АНАЛ.ЭЛЕКТРОНИКА / theory
.pdf
Рис.9.10. Генератор Пирса
9.3. RC –генераторы
На частотах ниже 50 кГц ухудшается добротность контура, увеличиваются габариты катушек индуктивности. Применяют RC –генераторы. Две основные схемы цепей ПОС:
1.Фазосдвигающие RC−цепи,
2.Мост Вина.
Так как сдвиг фаз в RC−цепи менее 900, для получения ПОС с инвертирующим усилителем необходимо не менее 3 цепей. Каждая из цепей сдвигает фазу на 600 для общего сдвига 1800. Распространены две разновидности генераторов c фазосдвигающими RC−цепями.
Рис.9.11. RC − генератор типа C−параллель Частота генератора рассчитывается по формуле
(9.8)
180
Рис.9.12. RC − генератор типа R−параллель Частота генератора
(9.9)
Мост Вина характерен нулевым сдвигом фаз на частоте квазирезонан-
са.
Рис.9.13. RC − генератор с мостом Вина
Частота генератора
(9.10)
Мост Вина на частоте “квазирезонанса” не создает фазовый сдвиг и носит затухание, равное 1/3. Поэтому для баланса амплитуд усилитель должен иметь усиление +3.
181
ЛИТЕРАТУРА
1.Быстров, Ю. А. Электронные цепи и микросхемотехника : учебник для вузов / Ю. А. Быстров, И. Г. Мироненко. – М. : Высш. шк. 2002.
2.Ткаченко, Ф. А. Техническая электроника : учеб. пособие для вузов / Ф. А. Ткаченко. – Минск : Дизайн ПРО, 2000.
3.Нефедов, В. И. Основы радиоэлектроники : учебник для вузов/ В. И. Нефедов. – М. : Высш. шк. 2000.
4.Остапенко, Г. С. Усилительные устройства : учеб. пособие для вузов / Г. С. Остапенко. – М. : Радио и связь, 1989.−400 с.
5.Войшвилло, Г. В. Усилительные устройства / Г. В. Войшвилло.
–М. : Радио и связь, 1983.
6.Гусев, В. Г. Электроника / В. Г. Гусев, Г. М. Гусев. – 2-е изд. –
М. : Высш. шк., 1991.−662с.
7.Гутников, В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах / В. С. Гутников. – 2-е изд. перераб. и доп. – Л. : Энерго-
атомиздат, 1988.−303с.
8.Проектирование усилительных устройств : учеб. пособие для вузов/ В. В. Ефимов [и др.] ; под ред. Н. В. Терпугова. – М. : Высш . шк., 1982.
9.Проектирование усилительных устройств на интегральных микросхемах : учеб. пособие для радиотех. спец. вузов / Б. М. Богданович [и др.] ; под ред. Б. М. Богдановича. – Минск : Выш. шк., 1980.
10.Усилительные устройства. Сборник задач и упражнений : учеб. пособие для вузов / А. Г. Алексеев, Г. В. Войшвилло, И. А. Трискало ; под ред. Г. В. Войшвилло. – М. : Радио и связь, 1986.
11.Шкритек, П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. Методы расчета, способы измерений, разработка схем, цифровая обработка звуковых сигналов / П. Шкритек ; пер. с нем. – М. : Мир, 1991.
12.Степаненко, И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем / И. П. Степаненко. – М. : Энергия, 1977.
13.Жеребцов, И. П. Основы электроники / И. П. Жеребцов. – Л. : Энергоатомиздат, 1990.
14.Усилительные устройства на интегральных микросхемах : учеб. пособие / А. Г. Алексеев [и др.]. – Л. : ЛЭИС, 1983.
15.15. Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы : учебник для вузов / И. С. Гоноровский. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. : Радио и связь, 1986.
182
16.Сиберт, У. М. Цепи, сигналы, системы. В 2 ч. / У. М. Сиберт ; пер. с англ. – М. : Мир, 1988.
17.Хоровиц, П. У. Хилл Искусство схемотехники. В 2 т. / П. Хоровиц ; пер. с англ. – 2-е изд. – М. : Мир, 1984.
18.Достал, И. Операционные усилители / И. Достал ; пер. с англ. – М. : Мир, 1982.
19.Джонс, М. Х. Электроника : практич. курс / М. Х. Джонс ; пер. с англ. – М. : Постмаркет, 1999.
20.Гомоюнов, К. К. Транзисторные цепи : учеб. пособие для вузов / К. К. Гомоюнов. – СПб. : ВХО-Петербург, 2002.
21.Козусев Ю. А. Методические указания к лабораторным занятиям по курсу " Электронные цепи непрерывного действия ", , для студентов специальности 20.05./ Ю. А. Козусев.− Гомель. ГПИ. 1990. № 1352
22.Козусев Ю. А. Методические указания к лабораторным занятиям по курсу "Электронные цепи непрерывного действия", часть 2, для студентов специальности 20.05. / Ю. А. Козусев.− Гомель. ГПИ. 1993.- 55с.
№1831
23.Козусев Ю. А. Практическое пособие к лабораторным занятиям по теме "Исследование усилителей мощности" курса "Электронные цепи непрерывного действия" для студентов специальности Т.07.02. / Ю. А. Козусев.− Гомель. ГПИ. 1997.-22с. № 2147
24.Козусев Ю. А. Практическое руководство к лабораторным занятиям по курсу "Электронные цепи непрерывного действия", для студентов специальности Т.07.02. 01. / Ю. А. Козусев, С. Н. Кухаренко. .− Часть 3- Гомель. ГГТУ им П.О.Сухого. 1999.-22с. № 2390.
25.Козусев Ю. А.Проектирование усилителей мощности: практическое руководство к выполнению курсовой работы по курсу «Электронные цепи непрерывного действия » для студентов специальности 36 04 02 «Промышленная электроника» дневной и заочной форм обучения / Ю. А. Козусев. – Гомель: ГГТУ им П.О.Сухого, 2005. -32с. № 3144.
26.Козусев Ю.А. Проектирование однокаскадных усилителей: Практическое руководство к выполнению курсовой работы по курсу "Полупроводниковые приборы" для студентов специальности 36 04 02 "Промышленная электроника" днев. и заоч. форм обучения / Ю.А. Козусев.− Гомель. ГГТУ им П.О.Сухого, 2005. – 46 с. № 3147.
183
2.4. Анализ усилителя ОБ в области низших частот. . . . . . . |
. . . . . . |
36 |
||||
2.5. Анализ усилителя ОБ в области высших частот. . . . . . . . . . . . |
39 |
|||||
2.6. Усилитель на транзисторе в схеме включения с общим эмит- |
|
|||||
тером. Расчет по постоянному току. Линии нагрузки и временные |
|
|||||
диаграммы сигналов.. . . . . . . |
. . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
42 |
|||
|
|
|
||||
2.7 Расчет температурной нестабильности точки покоя усилителя |
|
|||||
ОЭ. . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
44 |
||||
|
|
|
|
|||
2.8. Анализ линейной малосигнальной схемы замещения усили- |
|
|||||
теля ОЭ. Параметры. . . . . . . . |
. . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
48 |
|||
2.9. Усилитель на транзисторе в схеме включения с общим эмит- |
|
|||||
тером с отрицательной обратной связью по току. . . . . . . . . . . . . |
50 |
|||||
2.10. АЧХ усилителя ОЭ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
51 |
|||||
2.11. Эмиттерный повторитель напряжения – усилитель на бипо- |
|
|||||
лярном транзисторе в схеме включения с общим коллектором. |
|
|||||
Расчет по постоянному току. Линии нагрузки и временные диа- |
|
|||||
граммы сигналов.. |
. . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
54 |
|||
|
|
|
|
|||
2.12. Анализ линейной малосигнальной схемы замещения ЭП. |
|
|||||
Параметры и характеристики. Особенности эмиттерного повтори- |
|
|||||
теля как схемы с 100% отрицательной обратной связью. . . . . . . . . |
57 |
|||||
2.13. Применение эмиттерного повторителя для согласования ис- |
|
|||||
точника сигнала и нагрузки. |
. . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
61 |
|||
|
|
|
||||
2.14 Усилитель на биполярном транзисторе в схеме включения с |
|
|||||
общим эмиттером и эмиттерным повторителем. . . . . . . . . . . . |
. . . . . |
61 |
||||
2.15. Параметрический стабилизатор напряжения с эмиттерным |
|
|||||
повторителем. . . . |
. . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
63 |
|||
|
|
|
|
|||
2.16. АЧХ эмиттерного повторителя. Анализ усилителя при рабо- |
|
|||||
те на емкостную нагрузку. . . |
. . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
64 |
|||
|
|
|
||||
2.17. Оценка предельного усиления однокаскадных усилителей на |
|
|||||
биполярных транзисторах. . . |
. . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
67 |
|||
|
|
|
||||
2.18. Источники стабильного тока на дискретных биполярных |
|
|||||
транзисторах, их параметры и характеристики. Расчет источников |
|
|||||
тока. Схемотехнические методы повышения точности и стабиль- |
|
|||||
ности: термостабилизация и термокомпенсация. . . . . . . . . . . . |
. . . . |
68 |
||||
|
||||||
2.19. Источники стабильного тока на дискретных полевых тран- |
||||||
|
||||||
зисторах. . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . |
. . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . |
72 |
|
|
|
|
|
|||
2.20. Применение ГСТ. Усилитель на биполярном транзисторе в |
|
|||||
схеме включения с общим эмиттером с динамической нагрузкой. |
74 |
|||||
2.21. Эмиттерный повторитель |
с динамической |
нагруз- |
77 |
|||
|
|
185 |
|
|
||
кой. . . . . . . . . . . |
. . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
|
||
|
|
|
|
|
|
2.22. Параметрический стабилизатор напряжения с источником |
|
||||
стабильного тока. . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
77 |
|||
|
|
|
|||
2.23. Эффект Миллера в инвертирующих усилителях. Способы |
|
||||
снижения влияния эффекта Миллера на АЧХ. Схемы с умень- |
|
||||
шенной проходной емкостью – каскод и каскад с эмиттерной свя- |
|
||||
зью. . . . . . . . . . . |
. . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
78 |
||
|
|
|
|
||
3.УСИЛИТЕЛИ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ |
|
||||
3.1. Усилители на полевых транзисторах. Методы задания точки |
|
||||
покоя, схемы с автосмещением. Статическая и динамическая ли- |
|
||||
нии нагрузки. |
Временные диаграммы сигналов. . . . . . . . . . . . . . . . . |
83 |
|||
3.2. Малосигнальные схемы замещения усилителя ОИ. Парамет- |
|
||||
ры. . . . . . . . . . . . |
. . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
86 |
||
|
|
|
|
||
3.3.Истоковый повторитель. Статическая и динамическая линии |
|
||||
нагрузки.Временные диаграммы сигналов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
89 |
||||
3.4. Малосигнальная схема замещения истокового повторителя. |
|
||||
Параметры. . . . |
. . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
91 |
||
|
|
|
|
||
4. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ. |
|
|
|
||
4.1. Классификация усилителей мощности угол отсечки. Классы |
|
||||
усилителей А, В, АВ, С, D. . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
95 |
|||
4.2. Усилители мощности класса А. . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
98 |
|||
|
|
||||
4.3. Усилители мощности класса А с динамической нагрузкой. . . . |
101 |
||||
4.4.Трансформаторные и дроссельные усилители мощности клас- |
|
||||
са А. . . . . . . . . . |
. . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
103 |
||
4.5.Усилители мощности класса В. . . . |
. . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . |
106 |
||
4.6. Двухтактные усилители класса В на составных транзисторах. |
|
||||
Варианты схем усилителей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
110 |
||||
4.7. Двухтактные усилители мощности класса АВ. . . . . . . . . . . |
116 |
||||
4.8. Схемотехника УМ класса АВ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
117 |
||||
5. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ И ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ |
|
||||
5.1.Усилители постоянного тока (УПТ). Стабильность точки по- |
|
||||
коя. Балансные схемы. . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
123 |
|||
5.2. Дифференциальный усилитель. Расчет по постоянному току. |
124 |
||||
5.3 Дифференциальный и синфазный сигналы. . . . |
. . . . . . . . . . . . . |
127 |
|||
|
|||||
5.4. Параметры ДУ для дифференциального сигнала: входное со- |
|
||||
противление, коэффициент усиления. . |
. . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . |
129 |
||
|
|
||||
5.5. Параметры ДУ для синфазного сигнала. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 5.6. Анализ дифференциального усилителя при совместном дей-
186
ствии дифференциального и синфазного сигналов. Коэффициент |
136 |
||
ослабления синфазного сигнала. . . . . . . . . . . . |
. . . . |
|
|
5.7.Операционные усилители, основные параметры и характери- |
|
||
стики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . |
147 |
|
|
|
||
6. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ |
|
||
6.1. Отрицательная обратная связь в усилителях. Коэффициент |
|
||
передачи системы с отрицательной обратной связью, оценка по- |
|
||
грешности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . |
147 |
|
6.2.Типы обратных связей. . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . |
. . . . . . . |
149 |
6.3. Влияние последовательной отрицательной обратной связи на |
|
||
входное сопротивление усилителя. . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . |
153 |
|
6.4. Влияние параллельной последовательной отрицательной об- |
|
||
ратной связи на входное сопротивление усилителя. . . . . . . |
. . . . . . |
154 |
|
|
|||
6.5. Влияние отрицательной обратной связи по напряжению на |
|
||
выходное сопротивление усилителя. . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . |
155 |
6.6.Влияние отрицательной обратной связи на частотные свойства |
|
||
усилителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . |
157 |
|
7.УСИЛИТЕЛИ НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ |
|
||
УСИЛИТЕЛЯХ |
|
|
|
7.1 Повторитель напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
159 |
||
7.2. Неинвертирующий усилитель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
160 |
||
7.3. Инвертирующий усилитель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
163 |
||
8. фУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ |
|
||
8.1. Инвертирующий сумматор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
166 |
||
8.2. Схема вычитания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
167 |
||
8.3. Схемы вычитания на двух ОУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
167 |
||
8.4. Интегратор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . |
. . . . . |
168 |
8.5. Дифференциатор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
171 |
||
9. ГЕНЕРАТОРЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ |
|
|
|
9.1.Принципы построения генераторов, баланс фаз, баланс ампли- |
|
||
туд. Условия самовозбуждения, мягкое и жесткое самовозбуждение. |
|
||
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
|
174 |
|
9.2. LCгенераторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
176 |
||
9.3. RC –генераторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
180 |
||
ЛИТЕРАТУРА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . |
182 |
|
|
|
||
187