28. Классификация электронных приборов
Электронным прибором называется устройство, действующее на принципе использования явление движения электрона в высоком вакууме, газовой среде, твердом теле, жидкости, плазме. Кроме того, в них используются тепловые, оптические, акустические, магнитные, механические явления. Соответственно различают электронные приборы.Электровакуумные (электронные), в которых газ практически не влияет на полет электронов (давление 10-5...10-6 мм рт. ст. или 10-4...10-5 Па).Ионные (газоразрядные) — давление газа от 10-3 Па до нормального. В результате соударения газ ионизируется (вода, ртуть, газы, пары воды).Полупроводниковые — используются явления в кристаллической структуре вещества (твердого и жидкого).Хемотронные — используются явления в жидкостях. Приборы функциональной электроники (полупроводниковые и из других материалов).По выполняемым функциям приборы делят на группы. Электропреобразовательные — преобразуют электрическую энергию одного вида в другую (генераторы, выпрямители, умножители, усилители и т.д.) - лампы, полупроводниковые диоды и транзисторы и т.п..Электросветовые (электронно-оптические) — преобразуют электрическую энергию в световую (в разных областях спектра) — электронно-лучевые трубки, индикаторы, светодиоды, лазерные диоды, электронно-оптические приборы и др.Фотоэлектрические — преобразуют световую энергию (в разных областях спектра) в электрическую — фотоэлементы, фотодиоды, фоторезисторы, передающие телевизионные трубки и т.п.Термоэлектрические — преобразуют тепловую энергию в электрическую Механоэлектрические — преобразуют механическую энергию в электрическую (механотроны, акусто-электронные приборы и т.п.).Электро-криогенные приборы — преобразуют электрическую энергию в “холод” (полупроводниковые холодильники и пр.).
29. Принцип работы компенсационного стабилизатора основан на использовании цепи отрицательной обратной связи (далее в тексте - ООС). Для реализации указанного принципа устройство кроме регулирующего (исполнительного) элемента РЭ должно содержать исполнительный элемент ИЭ, элемент сравнения и источник эталонного напряжения Uэт (рис.1). Выходное напряжение измерительного элемента, пропорциональное стабилизированному параметру, сравнивается в элементе сравнения с эталонным напряжением, и полученный сигнал ошибки Uош = Uэт - Uиз управляет коэффициентом передачи РЭ. Увеличение Uош , вызванное уменьшением выходного напряжения, увеличивает коэффициент передачи РЭ, что ведет к увеличению выходного напряжения. И, наоборот, увеличение выходного напряжения, уменьшая сигнал ошибки, вызывает уменьшение коэффициента передачи РЭ, что в свою очередь ведет к уменьшению выходного напряжения. В зависимости от вида выполнения РЭ различают непрерывные и ключевые компенсационные стабилизаторы напряжения. В непрерывных компенсационных стабилизаторах в качестве РЭ используют биполярный или полевой транзистор, ключевых - импульсные усилители мощности. Мы остановимся на первом варианте.
30. Логические и запоминающие устройства Запоминающее устройство — носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.
Логические устройства. Цифровым называют устройство, которое в соответствии с заданным алгоритмом обрабатывает данные, т.е. последовательности чисел, представленных преимущественно в позиционной двузначной (бинарной) системе счисления, алфавит которой содержит два символа 0 и 1. Работу цифрового преобразователя описывают логической функцией переменных. Элементы цифрового преобразователя, служащие основой построения устройств, представляют простую функционально завершенную его часть. Двоичный элемент обладает двумя различающимися признаками сигнала, которые кодируются цифрами 0 и 1. В качестве базовых признаков двоичных сигналов используют:- наличие или отсутствие импульсов напряжения (импульсное представление),- значение фазы 0 или p синусоидального напряжения (фазовая манипуляция),- низкий или высокий уровни напряжения (потенциальное представление).Преимущественное распространение получили потенциальные логические элементы(ЛЭ), наиболее просто реализуемые с использованием приемов интегральной технологии благодаря непосредственной связи элементов без конденсаторов. Потенциальные элементы не требуют применения специальных преобразователей формы импульсов для кодирования выходных уровней, что снижает аппаратные затраты при построении сложных цифровых устройств.
31.Логические элементы : И , ИЛИ ,НЕ.
Операция «ИЛИ» называется логической суммой (дизъюнкцией), ее зна-
чение равно «1», если хотя бы один из аргументов равен «1»
Операция «И» называется логическим умножением (конъюнкцией), ее
значение равно «0», если хотя бы один из аргументов равен «0». Знак логиче-
ского умножения может опускаться.
32. многокаскадные усилители, связь между каскадами, принцип работы.
На практике в устройствах промышленной электроники в большинстве случаев для получения необходимой полезной выходной мощности в нагрузке одного каскада недостаточно. Поэтому применяют многокаскадные усилители, собираемые из нескольких последовательно соединенных одиночных усилительных каскадов. В блок-схеме (рис. 1) в качестве датчиков, преобразующих почти любой неэлектрический сигнал во входной электрический сигнал могут использоваться различные источники ЭДС, например микрофон, антенна, фотоэлемент, фотодиод, фоторезистор, фотоэлектронный умножитель, терморезистор, тензорезистор, тахогенератор, пьезоэлектрический преобразователь, считывающая головка с магнитофонной, перфорированной или фотографической ленты, биотоки, индуктивные или емкостные датчики давления, перемещения, плотности уровня и т. д.
В качестве нагрузки можно подключать в выходную цепь каскада УМ комплексные активно-реактивные нагрузки (R, RL, RС, РСL), например обмотку громкоговорителя, фидерную или абонентскую сеть, самописец, обмотку электромагнитного реле, или шагового (искателя) двигателя, или электроконтактора, обмотку возбуждения электродвигателя, различные контрольно-измерительные приборы, блоки развертки луча осциллографа или телевизора, световые индикаторы и т. д.
рис
1
В блок-схеме многокаскадного усилителя первый входной каскад t предназначен для согласования сопротивления датчика входного сигнала со входным сопротивлением усилителя при одновременном усилении входного сигнала по току или напряжению.
Последний - оконечный, или выходной, каскад является каскадом усиления мощности, передаваемой в полезную нагрузку.
Все остальные промежуточные каскады, включая предоконечный каскад, обеспечивают усиление полезного сигнала по напряжению или току до величины, необходимой для оптимальной работы выходного каскада, при которой отбирается в нагрузку максимально возможная полезная мощность каскада при допустимой величине нелинейных искажений.
Две схемы многокаскадных усилителей.
В качестве примера на рис. 3 приведены две принципиальные электрические схемы многокаскадных усилителей: на биполярных транзисторах (а) и на полевых транзисторах (в).
В этих схемах усилителей в качестве первого входного каскада включен эмиттерный (катодный, истоковый) повторитель, который обеспечивает согласование высокоомного датчика сигнала со входным сопротивлением усилителя. Такой каскад, не усиливая входной сигнал по напряжению, усиливает его по току и мощности.
Все остальные каскады собираются по схеме с общим эмиттером (общим катодом, общим истоком), давая усиление и по току и по напряжению (транзисторный вариант), и в основном по напряжению (ламповый вариант).
Последний двухтактный каскад УМ (транзисторный вариант) и однотактный каскад УМ на лучевом тетроде (и полевом транзисторе) обеспечивают усиление сигнала по мощности, отдаваемой в нагрузку.
Рис. 3. Две схемы многокаскадных усилителей;
а - на биполярных транзисторах;
в- на полевых транзисторах с и-каналом
В этих схемах между первым и вторым, между вторым и третьим каскадами применена резистивно-емкостная связь, в которую по переменной составляющей усиливаемого сигнала входят элементы, указанные далее в эквивалентной схеме (рис. 4).
Между третьим и четвертым - выходным - каскадами применена трансформаторная связь при помощи переходного трансформатора ТР1, которая обеспечивает повышение КПД каскада предварительного усиления, устраняет гальваническую связь между этими каскадами по постоянному току и напряжению, согласует величину выходного тока (транзисторный вариант) или напряжения (ламповый вариант) предоконечного каскада с необходимой величиной входного тока или входного напряжения выходного - оконечного - каскада.