- •Раздел 1основы аналоговой схемотехники
- •Введение
- •Общие сведения об аналоговых
- •Электронных устройствах
- •Усилителя
- •Тема 1.2 Принцип электронного усиления
- •Тема 1.3 Классификация аэу
- •Тема 1.4 Стабильность показазателей аэу
- •Тема 1.1 Основные технические параметры и характеристики аэу
- •1.1.1Входное и выходное сопротивление. Коэффициенты
- •Усиления
- •1.2 Амплитудно-частотная характеристика (ачх) и фазочастотная характеристика(фчх)
- •Характеристика
- •1.1.2 Переходная, динамическая, амплитудная характеристики. Динамический диапазон
- •1.1.3 Нелинейные искажения(ни)
- •1.1.4 Коэффициент полезного действия
- •1.1.5 Собственные помехи
- •1.1.6 Стабильность показателей аэу
- •Тема 1.2 Методы обеспечения режима работы биполярных и полевых транзисторов в каскадах усиления
- •1.2.1 Схема с фиксированным током базы
- •1.2.2 Схема с фиксированным напряжением база – эмиттер
- •1.2.3 Схемы с температурной стабилизацией
- •1.2.4 Стабильность рабочей точки
- •1.2.5 Способы задания режима покоя в усилительных каскадах на полевых транзисторах
- •Переходом; б – со встроенным каналом; г – с индуцированным каналом
- •1.2.6 Обратные связи в усилителях
- •1.2.7 Последовательная обратная связь по напряжению
- •Усилителя с обратной и без обратной связи
- •1.2.8 Последовательная обратная связь по току
- •1.2.9. Режимы работы усилительных каскадов
- •1.2.10 Работа активных элементов с нагрузкой
- •Каскада с нагрузкой в режиме классаА
- •1.2.11 Усилительный каскад с общим эмиттером
- •Резисторного каскада в схеме с оэ
- •1.2.12 Усилительный каскад по схеме с общей базой
- •1.2.13 Усилительный каскад с общим коллектором (эмиттерный повторитель)
- •Тема 1.3Многокаскадные усилители
- •1.3.1 Особенности построения многокаскадных усилительных трактов
- •1.3.2 Способы межкаскадных связей Усилители с непосредственными межкаскадными связями.
- •Межкаскадными связями
- •Усилители с гальваническими межкаскадными связями.
- •Каскады и цепи с емкостной связью.
- •Трансформаторная межкаскадная связь.
- •1.3.3 Оптроны как элементы межкаскадных связей и гальванических развязок
- •1.3.4 Составные транзисторы. Каскодная схема.
- •Раздел 2 основы аналоговой микросхемотехники
- •Тема 2.1 Особенности элементов интегральной микросхемотехники
- •2.1.1 Генераторы стабильного тока (гст), генераторы малого стабильного напряжения (гмсн) и схемы сдвига уровня
- •Напряжения
- •Схемы сдвига уровня:
- •2.1.2 Каскад на двух транзисторах с эмиттерной связью
- •Эмиттерной связью
- •2.1.3 Работа каскада в качестве фазоинверсного
- •2.1.4 Работа каскада в качестве дифференциального
- •2.1.5 Токовое зеркало(тз). Типовые схемы тз
- •4.6 Типовые схемы тз
- •2.1.6 Усложнённые входные дифференциальные каскады(дк)
- •2.1.7 Входные каскады на транзисторах супер-бэта
- •Супер-бэта
- •2.1.8 Унч на интегральных микросхемах
- •2.1.9 Широкополосные интегральные усилители(шиу)
- •Усилителей
- •2.1.10 Оконечные каскады интегральных усилителей
- •Усилителей
- •Тема 2.2Интегральные операционныеусилители
- •2.2.1 Основные параметры и типы оу
- •2.2.2 Классификация операционных усилителей (оу). Устройство оу. Требования к оу.
- •2.2.3 Амплитудно-частотные, фазочастотные, амплитудные характеристики оу.
- •Инвертирующий усилитель
- •Неинвертирующий усилитель
- •Дифференциальный усилитель
- •Усилитель, построенный на одном операционном усилителе (оу)
- •Сдвиги нуля и их компенсация
- •Схемы ручной балансировки нуля
- •Усилители переменного напряжения на базе оу.
- •Тема 2.3 Устойчивость усилителей с обратной связью и способы ее обеспечения
- •Устойчивость работы усилителей с оос
- •Критерии устойчивости Найквиста и Боде. Запасы устойчивости.
- •Найквиста
- •Устойчивости Боде
- •Методы частотной коррекции интегральных усилителей Простейшая запаздывающая коррекция.
- •Запаздывающая коррекция с шунтированием последовательной rc-цепью.
- •Последовательной rc-цепью
- •Простейшая коррекция с фазовым опережением
- •Тема 2.4 Устройства аналоговой обработки сигналов
- •2.4.1 Инвертирующий сумматор
- •Входными сигналами
- •Неинвертирующий сумматор
- •Неинвертирующего усилителя.
- •Интегрирующий усилитель
- •Дифференцирующий усилитель
- •Инвертирующем усилителе.
- •Логарифмический усилитель
- •Антилогарифмический усилитель
- •2.4.7 Аналоговые перемножители и делители
- •Перемножители и делители на основе управляемых сопротивлений
- •Другие принципы построения перемножителей
- •Некоторые применения аналоговых перемножителей
- •Тема 2.5 Компараторы напряжения
- •2.5.1 Назначение, основные параметры, типы, принцип и действие компараторов
- •2.5.2 Двухпороговые детекторы
- •2.5.3 Особенности схемотехники компараторов
- •Тема 2.6особенности построения цап и ацп
- •2.6.1 Назначение, параметры цифроаналоговых преобразователей (цап)
- •2.6.2 Цап (цифроаналоговые преобразователи): применение, принцип действия
- •2.6.3 Схема четырёхразрядного цап на основе двоично-взвешенных резисторов
- •Двоично-взвешённых резисторов
- •2.6.4 Схема цап лестничного типа
- •МатрицеR-2r
- •2.6.5 Аналого-цифровые преобразователи(ацп)
- •2.6.6 Классификация ацп
- •2.6.7 Ацп последовательного приближения
- •Раздел 3. Основыимпульснойсхемотехники
- •Тема 3.1 Параметры испектры импульсных сигналов
- •3.1.1Импульсные устройства: достоинства и применение
- •3.1.2 Параметры импульсных сигналов
- •Спектральный состав импульсных сигналов
- •3.1.4 Частотный спектр радиоимпульсов
- •3.1.5 Структура импульсных сигналов
- •Тема 3.2 импульсные усилители и ключи
- •3.2.1 Некорректированный импульсный усилитель
- •3.2.2.2Эмиттерная коррекция фронта импульса
- •Импульсного усилителя с эмиттерной коррекцией фронта импульса
- •Коррекция плоской вершины импульса (нч-коррекция)
- •Импульсного усилителя с плоской вершины импульса.
- •Эмиттерный повторитель
- •3.2.3Транзисторные ключи
- •3.2.4Ключи на биполярных транзисторах
- •Разновидности ключей на биполярных транзисторах
- •Ключ с ускоряющим конденсатором
- •Ненасыщенный ключ с нелинейной отрицательной обратной связь
- •3.2.6Ключи на мдп-транзисторах
- •Индуцированными каналами разных типов проводимости на (комплементарных) кмдп-транзисторах.
- •Тема 3.3 формирователи импульсов
- •3.3.1 Дифференцирующие цепи
- •3.3.2 Влияние паразитных параметров на выходной импульс
- •3.3.3 Переходная rc-цепь
- •3.3.4 Интегрирующая rc-цепь
- •3.3.5 Диодные ограничители амплитуды
- •3.3.6 Последовательные диодные ограничители
- •(Ограничители с нулевым порогом ограничения)
- •(Ограничители с ненулевым порогом ограничения)
- •3.3.7 Параллельные диодные ограничители.
- •(Ограничитель с нулевым порогом ограничения)
- •(Ограничитель с ненулевым порогом ограничения)
- •3.3.8 Транзисторный усилитель-ограничитель
- •3.3.9.2 Генератор с контуром ударного возбуждения в цепи эмиттера.
- •3.3.10 Формирующие линии
- •3.3.10.1 Формирование прямоугольных импульсов длинной линией
- •Длинной линией
- •3.3.10.2 Цепочечные линии задержки.
- •3.3.11 Формирователь с линией задержки
- •Транзисторный ключ и линию задержки.
- •Тема 3.4 генераторы прямоугольных импульсов Общие сведения
- •3.4.1Транзисторные мультивибраторы
- •3.4.2 Мультивибратор с корректирующими диодами
- •3.4.3 Ждущий мультивибратор
- •3.4.4 Синхронизированный мультивибратор
- •3.4.5 Мультивибратор в режиме деления частоты
- •3.4.6 Мультивибраторы на сxемах операционных усилителей
- •3.4.6.1 Автоколебательные мультивибраторы на операционных усилителях
- •3.4.6.2 Ждущие мультивибраторы
- •3.4.7Транзисторные блокинг-генераторы
- •3.4.8.1 Автоколебательный блокинг-генератор.
- •3.4.8.2 Ждущий блокинг-генератор.
- •3.4.8.3 Синхронизированный блокинг-генератор.
- •Тема 3.5 генераторы пилообразных импульсов
- •3.5.1 Генераторы линейно-изменяющегося напряжения
- •3.5.1.1 Генераторы лин с токостабилизирующими элементами.
- •3.5.1.2 Глин компенсационного типа.
- •3.5.1.3 Глин с положительной обратной связью
- •3.5.1.4 Глин с отрицательной обратной связью
- •3.5.1.5 Генераторы линейно изменяющегося тока
- •Тема 3.6 триггеры Общие сведения
- •3.3.1 Симметричный триггер с внешним смещением
- •3.3.2 Симметричный триггер с автоматическим смещением
- •3.3.3 Несимметричный триггер с эмиттерной связью (триггер Шмитта)
- •3.3.4 Запуск транзисторных триггеров
- •3.3.4.1 Раздельный запуск
- •3.3.4.2 Счетный запуск
- •3.3.5 Быстродействие транзисторных триггеров
- •Литература
- •Содержание
Тема 1.3 Классификация аэу
I.По параметру усиливаемого сигнала:
усилители напряжения
усилители тока
усилители мощности
1.
Усилитель
напряжения
– работает при условии
,
что обеспечивает большие изменения
напряжения на нагрузке при небольших
изменениях токов во входной и выходной
цепи.
2.
Усилитель
тока:
,
при которых обеспечивается прохождение
заданного тока в выходной цепи при малых
значениях напряжения.
3.
Усилитель
мощности –
необходимо согласовать входные цепи с
источником входного сигнала и выходные
цепи с нагрузкой:
II. По форме усиливаемых колебаний:
усилители непрерывных сигналов (усилители квазигармонических сигналов), которые изменяются во времени медленно, переходные процессы почти не проявляются. Свойства усилителей оценивают по качеству передачи гармонических колебаний.
усилители импульсных сигналов (усилители радиолокационных, ТВ и других сигналов). Здесь проявляются переходные процессы. Поэтому свойства этих усилителей оцениваются по форме переходной характеристики.
III. По диапазону частот:
усилители постоянного тока (усиливают постоянную и переменную составляющую входного сигнала)
усилители переменного тока (усиливают переменную составляющую):
усилители звуковой частоты: 20Гц…20кГц
усилители радиочастоты
,
а диапазон частот превышает УЗЧ. Полоса
их пропускания формируется с помощью
колебательных контуров (резонансные
усилители). В отличие от них все остальные
– апериодические усилители.широкополосные усилители:
(видеоусилители)
IV. По типу усилительных элементов
транзисторные
ламповые
диэлектрические
магнитные
ИМС
V. По области применения
микрофонные
трансляционные
измерительные
телевизионные
магнитофонные
радиолокационные и т.д.
Устройства на основе усилителей – в основном преобразователи электрических сигналов и сопротивлений. Это устройства суммирования, вычитания, дифференцирования, интегрирования, логарифмирования, антилогарифмирования, фильтрации, детектирования, перемножения, деления, сравнения и др.
Преобразователи сопротивлений выполняют на основе применения принципа ОС в ЭУ. Они могут преобразовывать величину, знак и характер сопротивления.
Тема 1.4 Стабильность показазателей аэу
Все технические параметры АЭУ являются величинами, изменяющиеся во времени. Источник изменения параметров АЭУ являются следующие факторы:
Производственный разброс технических параметров АЭУ.
Электрическая нагрузка АЭУ
Условия окружающей среды
Объективные процессы старения материалов из которых изготовлены АЭУ
Важнейшие показатели максимальной нестабильности нормируются техническими условиями. Обычно задается допустимая относительная нестабильность того или иного показателя к его номинальному значению. При отыскании нестабильности технического показателя
Тема 1.1 Основные технические параметры и характеристики аэу
1.1.1Входное и выходное сопротивление. Коэффициенты
Усиления
Входное
сопротивление
–
внутреннее сопротивление между его
входными зажимами. Может быть представлено
в виде параллельного соединения активного
сопротивления
и ёмкости
.
Обычно желательно
большое и
малое.
Выходное
сопротивление
–
внутреннее сопротивление между его
выходными зажимами. В области средних
частот
можно считать активным.
Поведение любого устройства, системы описывается моделью – схемными функциями. Они могут быть спектральными, временными, заданными в операторной форме (функции Фурье или Лапласа) и т.д.
Наиболее распространённой является схемная функция коэффициент передачи (передаточная характеристика) – отношение комплексных амплитуд выходных и входных сигналов. Иногда под передаточной характеристикой понимают зависимость выходного напряжения от входного, измеренную на постоянном токе:
где:
–АЧХ
(это зависимость модуля функции от
частоты входного сигнала)
–ФЧХ
Модуль схемной функции носит название коэффициента передачи или коэффициента усиления (это отношение выходного сигнала ко входному). Существуют:
Используется реже, так как для измерения токов необходимо разорвать цепь
Коэффициенты
также выражают в
.
;
;
Вследствие
физиологических особенностей органов
слуха субъективное восприятие изменения
громкости ближе всего соответствует
логарифму отношений интенсивности
звука, или мощности. Если мощность
звуковых колебаний изменяется от P1
до P2,
то громкость возрастает на величину,
пропорциональную
- выражается в Белах [Б]. Эта единица
оказалась слишком большой, поэтому
ввели в 10 раз меньшую единицу -
:
-
так как мощность пропорциональна:
.
Логарифм единицы удобен тем, что если известныК отдельных каскадов усилителя, то он находится как алгебраическая сумма логарифмических коэффициентов усиления отдельных каскадов:
К=К1К2
