- •Министерство образования рф
- •Основы электроники
- •Основные характеристики и параметры усилителей
- •Амплитудная характеристика
- •Нелинейные искажения Это искажения формы входного сигнала.
- •Обратные связи в усилителях и их влияние на характеристики
- •Структуры усилителей с ос
- •Виды ос
- •Влияние ос на коэффициент усиления
- •Влияние оос на стабильность коэффициента усиления
- •Влияние оос на нелинейные искажения усилителя
- •Влияние оос на ачх
- •Входное и выходное напряжения
- •Влияние оос на Rвых
- •Усилители электрических сигналов на биполярных и полевых транзисторах
- •Структуры схем включения бт
- •Схемы усилителей оэ на бт
- •Выбор и задание режима работы усилителя по постоянному току
- •Усилители оэ с фиксированным током базы с оос
- •Усилитель оэ с фиксированным напряжением базы
- •Выбор ёмкостей
- •Усилители с общей базой
- •Усилитель с ок
- •Особенность схемы ок:
- •Сравнительная характеристика усилителей на бт
- •Эквивалентные линейные модели бт, используемые при расчетах усилителей.
- •Взаимосвязь моделей
- •Основные параметры усилителей на бт. Параметры усилителя оэ в области средних частот.
- •Эквивалентная схема усилителя оэ в области сч
- •Усилитель оэ в области нижних частот. Влияние разделительных емкостей
- •Выбор с1 и с2
- •Учет влияния Сэ
- •Усилитель оэ на вч Учет влияния выходных емкостей транзистора и нагрузки. Эквивалентная схема оэ на вч.
- •Учет влияния Свх, Спрох
- •Усилительные параметры схем об и ок
- •Усилитель ок
- •Усилитель оэ с Rэ
- •Эквивалентная схема в области вч
- •Усилитель с общим затвором
- •Усилитель с общим стоком (истоковый повторитель)
- •Усилители на составных транзисторах
- •Примеры построения составных транзисторов пт и бт
- •Усилитель на составном пт, бт транзисторе
- •Усилители с динамической нагрузкой
- •Источники тока
- •Токовое зеркало с масштабированием токов
- •Многовыводные источники тока
- •Масштабирование токов с помощью транзисторов
- •Источники тока на пт
- •Достоинства источника тока на пт:
- •Многокаскадные усилители
- •Примеры реализации
- •Каскадный усилитель
- •Усилитель двойка
- •Виды ос:
- •Усилители постоянного тока (упт) Основные проблемы при построении упт
- •Требования к идеальному упт:
- •Дрейф многокаскадного усилителя
- •Способы уменьшения дрейфа:
- •Структура и принцип работы усилителей мдм
- •Диаграмма сигналов в основных точках усилителя
- •Дифференциальные усилители (ду)
- •Его свойства
- •Усилительные параметры ду в режиме малого сигнала
- •Недостатки простого ду
- •Способы улучшения характеристик ду
- •Ду четвертого поколения
- •Операционные усилители (оу)
- •Структура оу
- •Обозначения и эквивалентная схема оу
- •Основные параметры и характеристики оу
- •Основные схемы включения оу Свойства и характеристики усилителя
- •Инвертирующий усилитель на оу
- •Не инвертирующий усилитель на оу
- •Ду на оу (разностный)
- •Сумматор на оу
- •Логарифматор на оу
- •Схемы умножения
- •Схемы выделения модуля сигнала оу
- •Однополупериодная схема
- •Двухполупериодная схема
- •Преобразователь модуля напряжения в ток
- •Двухполупериодный выпрямитель с заземленной нагрузкой
- •Фазочувствительные выпрямители. (Схемы управления знаком входного сигнала)
- •Двухполупериодный выпрямитель с «идеальным» диодом
- •Усилители ограничители
- •Для ограничения Uвыхиспользуются нелинейные элементы, имеющие нелинейные вах порогового типа. Например, стабилитроны.
- •Частотно зависимые схемы усиления на оу. Фильтры Фильтры электрических сигналов. Исходные положения.
- •Фильтры 1-го порядка
- •Полосовой фильтр (усилитель переменного тока)
- •Фильтры 2-го порядка на оу
- •Фильтры на гираторах
- •Универсальные фильтры на оу
- •Структура универсального фильтра 2-го порядка на 3-х оу
- •Фазовые фильтры на оу
- •Генераторы сигналов на оу
- •Обобщенная структура генератора синусоидальных сигналов
- •Частотно-избирательные цепи, используемые в генераторах
- •Rc частотно-избирательные цепи
- •Квазирезонансные rc цепи:
- •Практические схемы генераторов синусоидальных сигналов
- •Генераторы импульсных сигналов
- •Мультивибратор на оу
- •Несимметричный мультивибратор (автоколебательный)
- •Заторможенный мультивибратор (мв) или одно вибратор (ждущий мв).
- •Компараторы
- •Триггер Шмидта
Усилители оэ с фиксированным током базы с оос
Rб = Rб1 + Rб2
Включение резистора Rб не к шине питания, а к коллектору, обеспечивая в этом случае параллельную ООС по напряжению.
Усилитель ОЭ является инвертирующим.
Т. к. в схеме имеет место ООС обеспечивается стабилизация, в том числе режима работы. Однако ООС действует на всех частотах, поэтому мы теряем усиление. Тепловые процессы, как правило, медленные (мин. и сек.) если обеспечивается ООС по постоянному току и убрать её по переменному, то такой усилитель будет стабильным и обладать высоким усилением. С помощью блокировочного конденсатора Сб, который разрывает цепь ООС по переменному току в требуемом рабочем диапазоне частот.
Усилитель оэ с фиксированным напряжением базы
Усилитель ОЭ с эммитерной стабилизацией
Uб const
Назначение элементов:
С1, С2 – разделительные (связующие) ёмкости, обеспечивающие связь усилителя с источником нагр.;
Rк – нагр. по пост. току;
Rб1, Rб2 – базовый делитель напряжения, обеспечивающий Uб const
(задает рабочую точку транзистора);
Rэ – эмиттерное сопротивление, обеспечивающее последовательную ООС по току и стабилизацию режима работы (усилитель ОЭ с эмиттерной стабилизацией);
Сэ – эмиттерная блокирующая емкость устраняет ООС по переменному току в рабочем диапазоне частот.
Расчет по постоянному току:
Uko 1/2Ek iko Ek/2Rk
Iэо iko Uэо = iэо*Rэ
Чем больше Rэ, тем глубже ООС, но и тем меньше усиление и меньше диапазон Uвых
Uэо 10 30 % Ек, т. е. Uэо = (0,1 0,3)Ек
Для того, чтобы Uб const необходимо, чтобы
iд = E/(Rб1 + Rб2) iбо
Для маломощных схем:
iд = (510) iбо, iбо = iко/
Для мощных схем:
iд = (23) iбо
Uбо = iэоRэ + Uбэо = iэоRэ + 0,7 В
Uбо = (Ек/(Rб1 + Rб2))*Rб2
iэо iко iэо 1 10мА – для маломощных схем
Выбор ёмкостей
Для того чтобы ёмкости не влияли в полосе частот необходимо, чтобы их реактивное сопротивление xc = 1/2fc было мало.
xc1 = 1/2fнc1 Rвх (много меньше, в 3-10 раз)
xc2 = 1/2fнc2 Rн (в 3-10 раз)
xcэ = 1/2fнcэ Rэ (в 3-10 раз)
При работе на низкоомную нагрузку и низких частотах С2 должно быть достаточно большой, порядка 1000мФ. Эта универсальная схема может быть использована без изменения элементов в схему усилителя ОК. В этом случае Rк закорачивается, а сигнал снимается через Сэ, либо в схему ОБ. В этом случае С1 заземляется, сигнал подается через Сэ и снимается через С2. Стабилизация режима работы с помощью Rэ.
При возрастании температуры возрастает Iбо, это приводит к возрастанию iко = iбо = iэо – возрастает возрастает Uэо = iэо*Rэ Uбэо = Uбо – Uэо Uбэ уменьшается iбо – уменьшается. Имеет место компесация за счет последовательной ООС по току.
Rэ включают последовательно с бэ.
Усилители с общей базой
С1, С2 – разделительные ёмкости;
Rк – нагр. по пост. току;
Rэ – задает режим работы;
iко = iэо iэо
iэо = (Еэ – Uэбо)/Rэ
Ек = Uкбо + iко*Rк Uкбо1/2Е
Схема ОБ с одним источником питания
Сб – блокирующая емкость, обеспечивающая связь базы с общей шиной по переменному току.
Использование базового делителя Rб1иRб2позволяет обойтись одним источником питания.
По постоянному току схема рассчитывается также, как соответствующая схема ОЭ.
Особенности усилителя ОБ:
Не усиливает по току, т. е. к 1
Усиливает по напряжению, т. е. кu 1, если Ек, Rк Еэ, Rэ
Rвх – низкое – 10 100 Ом
Rвых – высокое – 100 Ком 1 МОм
ОБ обычно не используется в усилителях мощности (УМ). С т. зр. быстродействия – это самая высокочастотная схема включения БТ. Поэтому схему ОБ обычно используют во входных каскадах в качестве предварительного усилителя слабых сигналов ВЧ и СВЧ.