1) Широкая полоса частот, начиная от пост. Тока

2) Большой коэффициент усиления К ~ 10⁴…10⁵

3) Дифференциальный вход (“+” и “-“)

4) Высокий входной импеданс

5) Низкий выходной импеданс

Основные схемы включения

Инвертирующий и неинвертирующий усилители

K_ = R₂/R₁ , K₊ = `1+ R₂/R₁

Суммирующий Дифференциальный Повторитель

Усилитель усилитель

Усилитель мощности RF Усилитель Интегратор

Источник тока Интегратор Дифференциатор

с ослаблением на ВЧ

Активные фильтры

а

(а) фильтр нижних частот, (б) фильтр верхних частот, (в) полосовой фильтр

Основные характеристики фильтров

6-полюсные:

1 – Ф. Бесселя,

2 - Ф. Баттерворта,

3 - Ф. Чебышева

Фильтр НЧ Чебышева

– max крутизна характеристик

Фильтр Баттерворта – плоская АЧХ

Фильтр Бесселя – линейная ФЧХ

П

Другие схемы:

реобразователь Гиратор: Гиратор на ПОПС

отрицательного полного индуктивность,

cопротивления (ПОПС) если Z₄ = (jωC)^-1

Генераторы гармонических колебаний

Мостовые генераторы Вина

(с лампочкой и ампл. детектором).

Частота генерации

F = (2πRC)^-1.

LC - генераторы

Компараторы

В ход – аналоговый, выход – цифровой.

ОУ как компаратор. Компараторы на основе ОУ.

Многократное срабатывание (дребезг) компаратора вблизи порога срабатывания

Триггер Шмитта

Т риггер Шмита - компаратор с положительной обратной связью, которая обеспечивает гистерезисную характеристику переключения компаратора (два порога срабатывания). Это позволяет избавиться от многократного переключения компаратора (дребезга) вблизи порога срабатывания.

Усилители с конечным коэф. усиления. Обратная связь

U _вых = (U_вх – BU_вых)·К

K_eff = K/(1+B)

Условия возбуждения (автогенерации):

(1) K·B > 1

(2) положительная обратная связь

Δφ = 2π·n

Шумы в электронных схемах

(1) Тепловой шум: , ,

(2) Дробовой шум: ,

(3) Шум 1/F (фликкер - шум):

(4) Внешние наводки, помехи

Отношение сигнал / шум:

Коэффициент шума:

Шумовая температура: ,

Эквивалентная схема описания источников шумов

(а) в транзисторе (б) в операционном усилителе:

Полное напряжение шумов, пересчитанное (отнесенное) ко входу:

- тепловой шум, порожденный объемным сопротивлением базы плюс дробовой шум коллекторного тока, порождающий шум напряжения на дифференциальном сопротивлении эмиттера .

Для ПТ - тепловой шум сопротивления канала, где , , т.е. на порядок выше, чем в БТ (!!!)

- шум тока, основным источником которого является дробовой шум (~  ) в токе базы  , складывающийся с флуктуациями за счет фликкер-шума в . Для ПТ

• Шумовое сопротивление: ,

• Сравнение и рекомендации: БТ: , ПТ:

Зависимость эквивалентного среднеквадратичного входного напряжения шума и входного тока шума от коллекторного тока npn - транзистора 2N5087.

Меры, направленные на защиту от помех и наводок.

• Правильное размещение элементов схемы (уменьшение паразитных емкостей и петель)

• Экранирование: a) электростатического поля, б) магнитного поля

• Экранирование высокочастотных электромагнитных полей:

(а) толщина экрана больше толщины скин-слоя, (б) сплошной экран, без зазоров

• Заземление (одна точка заземления, правильный выбор этой точки)

• Общий провод и заземление это разные понятия

• Не использовать один и тот же общий провод дя цепей с разным уровнем сигналов

• Сигнальное заземление

• Дифференциальные схемы

• Изолирующие элементы и усилители

Цифровые коды

• Двоичный код: 707₁₀ = 1011000011₂

• Код Грея: 000, 001, 011, 010, 110, 111, 101, 100, ….(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ….)

• Шестнадцатеричный код: 707₁₀ = 1011000011₂ = 1С3₁₆

обозначение содержимого одного разряда (от 1 до 15): 1, 2, … 9, A, B, C, D, E, F

• Двоично-десятичный код: 137₁₀ = 0001 0011 0111

Введение отрицательных чисел:

(1) Прямой (знаковелительный) код: использование 1 разряда двоичного числа для задания знака (1- “+”, 0 - “-“)

(2) Смещенный код: смещение 0 на половину диапазона используемых чисел

(3) Дополнительный код: использование дополнительного двоичного кода для задания отрицательных чисел, так чтобы А плюс (-А) равнялось нулю, точнее, чтобы во всех рабочих разрядах получались нули, а в следующем разряде (за пределами рабочих разрядов) – единица: Например, если мы используем 3 рабочих разряда, тогда 011 плюс 101 равняется 000 (3 + (-3) = 0).

Цифровые схемы

Т ТЛ (транзисторно-транзисторная логика),

ТТЛШ (с транзисторами на барьере Шоттки)

Э СЛ

(эмиттерно-связанная логика)

КМОП (комплементарные

метал-окисел-диэлектрик)

Зависимость мощности рассеяния Зависимость скорости от мощности

от частоты для различных логич. семейств

Логические схемы с тремя состояниям

Вентиль И-НЕ с тремя состояниями: поясняющая схема и реализация с использованием КМОП вентилей.

Устройства с памятью: триггеры

R S-триггер, D-триггер, JK-триггер,

тактируемые триггеры

RS-триггер

(бистабильная схема)

Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП)

ЦАП с масштабирующими резисторами.

ЦАП по схеме R - 2R

ЦАП с коммутацией

токов

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП)

Последовательный АЦП

Параллельный АЦП

со схемой кодирования

(74F148)