Основы радиосхемотехники / Учебник по САЭУ(2005) / САЭУ кн.1 / ПРЕДИСЛОВИЕ (последняя версия Уч. пос

5

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие написано с учетом требований Государственного Образовательного Стандарта для дисциплины «Схемотехника аналоговых электронных устройств» (САЭУ) и предназначено студентам, обучающимся по специальности 200700 Радиотехника», 201600 «Радиоэлектронные системы» и 071500 «Радиофизика и Электроника». Дисциплина САЭУ является общепрофессиональной, она необходима для формирования у будущих радиоинженеров фундаментальных знаний по методам исследования, расчета и проектирования устройств усиления и преобразования аналоговых сигналов.

В последние годы в литературе, относящейся к этой дисциплине, заметно преобладание качественного и в меньшей мере количественного подхода при её изучении. Однако задачи исследования, проектирования и расчета аналоговых устройств, содержащих каскады усиления или преобразования сигналов, встречаются в практической работе радиоинженера. К таким каскадам в первую очередь относятся резисторный и дифференциальный каскады, повторители, каскодные схемы, оконечные двухтактные каскады усиления мощности и другие. Традиционное изучение этих каскадов, за исключением каскадов усиления мощности, проводится путем построения по их принципиальным схемам эквивалентных схем и дальнейшего исследования последних для различных частотных диапазонов или временных интервалов. При этом определяются и исследуются операторные и комплексные коэффициенты передачи, переходные характеристики. В указанных каскадах практически всегда присутствует отрицательная обратная связь (ООС) различных видов, поэтому студенты должны предварительно изучить влияние ООС на показатели каскадов и устройств усиления или преобразования сигналов. Кроме того, при наличии этих сведений студент и будущий радиоинженер может лучше оценить и использовать рекомендации и сведения, приводимые в специальной технической литературе, где излагаются различные вопросы совершенствования и проектирования аналоговых устройств, в том числе и в интегральном исполнении. При изучении дисциплины САЭУ студенты овладевают навыками составления эквивалентных схем по принципиальным схемам каскадов и дальнейшего их исследования с использованием аналитических выражений, описывающих частотные, фазовые и переходные характеристики таких устройств.

Учебное пособие содержит восемь разделов (глав). Первый и второй разделы являются вводными. Они посвящены описанию основных показателей аналоговых электронных устройств и электрических моделей эквивалентных схем усилительных элементов (полевых и биполярных транзисторов), их комплексных Y-параметров при различных способах включения транзисторов. В третьем разделе рассмотрено влияние однопетлевой отрицательной обратной связи на показатели аналоговых устройств. В главе излагается методика, которая позволяет учесть явления, сопутствующие однонаправленному движению сигнала по петле обратной связи. К ним относятся: ослабление сигнала на входе и выходе при подключении к устройству неидеального четырехполюсника ОС, а также прохождение сигнала со входа на выход по этому четырехполюснику и обратное движение сигнала в устройстве без обратной связи.

В четвертой главе рассмотрены основные каскады аналоговых электронных устройств, исследуются их частотные и временные характеристики. Изучение резисторных каскадов, дифференциальных ступеней, повторителей, каскодной схемы, двухтактных схем оконечных ступеней усилителей мощности, а также устройств, приведенных в других главах, проведено с помощью методики, изложенной в третьей главе, посвященной отрицательной обратной связи. При этом уделено необходимое внимание способам выделения в каскаде с ООС канала прямой и обратной передачи сигнала. Следует заметить, что во всех перечисленных выше каскадах присутствует обычно один из видов отрицательной обратной связи и их изучение заключается в определении элементов схемы, относящихся к каналу прямой и обратной передачи сигнала. После этого запись и исследование всех показателей устройства в частотной или временной области обычно не представляет труда.

В пятом и шестом разделах приведены основные схемные реализации каскадов в интегральном исполнении, операционных усилителей и устройств линейного и нелинейного преобразования аналоговых сигналов. Седьмая глава посвящена синтезу активных фильтров, в ней рассмотрены также свойства цепей фазовой коррекции. В восьмой главе рассмотрены аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, а также приведены материалы по применению переключаемых конденсаторов в дискретно-аналоговых устройствах.

Пособие содержит пять приложений. В приложениях приводятся сведения о внутренних шумах пассивных и активных элементов, а также устройствах высокой чувствительности, использующих метод накопления. Приведены примеры расчета резисторного каскада с обратными связями и сравнение их с результатами схемотехнического моделирования на ЭВМ с помощью программы MICRO-CAP-V7. Приведены сведения о роли радиатора в процессе передачи тепла (мощности рассеяния) транзисторов оконечных каскадов в окружающую среду. Рассмотрен умножитель аналоговых сигналов с большим динамическим диапазоном. В последнем приложении содержатся сведения о спектрах при дискретизации аналоговых сигналов и нижнем значении частоты коммутации переключаемых конденсаторов в дискретно-аналоговых устройствах.

Содержание пособия и методы изложения его разделов обсуждались преподавателями соответствующих секций на кафедрах радиоприемных устройств МЭИ, МИРЭА, а также кафедры «Электроники» МИФИ. Автор признателен доценту Московского энергетического института Э.Л. Муро, доценту Московского инженерно-физического института В. А. Королеву и профессору этого института А.Я. Архангельскому за полезные замечания и советы, способствовавшие улучшению пособия. Пособие выходит в двух книгах. В первой приведены материалы глав 1-4, во второй- материалы глав 5-8 и приложения.