- •ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
- •А. Г. Григорьев А. И. Громыко
- •Оглавление
- •Введение
- ••Целью изучения дисциплины «Схемотехника АЭУ» является формирование знаний и навыков исследования и проектирования
- •Программа дисциплины САЭУ
- •Библиографический список
- •Библиографический список
- •Библиографический список
- •В электронике носителями информации являются электрические (электромагнитные) сигналы.
- •Детерминированный процесс может быть задан математически вполне определенной функцией времени.
- •Для колебания модулированного по амплитуде имеем:
- •Для спектрального представления периодических сигналов наибольшее практическое применение нашло разложение в виде суммы
- •Периодическая последовательность импульсов (а) и их частотный спектр (б): 1/Т – частота повторения
- •Коэффициенты an, b n вычисляются по формулам:
- •Введение понятия частотного спектра сигнала позволяет сопоставить свойства канала связи (его широкополосность)
- •Спектральная плотность одиночного импульса с амплитудой А и длительностью u
- •Для непериодического сигнала, значение частоты первой гармоники, и интервал между соседними гармониками будет
- •Предельный переход от дискретного ряда Фурье к сигналу с Т описывается интегралом Фурье
- •Усиление сигналов в АЭУ
- •Принцип усиления электрических сигналов можно рассматривать, как процесс преобразования энергии источника питания в
- •Практически все усилительные устройства строятся
- •Всостав каждого усилительного каскада обязательно входит собственно усилительный элемент и вспомогательные цепи:
- •Классификация усилителей
- •Энергетические показатели:
- •Спектральные показатели:
- •Временные показатели:
- •Входные и выходные параметры
- •Выходные параметры:
- •Cквозной коэффициент усиления по току:
- •Амплитудная характеристика
- ••Для оценки динамического диапазона (дБ) используют равенство
- •Динамическая характеристика (ДХ) – зависимость мгновенного значения выходной величины (или)
- •В усилителях уровень нелинейных искажений оценивают с помощью коэффициента гармоник:
- •Помехи, фон, шумы
- •Спектральные характеристики
- •Спектральные характеристики
- •Амплитудно-частотные характеристики усилителя
- •ФЧХ, амплитудно-фазовая характеристика –
- •Представив комплексный коэффициент усиления в виде модуля и фазы, исключают переменную и строят
- •Наряду с нелинейными искажениями в усилителе возможны линейные искажения, вызванные наличием
- •Частотные искажения
- •Фазовые искажения определяются отклонением текущего значения угла фазового сдвига , реального усилителя от
- •Временные параметры
- •Между временем установления и верхней граничной частотой по уровню – 3 дБ существует
- •Связь между АЧХ, ФЧХ, ПХ, метод диаграмм Боде
- •Обобщенная эквивалентная схема входной цепи усилителя
- •Эквивалентная схема входной цепи для ВЧ
- •Для построения АЧХ, ФЧХ существует технический прием – метод диаграмм Боде.
- •Динамический режим работы усилителя
- •Динамический режим работы усилителя
- •При выборе положения рабочей точки учитываются:
- •iвых I0 iвых ; uвых U0 uвых ;
- •Входная динамическая характеристика
- •Сквозная динамическая характеристика
- •Режим работы усилительного элемента
- •Режим работы усилителя «В»
- •Режим «АB»
- •Режим «С»
- •Выводы
- •Расчет аналоговых электронных устройств
- •Реостатный каскад
- •Наибольшее применение нашли два метода расчета реостатного каскада.
- •Эквивалентная схема реостатного каскада усилителя для второго метода расчета
- •Первый метод расчета реостатного каскада
- •Электрическая схема реостатного каскада после преобразования и принятых допусков
- •Электрическая схема реостатного для средних частот
- •Эквивалентная схема реостатного каскада для области нижних частот
- •Спонижением частоты падает коэффициент усиления.
- •На высоких частотах:
- •Средние частоты
- •Область нижних частот
- •Схема, поясняющая преобразования источника тока в источник ЭДС
- •Область верхних частот
- •Второй метод расчета реостатного каскада
- •Упрощенная эквивалентная схема усилительного каскада для области средних частот
- •Область нижних частот
- •Область верхних частот
- •Влияние элементов цепи автосмещения на характеристики реостатного каскада
- •Область нижних частот
- •Выводы
- •Импульсные усилители
- •Импульсные усилители
- •Переходная характеристика многокаскадного усилителя
- •Кусочно-линейная аппроксимация
- •Реостатный каскад на полевом транзисторе
- •Каскад с коррекцией в области больших времен
- •Каскад с коррекцией в области больших времен
- •Каскад с коррекцией в области больших времен
- •Выводы
- •Выводы
- •Выигрыш по времени установления при использовании корректированных каскадов при
- •Термостабильность
- •Каскад на биполярном транзисторе
- •Цепи питания электронных схем должны удовлетворять двум основным требованиям:
- •Способ с эмиттерной
- •Цепь с коллекторной стабилизацией режима работы транзистора по постоянному току
- •Расчет термостабильности
- •Эквивалентная схема к расчету термостабильности
- •Эквивалентная схема для расчета термостабильности
- •Схема питания
- •ВАХ полевого транзистора
- ••У полевых транзисторов ток затвора очень мал. У МОП транзисторов эта величина порядка
- •Цепи питания полевого транзистора
- •Коэффициенты чувствительности
- •Выводы
- •Выводы
- ••Для повышения термостабильности используют термокомпенсирующие элементы (диоды, терморезисторы, транзисторы в диодном включении).
- •Широкополосные усилители
- •Широкополосные усилители
- •Широкополосные усилители
- •Простая параллельная коррекция
- •Эмиттерная коррекция
- •Эмиттерная коррекция
- •НЧ коррекция
- •НЧ коррекция
- •НЧ коррекция
- •НЧ коррекция
- •Выводы
- •Выводы
- •Выводы
- •Элементы аналоговых устройств на базе ОУ
- •Элементы аналоговых устройств на базе ОУ
- •Суммирующий усилитель
- •Дифференциатор
- •Источники опорного напряжения
- •Выпрямители и детекторы сигналов
- •Логарифмический усилитель
- •Генераторы гармонических колебаний
- •Преобразователи тока в напряжение
- •Релаксационный генератор
- •Усилитель постоянного тока
- •Выводы
- •Специализированные каскады АЭУ
- •Интегрирующая цепь – ФНЧ
- •Интегрирующая цепь – ФНЧ
- •Интегрирующая цепь – ФНЧ
- •Дифференцирующая цепь – ФВЧ
- •Дифференцирующая цепь – ФВЧ
- •Дифференцирующая цепь – ФВЧ
- •Диаграмма Боде для АЧХ усилительного
- •АЧХ дифференцирующей цепи, построенная в логарифмическом масштабе
- •Интегрирующая цепь
- •Линеаризованная модель усилителя с обратной связью
- ••Усиление усилителя с обратной связью не зависит от параметров исходного усилителя, а полностью
- •Классификация цепей ОС
- •Классификация цепей ОС
- •Классификация цепей ОС
- •Классификация цепей ОС
- •Классификация цепей ОС
- •Структурная схема усилителя с последовательной обратной связью
- •Структурная схема усилителя с последовательной обратной связью по входу
- •Примеры схем с различными видами обратной связи
- •Функциональная и принципиальная электрические схемы усилителя с ООС параллельной по входу и выходу
- •Функциональная и принципиальная электрические схемы усилителя с ООС параллельной по выходу
- •Схемы на биполярных и полевых транзисторах
- •Биполярный транзистор в схеме с общим эмиттером
- •Определение параметров эквивалентной схемы по справочным данным Обычно в справочниках приводятся следующие параметры:
- •Эквивалентная схема биполярного транзистора
- •При RГ 0 коэффициент
- •Полевой транзистор в схеме с общим истоком
- •Эквивалентная схема полевого транзистора после преобразования
- •Шумовые эквивалентные схемы
- •Схемы на биполярных и полевых транзисторах
- •Выводы
- •Каскадные схемы
- •Эмиттерный и истоковый повторители
- •Эмиттерный повторитель
- •Истоковый повторитель (каскад с ОИ)
- •Каскад с общей базой и общим затвором
- •Каскадная схема.
- •Схемы составных транзисторов
- •Схемы составных
- •Генераторы стабильного тока
- •Каскадные схемы
- •Каскадные схемы
- •Выводы
- •Выводы
- •Оконечные каскады АЭУ
- •Особенности оконечных каскадов
- •Двухтактные усилительные каскады
- •Двухтактные усилительные каскады
- •Режим работы класса «B»
- •Двухтактный трансформаторный каскад
- •Бестрансформаторные каскады усилителей
- •Схема для режима «АВ» имеет вид:
- •Камплементарный эмиттерный повторитель Дарлингтона
- •Схема защиты по току
- •Выводы
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Сибирский федеральный университет
Радиотехнический факультет
Красноярск, 2008
А. Г. Григорьев А. И. Громыко
В. Д.
Скачко
Схемотехника аналоговых электронных устройств
Кафедра «Приборостроение и телекоммуникации»
Красноярск, 2008
УДК 64.38 ББК 32.844
Г83
Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Информатизация и автоматизированные системы управления», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г.
Рецензенты:
Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин
Громыко, А. И. |
|
|
Г83 |
Схемотехника аналоговых электронных устройств. Презентационные |
материалы. Версия 1.0 [Электронный |
ресурс] : наглядное пособие / А. И. Громыко, А. Г. Григорьев, В. Д. Скачко. – Электрон. дан. (4 Мб). – Красноярск : ИПК |
||
СФУ, |
2008. – (Схемотехника аналоговых электронных устройств : УМКД |
№ 46-2007 / рук. творч. коллектива |
А. И. Громыко). – 1 электрон. опт. диск (DVD). – Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других
производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 4 Мб свободного дискового пространства ; привод DVD ; операционная система Microsoft Windows 2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бит) ; Microsoft PowerPoint 2003 или выше.
ISBN 978-5-7638-1489-7 (комплекса)
ISBN 978-5-7638-1490-3 (пособия)
Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802722 от 20.12.2008 г. (комплекса) Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802723 от 20.12.2008 г. (пособия)
Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств», включающего учебную программу, учебное пособие, учебное пособие «Исследование аналоговых электронных устройств с применением интернет-технологий», методические указания по практическим занятиям, методические указания по курсовому проектированию, методические указания по самостоятельной работе, контрольно-измерительные материалы «Схемотехника аналоговых электронных устройств. Банк тестовых заданий».
Представлена презентация (в виде слайдов) теоретического курса «Схемотехника аналоговых электронных устройств». Предназначено для студентов направления подготовки бакалавров 210200.62 «Радиотехника» укрупненной группы 210000
«Электроника, радиотехника и связь».
© Сибирский федеральный университет, 2008
Рекомендовано к изданию Инновационно-методическим управлением СФУ
Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения информационно-аналитического департамента СФУ; лаборатория по разработке мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ
Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм.
Подп. к использованию 01.09.2008 Объем 4 Мб
Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79
Оглавление
1.Введение
2.Усиление сигналов в АЭУ
3.Спектральные характеристики
4.Динамический режим работы усилителя
5.Расчет аналоговых электронных устройств
6.Импульсные усилители
7.Термостабильность
8.Широкополосные усилители
9.Специализированные каскады АЭУ
10.Схемы на биполярных и полевых транзисторах
11.Каскадные схемы
12.Оконечные каскады АЭУ
4
Введение
•Целью изучения дисциплины «Схемотехника АЭУ» является формирование знаний и навыков исследования и проектирования устройств аналоговой электроники.
•Задачи курса: изучение физических закономерностей прохождения сигналов через пассивные и активные четырехполюсники, правил построения математических моделей электронных схем приобретение навыков анализа и расчета, проектирования электронных схем и настройки аналоговых радиотехнических устройств.
•Базой или фундаментом курса являются дисциплины: «Высшая математика», «Физика», «Информатика», «Общая теория цепей», «Микроэлектроника»
Введение |
6 |
Программа дисциплины САЭУ
•Дисциплина общей трудоемкостью в 140 академических часов, из которых: лекции 34 часа, лабораторные работы 34 часа, практические занятия – 17 часов, курсовое проектирование, самостоятельная работа – 55 часов.
•Самостоятельная работа предусматривает освоение лекционного курса, подготовку к 6 лабораторным работам, самостоятельную проработку отдельных разделов лекционного курса, выполнение курсового проекта. Аттестация по дисциплине включает оценки за проект и экзамен
Введение |
7 |
Библиографический список
Войшилло, Г. В. Усилительные устройства / Г. В. Войшилло. – М. : Радио и связь, 1983.
Юзов, В. И. Усилительные устройства / В. И. Юзов. – КГТУ, 1993.
Войшилло, Г. В. Усилительные устройства / Г. В. Войшилло. – М. : Радио и связь, 1975.
Сергеев, В. М. Электроника. Ч. 1. Элементная база, аналоговые функциональные устройства : учеб. пособие / Г. В. Войшилло. – Томск : Изд-во ТПУ, 2005. – 132 с.
Лурье, О. Б. Усилители видеочастоты / О. Б. Лурье. – М. : Советское радио, 1961.
Введение |
8 |
Библиографический список
Усилительные устройства : учеб. пособие для вузов / под ред. О. В. Головина. – М. : Радио и связь, 1993.
Остапенкою, Г. С. Усилительные устройства: учеб. пособие для вузов / Г. С. Остапенкою. – М. : Радио и связь, 1989.
Юзов, В. И. Проектирование широкополосных и импульсных усилителей. Ч. 1–3 / В. И. Юзов. – Красноярск : КрПИ, 1983.
Легостаев, Н. С. Методы анализа и расчета электронных схем : руководство к организации самостоятельной работы / Н. С. Легостаев, К. В. Четвергов. – Томск : Томский гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2006. – 215 с.
Введение |
9 |
Библиографический список
Сергеев, В. М. Электроника. Ч. 1. Элементная база, аналоговые функциональные устройства : учеб. Пособие / В. М. Сергеев. – Томск : Изд-во ТПУ, 2005. – 132 с.
Введение |
10 |