- •1. Классификация электронных усилителей, их характеристики. Коэффициенты усиления по току, напряжению, мощности, связь между ними.
- •2. Принцип построения усилительных каскадов. Типы усилительных каскадов.
- •3. Режим покоя усилительного каскада. Параметры режима покоя и требования по их выбору.
- •4. Графо-аналитический расчет усилительного каскада оэ на биполярном транзисторе.
- •6. Стабилизация режима работы транзистора в схеме усилительного каскада оэ.
- •7. Усилительный каскад ок, его свойства, параметры, характеристики, применение, схема замещения.
- •8. Усилитьельный каскад об, его свойства, параметры, характеристики, применение.
- •9. Усилительный каскад на полевом транзисторе в схеме ои, его свойства, параметры, характеристики, применение.
- •10. Каскады усиления мощности. Режимы работы усилительных каскадов, их связь с к.П.Д. И к.Н.И..
- •11. Избирательные усилители, их назначение, свойства, характеристики, параметры, типы.
- •13. Многокаскадные усилители. Ачх и фчх усилителей.
- •14. Обратные связи в усилителях, их классификация, свойства, влияние на параметры усилителей.
- •15. Усилители постоянного тока, особенности их работы, варианты схем построения. Явление дрейфа нуля и способы его уменьшения.
- •16. Дифференциальный усилительный каскад на биполярных транзисторах, его назначение и работа (по схеме). Дифференциальный и синфазный входной сигнал, синфазная ошибка и ее количественная оценка
- •17. Операционные усилители в интегральном исполнении, их структура, свойства, назначение, основные электрические параметры, частотные характеристики
- •18. Электронные генераторы гармонических колебаний, их назначение, классификация. Условия баланса амплитуд и баланса фаз, их физический смысл
- •19. Оценка нестабильности частоты генераторов гармонических колебаний и способы ее снижения.
1. Классификация электронных усилителей, их характеристики. Коэффициенты усиления по току, напряжению, мощности, связь между ними.
Электронные усилители-это устройства, в которых маломощный входной электрический сигнал управляет подачей значительно большей мощности от источника питания к нагрузке. Источником входного сигнала может быть предыдущий усилитель, фотоэлемент, микрофон, термопара. В качестве нагрузки: следующий усилитель, гальванометр, реле, осциллограф, электродвигатели и т.д. рис1
основным параметром усилителя является коэффициент усиления: 1) по токуkI=Iвых/Iвх 2)по напряжению kU=Uвых/Uвх 3) по мощности kP=Pвых/Pвх. kP=kU*kI. kP1. в зависимости от того, какому из параметров отдается предпочтение, усилители различают: усилители тока, напряжения, мощности. В зав-ти от режима работы различают линейные и нелинейные (логарифмические, импульсные и др.). основными характеристиками усилителей являются: АФХ, ФЧХ, АХ, в зав-ти от вида АЧХ различают след виды усилителей: 1) пост тока
2) перем тока (при пост не работают): узкополосные, широкополосные, низкочастотные, высокочастотные.Рис 2
Усилительные каскады в зав-ти от того, по какой схеме включается например биполярный транзистор, различают ОЭ, ОК, ОБ.
2. Принцип построения усилительных каскадов. Типы усилительных каскадов.
VT-усилительный элемент (транзистор),Rб-резистор для установки режима покоя (он создает постоянную составляющую тока базы транзистора), Rк- предназначен для ограничения тока коллектора сверх допустимых значений и для выделения в нем переменной составляющей усиленного напряжения, C1,C2 –для отделения переменной составляющей напряжения и токов от постоянной, Uип-напряжение источника питания.
Uип=IкRк+Uкэ (*). При подаче входного сигнала на усилительный каскад переменная составляющая этого сигнала проходит через конденсатор С1 и вызывает изменение напряжения Uбэ транзистором. При этом ток базы по отношению к току Iбэп (для режима покоя) изменяется по закону изменения входного сигнала. При изменении тока базы
пропорционально изменяется ток коллектора, причем ток базы покоя соответствует свой ток коллектора покоя. (Iкп/Iбп). Поскольку ур-е (*), то росту тока коллектора соответствует уменьшение потенциала коллектора (Uкэ). Т.о. усилительный каскад в схеме ОЭ явл-ся инвертирующим. Или фаза выходного сигнала противоположна фазе входного. Обычно режим покоя транзистора выбирают след образом: с пом-ю резистора Rб (или входного делителя) добиваются, чтобы напряжение Uкэ в режиме покоя было равно приблизительно половине напряжения источника питания Uип. Такому состоянию соответствует определенный ток коллектора покоя и в раз меньший ток покоя базы. ВАХ резистора Rк линейная, но ВАХ транзистора существенно нелинейна. Расчет и анализ такой цепи можно производить и графически и аналитически
Рис.
На фоне семейства выходных характеристик строят нагрузочную линию по постоянному току. Эта прямая, представляющая собой ВАХ резистора Rк. Строится она по 2-м точкам: 1-я – если принять что Iк=0, то Uкэ=Uип-IкRк; Uкэ=Uип. 2-я – строится в предположении, что транзистор полностью открыт, тогда напряжение Uкэ=0, а Iк=(Uип/Rк). Точку покоя П и границы изменения входного напряжения a и b сносят на передаточную характеристику, а затем на линию нагрузки. Получаем П”a”b”. т.о. можно графически зная амплитуду входного сигнала определить амплитуду выходного. При определении переменной составляющей выходного напряжения каскада и коллекторного тока используют линию нагрузки по переменному току. Она строится при условии, что сопротивление источника питания принимается =0, сопротивление каскада определяется по схеме замещения. Наклон линии по переменному току больше чем наклон по постоянному. При Rн= эти линии совпадают. В любом случае линия нагрузки должна проходить левее и ниже допустимых значений параметров транзистора, т.е. лежать в зоне ОБР. если режим по постоянному току выбран неправильно или амплитуда входного сигнала больше расчетного значения, то появляются искажение формы выходного сигнала, вызванная нелинейностью ВАХ. Такие искажения наз-ют нелинейными. Величину этих искажений оценивают коэффициентом нелинейных искажений.kни =[( P2+ P3+…+ Pn)/P1]= [( U22+ U32+…+ Un2)/ U12]. P1,U1 – мощность и напряжение для основной гармоники, Pn, Un – для высших гармоник. Для получения Uмах на выходе усилителя (мах коэфф усиления по напряжению) необх-мо выполнить след условия: Rг<<Rвх (сопротивление генератора и входное сопротивление усилительного каскада). 2-е условие: Rн>>Rвх. Это соотв-ет режиму хол хода для усилителя. Для получения максимального коэфф усиления по току условие следующее: Rвых>>Rн; Rг>>Rвх. Это режим короткого змыкания для устройства. Для получения мах мощности используют согласованный режим (Rг=Rвх, Rн=Rвых).