1. Понятие обратной связи и ее использование

2. Усилители мощности

К аскады усиления мощности обычно являются выходными каскадами, к кот. подключается внешняя нагрузка, и предназначены для получения в нагрузке требуемой мощности. Каскады усиления мощности отличаются большим разнообразием. Они могут выполнятся на биполярных и полевых транзисторах, включенных по схеме ОБ общая база, ОЭ общим эмитором, ОК общий коллектор. По способу подключения нагрузки усилительные каскады могут быть трансформаторными и бес трансформаторными. В усилителях мощности нашли применение три класса усиления: класс А, класс В, и класс АВ, отличающиеся положением точки покоя на линии нагрузки по пост. току. Особенности указанных классов покажем на примере коллекторных характеристик транзистора ОЭ.

Режим класса А используются в так называемых однотактных каскадах усиления мощности.

Режим класса В усилитель мощности выполняют по двухтактной схеме с использованием двух транзисторов. Каждый из транзисторов служит для усиления соответствующей полуволны входного сигнала. Этот класс обладает более высоким КПД и применяется на более высоких мощностях, чем одноактный.

Режим класса АВ позволяет существенно уменьшить нелинейные искажения вход. сигнала, сильно проявляющиеся в режиме класса В вследствие нелинейности начального участка вход. характеристики транзисторов.

3. Избирательные усилители

И збирательные усилители предназначены для усиления сигналов в некоторой узкой полосе частот. Их частотная характеристика должна обеспечивать требуемое усиление в заданной полосе частот и достаточно крутой спад усиления вне этой полосы. Полоса пропускания избирательного усилителя 2∆=f_в – f_н определяется на уровне K_Um/ , где K_Um- коэффициент усиления при резонансной частоте f₀. Отношение боковых частот для таких усилителей f_в/ f_н = 1,001 1,1. Селективность (полезность) усилительных свойств оценивают добротностью Q=f₀(2∆f).

Частотная избирательность рассматриваемых усилителей создает высокую помехозащищенность систем, работающих на фиксированных частотах, что широко используется в устройствах автоматического управления контроля.

4. Компаратор

Компаратор – устройство, которое включено без обратной связи. Предназначено для сравнения двух электрических напряжений, различают инвертирующий и неинвертирующий компаратор.

И нвертирующий

У реального компаратора при U₀=U_вх на выходе появляется т.н. дребезг напряжения, т.е. переключение в и обратно, с непредсказуемой частотой.

Н еинвертирующий

Интегральные компараторы

Интегральным компаратором называется устройство выходной сигнал, которого согласован по уровню напряжениями, используемыми в цифровой технике для отображения сигналов логических нуля и единицы. Такие схемы появились, поскольку схемы сравнения на ОУ хотя и могут обеспечить высокую точность сравнения входных напряжений и сформировать на выходе сигналы необходимых (цифровых) уровней, но требуют для этого введения большёго числа дополнительных элементов и, как правило, не могут обеспечить нужного быстродействия.

Быстродействие компараторов принято характеризовать их временем восстановления t_BOc Это время измеряется при подаче на его входы некоторых стандартных сигналов: на неинвертирующий вход подается постоянное напряжение 0,1 В, а на инвертирующий вход — напряжение той же полярности, но с амплитудой, превышающей уровень 0,1 В на величину напряжения восстановления U_вос = 5 мВ. В этом случае время восстановления определяя как временной интервал между моментом равенства напряжений на входах компаратора и моментом, когда его выходное напряжение достигнет некоторого порогового уровня U_nop (рис. 9.12), которое определяется уровнем срабатывания логических схем.

К ак следует из рис. 9.12 t_B0C можно разбить на два интервала: время задержки t₃, в течение которого выходное напряжение компаратора остается неизменным, и время нарастания t_H, причем t₃ >> t_H. Объясняется это тем, что нормальным режимом работы транзисторов ОУ является их работа в активной области. При использовании ОУ в режиме сравнения напряжений, так как оу | > | U_Btix max | /Кио, то его транзисторы попадают в режим насыщения, что сопровождается накоплением в базовых областях избыточного заряда неосновных носителей.

Рис.9.12. Определение времен становления компаратора: Uвх н, "вх и — напряжения на неин- вертирующем и инвертирующем входах; t/пор, W — пороговое направление и напряжение лог. 1 цифра схем

Рассасывание этого заряда требует значительного времени, что и снижает быстродействие схемы сравнения на ОУ общего применения. Поэтому при разработке интегральных компараторов применяют специальные схемотехнические решения, направленные на предотвращение работы транзисторов схемы с заходом в область насыщения. Такое решение позволяет снизить t_BOc интегральных компараторов до сотен наносекунд.

В табл. 9.1 приведены типовые параметры наиболее распространённых интегральных компараторов напряжения, которые характеризуются теми же параметрами, что и ОУ общего применения. Поэтому при формировании требуемого вида их передаточной характеристики возможно использование всех ранее рассмотренных схемотехнических решений для ОУ.

Из сказанного можно определить области применения компараторов различных типов.

Компараторы на ОУ общего применения обычно используются при разработке высокоточных схем сравнения, работающих с медленно изменяющимися входными сигналами.

Интегральные компараторы применяются тогда, когда необходимо обеспечить высокое быстродействие разрабатываемых уст­ройств, при этом в зависимости от конкретных требований используют стандартные высокоточные или высокоскоростные компараторы.