ДЕПАРТАМЕНТ ПО АВИАЦИИ

МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Минский государственный

высший авиационный колледж

И. Л. ДУДНИКОВ

АВИАЦИОННАЯ

ЭЛЕКТРОНИКА

Учебно-методическое пособие

в 3 частях

Часть 2

Электронные и преобразовательные устройства, устройства электропитания

Минск

2012

УДК 621.38

ББК 39.561.5

Д 81

Рецензент

А. Г. КЛЮЕВ

доцент кафедры «Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования» МГВАК, кандидат технических наук

Одобрено и рекомендовано к изданию

Научно-методическим советом МГВАК

(протокол от 29 марта 2012 года № 6)

Д 81 Дудников, И. Л.

Авиационная электроника: учебно-методическое пособие в 3 частях. Часть 2. Электронные и преобразовательные устройства, устройства электропитания / И. Л. Дудников. – Минск: МГВАК, 2012. – 96 с.

Учебно-методическое пособие по курсу «Авиационная электроника» предназначено для курсантов (студентов) специальности 1-37 04 02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования» (специализация 1-37 04 02-01). В нем содержатся теоретические сведения по электронным и преобразовательным устройствам, устройствам электропитания, приводится список рекомендуемой литературы.

© Дудников И. Л., 2012

© МГВАК, 2012

Электронные устройства электронные усилители

Усилитель – это устройство, предназначенное для увеличения параметров электрического сигнала (U, I, P). Усилитель имеет входную цепь, к которой подключается усиливаемый сигнал, и выходную цепь, с которой сигнал снимается и подается в нагрузку (рисунок 1).

I_вх

I_вых

U_вх

U_вых

Рисунок 1 – Общая схема усилителя

Параметры и характеристики усилителей

Основные параметры усилителя:

• K_U = U_вых / U_вх – коэффициент усиления по напряжению;

• K_I = I_вых / I_вх – коэффициент усиления по току;

• K_P = P_вых / P_вх = К_U · К_I – коэффициент усиления по мощности;

• R_вх – входное сопротивление;

• R_вых – выходное сопротивление.

Для усилителя возможны различные значения коэффициентов усиления,

но необходимо, чтобы К_P > 1, т. е. отсюда следует, что или К_U, или К_I должны быть больше 1, иначе устройство потеряло бы смысл как усилитель.

При расчете или выборе усилителя для конкретного случая предпочтение может отдаваться одному из параметров в зависимости от того, какой из них на выходе усилителя является определяющим. Обычно таким параметром является напряжение выходного сигнала. Поэтому в справочниках по усилителям указывается К_U.

Основные характеристики усилителя:

• амплитудная (АХ), = f ( );

• амплитудно-частотная (АЧХ), К_U = f (f _{- частота});

• фазочастотная (ФЧХ), φ = f (f _{- частота}).

Многие усилители состоят из нескольких ступеней, которые осуществляют последовательное усиление сигнала и называются каскадами.

Классификация усилителей

Усилители могут быть с линейным и нелинейным режимами работы.

Усилитель с линейным режимом работы обеспечивает на выходе сигнал, близкий по форме к входному. Такие усилители подразделяются на несколько групп по различным признакам:

• По параметру, который необходимо усилить:

- усилители напряжения;

- усилители тока;

- усилители мощности.

• По элементной базе:

- ламповые усилители (схемы ОК, ОА, ОС);

- усилители на биполярных транзисторах (схемы ОЭ, ОК, ОБ);

- усилители на полевых транзисторах (схемы ОИ, ОС, ОЗ).

• По виду АЧХ (рисунок 2):

- УПТ (усилители постоянного тока);

- УЗЧ (усилители звуковой частоты);

- УВЧ (усилители высокой частоты);

- ШПУ (широкополосные);

- УПУ (узкополосные).

УПТ

УЗЧ

УВЧ

ШПУ

УПУ

K_U

K_U

K_U

K_U

K_U

f_в

f_в

f_в

f_в

f₀

f_н

f_н

f_н

10³–10⁸ Гц

10 кГц – 100 МГц

10 Гц – 100 МГц

Рисунок 2 – Классификация усилителей по амплитудно-частотной характеристике

• По способу соединения каскадов между собой в многокаскадном усилителе:

- усилители с непосредственной или резистивной связью (обычно используется в УПТ);

- усилители с резистивно-емкостной связью (такая связь обычно используется в усилителях переменного напряжения: УНЧ, УВЧ, ШПУ);

- усилители с трансформаторной связью (обычно такая связь используется в усилителях мощности).

В усилителях с нелинейным режимом работы отсутствует пропорциональность между мгновенными значениями входного и выходного тока I и напряжения U. После достижения некоторого напряжения входного сигнала напряжение на выходе остается неизменным, т. е. ограничивается на некотором уровне. Такие усилители нашли применение в устройствах для преобразования синусоидального сигнала в импульсный.