме "В" биполярного сигнала (в данном случае косинусоидального сигнала) на выходе УЭ получается только половина усиленного сигнала, соответствующая той полярности входного сигнала, при которой УЭ открывается. Другая половина сигнала отсекается, что приводит к большим нелинейным искажениям. Поэтому режим "В" нельзя использовать в однотактных каскадах апериодических усилителей гармонических сигналов и биполярных импульсов. В апериодических усилителях гармонических сигналов и биполярных импульсов его можно использовать лишь в двухтактных каскадах. Из-за своей экономичности режим "В" получил очень широкое применение в мощных выходных двухтактных каскадах апериодических усилителей гармонических сигналов или биполярных импульсов. Его также используют в переносных устройствах даже сравнительно небольшой мощности, питаемых от электрических батарей и аккумуляторов, что позволяет продлить срок службы этих источников питания. В режиме B появляется искажение типа “ступенька”. Большим достоинством режима "В" является более высокие, чем в режиме "А", энергетические показатели. В состоянии покоя (при отсутствии сигнала) УЭ в идеальном режиме "В" не потребляет мощность от источника питания.


8. Режим работы усилителей: режим AB. Выбор рабочей точки. Область применения.

Является промежуточным режимом между режимами "А" и "В"(ближе к режиму B). В этом режиме угол отсечки больше π/2, но меньше π, ток покоя УЭ составляет примерно 0,2…0,3 от его максимального значения iвых max. Он используется в двухтактных апериодических каскадах для уменьшения нелинейных искажений, возникающих из-за нелинейности начальных участков вольтамперных характеристик УЭ, а также для упрощения цепей питания УЭ.


9. Режим работы усилителей: режим C и D. Выбор рабочей точки. Область применения.

Это такой режим работы УЭ, при котором точка покоя находится на горизонтальной оси левее точки пересечения идеализированной сквозной или проходной динамической характеристики с горизонтальной осью, а ток в выходной цепи УЭ при отсутствии входных сигналов или при малой величине их равен нулю. Угол отсечки выходного тока меньше π/2. КПД выходной цепи УЭ в режиме "С" оказывается еще больше, чем в режиме "В" и увеличивается с уменьшением угла отсечки, достигая 80 и более процентов. Режим "С" экономичнее режима "В" и в состоянии ожидания сигнала, так как ток покоя в режиме "С" отсутствует. Вследствие высокой экономичности режим "С" нашел широкое применение в однотактных и двухтактных каскадах мощных усилителей радиочастоты (УРЧ), избирательные системы которых выделяют полезный сигнал и подавляют все высшие гармоники

 

Режим D -это такой режим работы УЭ, при котором он во время работы находится только в двух состояниях, либо полностью открытом, когда ток в его выходной цепи максимальный, а напряжение между выходными электродами близко к нулю, либо в полностью закрытом, когда ток в его выходной цепи близок к нулю, а напряжение между выходными электродами максимально и близко к напряжению источника питания Еп.

Достоинством этого режима работы УЭ является очень высокий КПД выходной цепи УЭ, близкий к 100 %. Это объясняется тем, что в обоих состояниях потери мощности в УЭ очень малы. Режим "Д" можно использовать только для усиления прямоугольных импульсов произвольной длительности и скважности с ограничением их по максимуму: напряжение усиленных импульсов на выходе УЭ оказывается практически равным напряжению источника питания и не зависит от амплитуды входных импульсов. Такое усиление прямоугольных импульсов широко используется в различных современных устройствах и системах.

 


10. Обратная связь в усилителях: классификация.

Обратной связью (ОС) в усилителях называют такое явление, при котором часть энергии усиленного сигнала с выхода усилителя поступает обратно на его вход по цепи, называемой цепью обратной связи. 1)Собственно усилитель; 2)канал обратной связи; 3)узел осуществляющий геометрическое суммирование сигнала источника и сигнала обратной связи. Sвых – выходное усиление. Канал обратной связи образует петлю обратной связи. Если усилитель и КОС образуют петлю только по постоянному току, то имеет место ОС по постоянному току. Аналогично с переменным током. Обратная связь может охватывать усилитель в целом, такую ОС называют общей. Если только часть усилителя, то такая связи местная. ОС называется частотно независимой, если коэффициент передачи ОС не зависит от частоты, в противном случае частотно-зависимой. ОС может быть паразитной, если канал передачи содержит паразитные элементы. ОС называют положительной, если сигналы источника и сигналы КОС суммируются и отрицательной, если наоборот. Это только для постоянного тока. Для переменного тока: положительная, если в фазе, отрицательная, если в противофазе. В зависимости от того, как снимают сигнал ОС с выхода усилителя, различают: 1. ОС по напряжению – пропорциональна выходному напряжению (); 2. ОС по току – пропорциональна выходному току (); 3. Смешанная ОС – часть выходному току, часть выходному напряжению. В зависимости от того, как вводится сигнал ОС во входную цепь усилителя различают: 1. последовательную ОС – на входе усилителя суммируется напряжение источника сигнала и канала ОС ; 2.параллельная ОС – когда суммируются токи источника и канала ОС ; 3. последовательно-параллельная ОС.

 


11. Последовательная положительная ОС по напряжению: схема, коэффициент усиления, самовозбуждение.

Важнейшим параметром ОС является сквозное петлевое усиление

- коэффициент передачи напряжения сигнала по цепи ОС до источника сигнала (а – коэффициент передачи напряжения сигнала по цепи ОС до входа усилителя).

U ос - напряжение обратной связи

- коэффициент усиления напряжения сигнала в усилителе без ОС;

- коэффициент передачи напряжения сигнала во входной цепи усилителя без ОС;

Uвх=Uс+Uос

Uс=Uвх-Uос=Uвх-βUвых=Uвх-βKUUвх

При jbКU=0° петлевое усиление становится действительной величиной со знаком плюс bКU =+bКU, вектор напряжения ОС совпадает по направлению с вектором ЭДС источника сигнала Еист – это соответствует положительной ОС и приводит к увеличению сигнала на входе и выходе схемы. (1-bКU-глубина ОС). При 0<bКU <1 знаменатель будет меньше единицы и сквозной коэффициент усиления схемы КUПОС будет больше по сравнению со сквозным коэффициентом усиления усилителя КU без ОС. Если же bКU >1, то KUПОС=¥, что означает самовозбуждение схемы, то есть превращение усилителя с ПОС в генератор незатухающих колебаний, который уже не может усиливать подводимые к нему электрические сигналы. В усилительных устройствах самовозбуждение недопустимо, и поэтому ПОС в усилителях стараются устранять.

 


12. Последовательная ООС по напряжению: схема, коэффициент усиления по напряжению.

Часть выходного напряжения снимается с нагрузки и прибавляется к входному напряжению

|γKU|>>1; KUООС≈1/γ

13. Последовательная ООС по напряжению: схема, стабильность коэффициента усиления.

Часть выходного напряжения снимается с нагрузки и прибавляется к входному напряжению.

Изменение коэффициента усиления усилителя с ООС можно оценить величиной . ; ;

ООС обеспечивает схеме усилителя стабильность коэффициента усиления по напряжению: коэффициент усиления усилителя подвержен влиянию многих факторов (непостоянство напряжения источников питания, изменение температуры, старение элементов схемы, влажность, давление и пр.), поэтому схема усилителя должна отслеживать изменения режима работы и отрабатывать их.

Сущность стабильности коэффициента усиления усилителя, охваченного ООС, заключается в следующем. Если за счет перечисленных факторов произошло увеличение коэффициента усиления на величину К, то напряжение обратной связи увеличится на соответствующую величину Uос, а следовательно, напряжение на входе усилителя Uвх уменьшится. Если же произошло уменьшение усиления, то напряжение обратной связи уменьшится, а напряжение на входе усилителя возрастет.


14. Последовательная ООС по напряжению: схема, полоса пропускания усилителя.

Часть выходного напряжения снимается с нагрузки и прибавляется к входному напряжению

Обычно полосу пропускания усилителя выбирают так, чтобы каждая составляющая сигнала усиливалась одинаково. Поэтому в большинстве случаев достаточно определить параметры усилителя для одной частоты в полосе пропускания, как правило, средней или резонансной (для узкополосных усилителей). На частоте, равной резонансной частоте колебательного контура, трансформаторная ОС становится положительной. Если её петлевое усиление < 1 (с учётом действия отрицательной ОС), то всё устройство работает как регенеративный усилитель, в котором отрицательная ОС стабилизирует глубину ПОС и тем самым стабилизирует коэффициент усиления и полосу пропускания усилителя. ООС всегда расширяет полосу пропускания.

 

15. Последовательная ООС по напряжению: схема, входное сопротивление.

Часть выходного напряжения снимается с нагрузки и прибавляется к входному напряжению

Входное сопротивление устройства с последовательной по входу ООС окажется больше входного сопротивления самого усилителя. При введении последовательной по входу ООС, входное напряжение устройства возрастает, а входной ток остаётся прежним и равным I ист: ; .

 

16. Последовательная ООС по напряжению: схема, выходное сопротивление.

Часть выходного напряжения снимается с нагрузки и прибавляется к входному напряжению

Выходное (внутреннее) сопротивление усилителя без ОС определяется выражением

; ; По аналогии с этим выходное сопротивление усилителя с ООС будет определяться выражением: .

 

17. Последовательная ООС по напряжению: схема, нелинейные искажения.

Часть выходного напряжения снимается с нагрузки и прибавляется к входному напряжению.

Предположим что в усилителе нет ОС. Введем в этот усилитель ООС, например, последовательную ООС по напряжению. При введении ООС сквозной коэффициент усиления устройства уменьшится в сквозную глубину ООС(в соответствии с ), что приведет к такому же уменьшению U вых, Iвых, (а также Uвх, Iвх). Но их нужно восстановить. Для этого придется увеличить ЭДС источника сигнала E ист в раз. получив прежнее значение напряжения сигнала на выходе усилителя U вых, посмотрим чему будет равно напряжение гармоники, фона (или другой собственной помехи) на выходе усилителя с ООС UООСни. Оно будет равно разности напряжения Uни возникающего, как и прежде, в самом усилителе, и напряжения UООСни, проходящего по петле ООС: UООСни = Uни-UООСниU. Отсюда получается выражение для UООСни: .

18. Последовательная ООС по току: схема, влияние на параметры усилителя.

На входе сигнал подаётся по напряжению, с выхода он снимается пропорциональный току. В этом случае входное сопротивление растёт: , входное сопротивление устройства с последовательной по входу ООС окажется больше входного сопротивления самого усилителя. . Входное, и выходное сопротивление велики, примерно в раз больше, чем у обычного усилителя. Коэффициент усиления по току всего устройства останется таким же, каким он был до введения последовательной по входу ООС: . Итак, последовательная по входу ООС не изменяет коэффициент усиления по току устройства, уменьшает коэффициент усиления по напряжению устройства и одновременно увеличивает входное сопротивление устройства в сквозную глубину ОС.


19. Параллельная ООС по напряжению: схема, влияние на параметры усилителя.

При параллельной ООС на входе усилителя имеет место вычитание из входного токаIвх тока цепи ОСIоос. В этом случае на входе прибавляется ток, а с выхода снимается напряжение. Коэффициент передачи тока собственно усилителя . . Со стороны входа и со стороны выхода усилитель и цепь ОС соединены параллельно. Следовательно входное сопротивление системы должно быть меньше собственного входного сопротивления усилителя: , . Входное и выходное сопротивления уменьшаются примерно в раз.

20. Параллельная ООС по току: схема, влияние на параметры усилителя.

В этом случае часть выходного тока подаётся на вход и вычитается из входного тока.

; ;Входное сопротивление уменьшается: ; выходное сопротивление увеличивается: .

21. Каскад с общим эмиттером: схема с фиксированным током базы.


22. Каскад с общим эмиттером: выбор режима работы.

Ток коллектора должен быть меньше макс значения тока коллектора

Напряжение КЭ меньше макс напряжения КЭ

Мощность К меньше макс мощности К

Участок должен быть линейным

23. Каскад с общим эмиттером: схема с эмиттерной стабилизацией режима работы.

Данная схема, несмотря на сложность, позволяет каскаду сохранять усилительные свойства в очень широком интервале рабочих температур. Кроме того, применение данной схемы стабилизации дает возможность замены транзисторов без последующей настройки. Конденсатор С3 служит для повышения коэффициента усиления каскада на переменном токе. Он устраняет отрицательную обратную связь каскада. Емкость этого конденсатора зависит от рабочей частоты усилителя.

24. Каскад с общим эмиттером: схема с отрицательной обратной связью по напряжению на коллекторе.

 

 

25. Каскад с общим эмиттером: схема с фильтром в цепи питания.

26. Каскад с общим эмиттером: схема с отрицательной обратной связью по току коллектора и с фильтром в цепи питания.

27. Каскад с общим эмиттером: схема замещения, входное сопротивление, выходное сопротивление.

Входное сопротивление схемы с ОЭ равно входному сопротивлению самого УЭ и будет порядка единиц килоом ;

Выходное сопротивление схемы с ОЭ равно выходному сопротивлению самого УЭ и будет порядка десятков килоом ;

28. Каскад с общим эмиттером: схема замещения, коэффициент усиления по напряжению.

Коэффициент усиления по напряжению схемы с ОЭ равен коэффициенту усиления по напряжению самого УЭ ;

29. Каскад с общим эмиттером: схема замещения, коэффициент усиления по току.

Коэффициент усиления по току схемы с ОЭ равен коэффициенту усиления по току самого УЭ ;

30. Каскад с общей базой: схема замещения, входное сопротивление, выходное сопротивление.

Входное сопротивление схемы с ОБ значительно меньше входного сопротивления самого УЭ и численно очень мало, вследствие того, что входной ток схемы с ОБ IвхОБ значительно больше входного тока самого УЭ из-за

параллельной по входу ООС

;

Выходное сопротивление схемы с ОБ значительно больше выходного сопротивления самого УЭ и очень большое из-за последовательной по выходу, то есть по току, ООС ;

 

31. Каскад с общей базой: схема замещения, коэффициент усиления по напряжению.

Коэффициент усиления по напряжению схемы с ОБ практически равен коэффициенту усиления по напряжению самого УЭ, то есть

32. Каскад с общей базой: схема замещения, коэффициент усиления по току.

Коэффициент усиления по току схемы с ОБ значительно меньше коэффициента усиления по току самого УЭ и практически равен единице (а теоретически чуть меньше единицы) , то есть в схеме с ОБ усиления по току нет;

 


33. Каскад с общим коллектором: схема замещения, входное сопротивление.

Входное сопротивление схемы с ОК значительно больше входного сопротивления самого УЭ и численно очень велико вследствие того, что входное напряжение схемы с ОК UвхОК значительно больше входного напряжения самого УЭ из-за последовательной по входу ООС

;

 

 

34. Каскад с общим коллектором: схема замещения, выходное сопротивление.

Выходное сопротивление схемы с ОК значительно меньше выходного сопротивления самого УЭ и численно очень мало из-за влияния параллельной по выходу, то есть по напряжению, ООС ;

35. Каскад с общим коллектором: схема замещения, коэффициент усиления по напряжению.

Коэффициент усиления по напряжению схемы с ОК значительно меньше коэффициента усиления по напряжению самого УЭ и практически равен единице (теоретически чуть меньше единицы):

 

то есть в схеме с ОК усиления по напряжению нет;


36. Каскад с общим коллектором: схема замещения, коэффициент усиления по току.

Коэффициент усиления по току схемы с ОК равен коэффициенту усиления по току самого УЭ ;






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных