1. Параметры усилителя

Устр-во для увеличения мощности

эл. сигналов.

K_u=U_вых/U_вх ; K_I=I_вых/I_вх ;

K_P=P_вых/P_вх=( U_вых/I_вых)/( U_вх/I_вх)= K_u*K_I;

r_вх= U_вх /I_вх

r_вых=( U_вых(R_н=∞)- U_вых(R_н))/ I_вых(R_н)

2. Ачх и фчх идеального усил-я.

Классификация ус. по виду АЧХ.

Линейные искажения.

АЧХ-зависимость КУ от f.

ФЧХ-зависимость угла сдвига фаз,

вносимого усил-ем от f.

Идеальный усил-ь не вносит

искажений

Реальные усил-и делят на:

- усил-ли постоянного тока

- усил-ли переменного тока

- избирательные усил-и

Искажения, обусловленные

не идеальностью АЧХ наз.

частотными; не идеальностью

ФЧХ-фазовыми. Обобщающий

термин для фазовых и частотных

искажений-линейные. Причина-

присутствие в схеме реактивных

элементов. Линейные искаж. изм.

амплитуду и фазовые соотнош.

сигнала; приводят к изм-ю сложных

колебаний, но не изм-т форму

гармонического колебания.

3. Переходная хар-ка идеального

усил-я, реального усил-я.

Для оценки линейных искажении

Возникших при передаче

импульсных сигналов, исп-т переход.

хар-ку У.

Чем больше t_н тем больше искажений

0,1 и 0,9 задается симметрично.

Хар-ка м/б колебательной.

4. Нелинейные искажения. Коэф.

гармоник.

Нелин-е искажения-следствие наличия

в цепи У нелинейных эл-ов(транзистор).

У на биполярном транз-ре

Кол-во нелинейных искажений оценивается коэф-ом гармоник

11. Послед-я положит. Ос по u: структ. Схема у, коэф. Усилен. По u, самовозб-е у.

Сквозной коэф. Усиления по U устр-ва с послед. положит. ОС:

коэф. передачи U входной цепи k* - коэф. усиления U устр-ва без ОС. 0<βκ*<1, то Кл. св. превышает k* => полож. ОС при βκ*<1 ↑ усиление уст-ва. при pk*=1 коэф. усиления становится ∞ большим. физически это соот-т самовозбужд. устр-ва, кот-й при βκ*>1 превращается в генератор незатухающих колебаний не способный усиливать подводимые к нему сигналы. Поэтому самовозбуждение У недопустимо.

12. Последовательная ООС по U: структ. схема У, коэфф. усиления по U

При отриц. ОС петлевое усил-е(коэф. усил-я U всей птли ОС βκ*) отриц-но и К_ос всегда < k* .

ООС ↓ усиление устр-ва, в кот. ее вводят 1+ βκ* раз. 1+ βκ* - глубина ОС.

13. Последовательная ООС по U: структ. схема У, стабильность коэфф. усиления

ООС ↓ изменения усиления, повышая стабильность усиления устр-ва во столько же раз во сколько снижает усиление, т.е q_св=q/(1+ βκ*), q-нестабильность усиления без ОС. q_св-нестабильность усиления с ООС.

14. Последов-я ООС по U: структ. схема У, полоса пропускания У.

К^оос_U = К_U/(1+ jK_U);

ООС повыш. стабильность коэфф. усиления в глубину ОС раз. ООС по U расширяет полосу пропускания У.

Z^оос_вх= U_c/I_вх= (U_вх(1+UK_U))/I_вх

Z^оос_вх= Z_вх(1+UK_U)

15. Послед-я ООС по U: структ. схема У, входное R.

R_{вх :}

Послед-я ООС по U повышает входное усиление У в (1+jK_U) раз (в глубину ОС раз)

Z^оос_вхU= U_c/I_вх= (U_вх(1+jK_U))/I_вх

Z^оос_вхU= Z_вх(1+jK_U)

16. Послед-я ООС по U: структ. схема У, выходное сопротивление R_вых

Z_вых= ΔU_вых/ΔI_вых , ΔU_вых= Z_вых* ΔI_вых

ΔU^оос _вых = Z_вых* ΔI_вых - jK_U* ΔU^оос _вых

ΔU^оос _вых + jK_U* ΔU^оос _вых = Z_вых* ΔI_вых

ΔU^оос _вых/ ΔI_вых= Z_вых/(1+jK_U) =>

Z_вых= Z_вх/(1+jK_U)

17. Послед-я ООС по U: нелинейные искажения НИ

Чем выше амплитуда сигнала тем > искажений. Если У не охватывается ОС, возник-т U_ни – U нелин. искажений, если У охвачен ОС – U^оос _ни.

U^оос _ни = U_ни – jK_U * U^оос _ни =>

U^оос _ни = U_ни/(1+jK_U) – НИ на выходе У будут ↓ на глубину ОС раз.

18. Последов-я ООС по I: структ. схема У, влияние на параметры У.

Влияние на параметры: 1. ↓ коэф. передачи по U и ЭДС 2.↓ вход-й и вых-й проводимости 3. ↓ нелинейных искажений 4. ↑ R_вх (нежелательно) Z_н ↑ →U_н ↑ →U_ос ↓ → U_вх=U_с-U_ос↓→U_вых↑ → Z_вых ↑ (Z_{вых ОС} =Z_вых без ООС (1+ βκ))

19. ║ ООС по U: структ. схема У, влияние на параметры У.

Z_{вх ОС} =Z_вх без ООС /(1+ βκ)

ООС ║ по входу ↓ R_вх (не рекомендуется), ↓ нелинейных искажений, ↓ коэф. передачи по I, U, P.

20. ║ ООС по I: структ. схема У, влияние на параметры У.

Коэф. усил. по P ↓, R_вх мало, R_вых велико, ↓ нелин. искаж-я, ↓ коэф. передачи по I и ЭДС.

33. Каскад с ОК: схема замещения, входное R.

R_б = R_б1║R_б2 – R в цепи Б.

r_вх = U_вх/i_б= (i_бr_б+ i_э (r_э+ R_э║ R_н))/ i_б=

(i_бr_б+(β+1) i_б(r_э + R_э║ R_н))/ i_б=

r_б+( β+1) (r_э + R_э║ R_н)

34. Каскад с ОК: схема замещения, выходное R.

R_вых ≈ r_{э. диф}+ (R_r + r_б)/ (1+ h^*_21э)

r_{э. диф} ≈ 0; R_r= 0; R_{вых min} ≈ r_б/(1+ h^*_21э); K_r→∞

R_{вых max}≈ r^* _{к. диф} ║ R_э

35. Каскад с ОК: схема замещения, коэф. усиления по U.

K_U= ((1+ h^*_21д) (r^* _{к. диф}) ║ R_э║ R_н)/

(R_r + r_б+(1+ h^*_21д)[r^*_{к. диф}║(r^*_{д. диф} +║ R_э║ R_н)])

36. Каскад с ОК: схема замещения, коэф. усиления по I.

K_i= i_н/i_r= (1+ h^*_21э)*( R_э║R_н* r_{д. диф})/ R_н

37. Сравнительные характеристики каскадов с ОБ, ОЭ и ОК.

	Rвх	Rвых	KU	KI	KP	фаза	t о С
ОЭ	1-10	10- 100	>1	>1	>1	инвертир	не стойкая
ОБ	10- 100	100- 1000	>1	<1	>1	сохр	стойкая
ОК	10- 100	1- 100	<1	>>1	>1	сохр	Стойкая < ОБ

38. Каскад с общим истоком на транз-х с управляющим p-n-переходом и на транз-х МДП-структуры: схемы, выбор и задание режима работы.

Схема вкл. МДП транз-ра с ОИ

Схема вкл. транз-а с p-n-переходом

I_c=0, U_cм= - E_c ; U_cм= 0, I_c= E_c/(R_с +R_н)

39. Каскад с общим истоком: схема замещения для обл. средних частот, вход. R, выход. R, коэф. усиления по U.

K_U = U_вых/e_r= - ( h^*_21эi_б(R_к║R_н))/ (i_б(R_r+R_вх))

= -(h^*_21э(R_к║R_н))/ (R_r+R_вх)

40. Каскад с ОС: принцип. схема, схема замещения, коэф. усиления по U, входное R, выходное R.

K_U= (M*R_н)/( R_{си диф}+(1+М)R_н) (М=S*R_Uдиф)

R_вх= R_з║R_зс║[ R_зн/(1-K)], К = 0,95 ÷ 0,99

R_вых= U_вых/I_ск= (R_н R_{си диф})/( R_{си диф}+(1+М) R_н)

41. Схема замещения У для обл. средних частот. Коэф. усиления У в обл. средних частот.

K_U = U_вых/e_r= - ( h^*_21эi_б(R_к║R_н))/ (i_б(R_r+R_вх))

= -(h^*_21э(R_к║R_н))/ (R_r+R_вх)

42. Схема замещения У для обл. низких частот. Исследование АЧХ и ФЧХ У в обл. низких частот.

ФЧХ - зависимость угла сдвига фазы м/у выходным и входным U от f.

АЧХ – зависимость модуля коэф.У от f вх. сигнала

43. Схема замещения У для области высоких частот. Исследование АЧХ и ФЧХ У в области высоких частот.

ФЧХ - зависимость угла сдвига фазы м/у выходным и входным U от f.

АЧХ – зависимость модуля коэф.У от f вх. сигнала

5. Амплитудная характеристика. Динамический диапазон.

АХ-зависимость амплитуды 1^ой гармоники U_вых от амплитуды U_вх

1- идеальная АХ У

2 – реальная АХ У

Динамический диапазон У:

D = 20 lg (U_{вх max} /U_{вх min})

P_{вых maх} – нормируют при заданном коэфф. гармоник.

6. Режимы работы усилителей: режим А. Выбор рабочей точки. Область применения режима.

Режим А – режим работы У при котором ток в выходной цепи i протекает в течение всего периода входного сигнала

РТ выбирается по середине. Постоянная составляющая I_вых не зависит от амплитуды входного сигнала. Применяется в каскадах предварительного усиления и в выходных каскадах небольшой мощности.

max КПД η_{max RC} = 25%, если стоит трансформатор η_{max тр} = 50%

7. Режимы работы усилителей: режим В. Выбор рабочей точки. Область применения режима.

Режим В – режим работы У при котором ток через него протекает в течение половины периода входного сигнала.

РТ – выбирается на нижнем изломе.

Угол отсечки = π/2. Режим В хар-ся высоким КПД η = 78,5%, используется в 2^х тактных У.

8. Режимы работы усилителей: режим АВ. Выбор рабочей точки. Область применения режима.

Используют, чтобы избежать искажения типа ступень, возникающих в реальных У режима В, вызванный нижним загибом сквозной динамической хар-кой. Выбирается при I ≈ 5 – 15% от I_max. Угол отсечки θ > π/2. АВ промежуточный режим м/у А и В, но ближе к В.

9. Режимы работы усилителей: режимы С и D. Выбор рабочей точки. Области применения режимов.

Режим С – режим работы при котором ток в выходной цепи усилительного эл-та течет < половины периода сигнала. θ < π/2. РТ будет выбираться левее излома (ближе к 0). Используют в резонансных У и умножителях f (в радиопередаче). По форме нелинейный преобразователь.

КПД выше чем в режиме В, зависит от θ.

Режим D – режим при котором активный прибор (тр-р) может находится в одном из двух состояний: или полностью открыт или полностью закрыт, т. н. ключевой режим. Используется в импульсных и цифровых устройствах. Возможно построение нелинейных У. КПД весьма высокое.