2. Усилительный каскад по схеме с оэ. Принцип действия усилителя и его характеристики.

Часть схемы усилителя, составляющую одну ступень усиления, называют усилительным каска­дом.

Входная характеристика:

Выходная:

,

Резисторы R₁ и R₂ – входной делитель напряжения, предназначенный для задания рабочей точки на входной характеристики усилителя.

Временные диаграммы:

2. Усилители постоянного тока (простой, мостовой, многокаскадный,

непрямого действия). Дрейф нуля усилителей

Усилителями постоянного тока (УПТ) или усилителями медленно изменяющихся во времени сигналов называют усилители низкой часто­ты, коэффициент усиления которых не равен нулю на частоте f_н=0.

Простой УПТ:

Достоинство: Простота.

- делитель. Потенциал точки а должен быть не равен нулю.

Основной недостаток такой схемы — относительно большой по­стоянный ток I_пок в нагрузке в отсутствие входного сигнала (так на­зываемый ток покоя — начальный коллекторный ток транзистора). Наличие не нулевого потенциала на входе.

Мостовая схема:

Для компенсации влияния тока покоя схему однокаскадного УПТ приходится усложнять, применяя мостовые схемы.

, . Усиливает маленькое напряжение, не делая дополнительных действий.

Многокаскадный:

R₁, R₂ – входной делитель, R_К – коллекторное.

Достоинства: Большой коэффициент усиления

Недостатки: Дрейф нуля усилителя каскада. Сигнал на входе не меняется, а он сам плывет.

явление, называемое дрейфом нуля УПТ, является вредным, так как возникающее выходное напряжение невозможно отличить от полезных сигналов.

Непрямого действия.

.

4. Типы обратных связей в усилителях. Вывод формулы коэффициента

усиления в усилителе с обратной связью.

Обратной связью называют такую связь между цепями радио-электронной аппаратуры РЭА, при которой часть энергии его из выходной цепи передается во входную цепь.

,

Если на входе усилителя => , , .

Коэффициент усиления всей системы , подставим вместо , , .

, , , .

Коэффициент усиления микросхемы усилителя

, .

При глубокой отрицательной обратной связи () коэффициент уси­ления усилителя практически не зависит от параметров усилительной цепи, а определяется только параметрами цепи обратной связи.

Последовательная обратная отрицательная связь по току (б), по напряжению (а).

,

Параллельная обратная отрицательная связь по току (г) , по напряжению (в).

,

4. Дифференциальный усилитель: схема, коэффициент усиления

разностного и синфазного сигналов.

VT1 и VT2 – одинаковые,

R_K1= R_K2, R₁= R₂.

,

, , .

Чем больше ток увеличивается падение напряжения.

, .

, .

, ,

, , ,

,

Принимаем R_K1= R_K2=R, I= I₂.

.

6. Операционные усилители :определение, структурная схема.

Схемы включения ОУ: инвертирующий и неинвертирующий усилитель, повторитель

напряжения., компаратор ,дифференциатор, интегратор, логарифмический усилитель.

Операционным усилителем принято называть усилитель посто­янного тока с дифференциальным входом и однотактным выходом, характерный высоким коэффициентом усиления, а также большим входным и малым выходным сопротивлениями.

Структурная схема:

Идеальный усилитель с бесконечным сопротивлением. Выходное сопротивление равно 0. Коэффициент усиления каскада бесконечно.

Идеальным называется операционный усилитель с входным сопротивлением для разност­ного сигнала , внутренним коэффициентом усиления по напряжению и выходным сопротивлением.

Операционный усилитель на схемах:

Инвертирующий усилитель на ОУ.

Для узла А: I₁=I₂.

, .

Коэффициент усиления , - цепь обратной связи.

Неинвертирующий усилитель

Коэффициент усиления .

Повторитель напряжения

Положив , , получим .

Входное сопротивление повторителя , .

Интегратор.

При приложении ко входу напряжения и_вх в соответствии с принципом виртуального замыкания можно считать, что ток через резистор R равен u_ex/R. Этот ток заряжает конденсатор С и создает на нем напряжение, одновременно являющееся выходным:

.

Позволяет накапливать входной сигнал.

Дифференциатор.

Напряжение на входе в силу принципа виртуального замыкания является напряжением на конденсаторе. Заряжающий конденсатор ток i=Cdu_ex/dt. Этот ток, не заходя в усилитель, полностью проходит через сопротивление R, создавая на нем на­пряжение, являющееся выходным: .

Логарифмический усилитель на ОУ.

Для выполнения операции логарифмирования — применяются опе­рационные усилители, в которых роль сопротивления Zc или Z₁ выполняют диоды с плоскостным р-п переходом.

.

Компоратор

U_оп – опорное напряжение (показательный источник).

, ,

Сумматор

,

.

.

, .