
- •Конспект лекций (4 семестр)
- •Содержание
- •1 Усилительные устройства
- •Структурная схема усилителя
- •1.2 Классификация усилителей
- •По диапазону усиливаемых частот:
- •1.3 Показатели качества усилителя
- •Входные и выходные параметры
- •Коэффициенты усиления
- •Линейные искажения
- •Нелинейные искажения
- •Динамический диапазон
- •Собственные шумы усилителя
- •1.4 Обратная связь в усилителях
- •Структурная схема усилителя с ос:
- •Виды обратной связи
- •1.5 Питание усилителей по постоянному току
- •Смещение фиксированным током базы
- •Назначение элементов:
- •Назначение элементов:
- •1.6 Стабилизация режима работы усилителя Причины нестабильной работы:
- •Эмиттерная стабилизация
- •Принцип работы:
- •Коллекторная стабилизация
- •Комбинированная стабилизация
- •Принцип действия коллекторной стабилизации:
- •1.7 Анализ ачх шпу
- •Факторы, оказывающие влияние на ачх в области нч и вч:
- •Рассмотрим область верхних частот
- •Рассмотрим область нижних частот
- •Рассмотрим область средних частот
- •1.8 Резонансные усилители
- •Резонансный усилитель напряжения (рун)
- •Принцип усиления:
- •Недостаток схемы:
- •Автотрансформаторное включение контура
- •Многоконтурный рун
- •Упч с полосовым фильтром
- •Ачх такого усилителя:
- •1.9 Оконечные каскады (усилители мощности)
- •Принцип работы параметрической стабилизации:
- •Бестрансформаторные ум
- •Принцип работы:
- •1.10 Усилители постоянного тока (упт)
- •Ачх упт выглядит:
- •Дрейф нуля
- •Основные причины дрейфа нуля:
- •Дрейф нуля содержит монотонную медленно меняющуюся составляющую и случайные отклонения от неё – флуктуации.
- •Меры по уменьшению дрейфа нуля:
- •Дифференциальный усилитель (ду)
- •Назначение элементов:
- •Ду с двумя источниками питания
- •Роль резистора :
- •Операционные усилители (оу)
- •Обозначение оу:
- •Параметры оу
- •Инвертирующий оу
- •Не инвертирующий oу
- •Интегратор
- •Рассмотрим частные случаи:
- •Дифференциатор
- •Литература
Рассмотрим область нижних частот
а)
влияние разделительных конденсаторов
:
С
понижением частоты входного сигнала
реактивные сопротивления конденсаторов
увеличиваются (
;
),
следовательно, увеличиваются падения
полезного напряжения на них, т.е. растут
потери полезного сигнала, что приводит
к уменьшению коэффициента усиления
(к
возникновению завала АЧХ в области
нижних частот).
б) влияние блокировочного конденсатора :
С понижением частоты входного сигнала реактивное сопротивление
блокировочного
конденсатора
растет (
),
в результате чего меньшая часть
переменного тока ответвляется через
этот конденсатор, на резисторе
будет выделяться бо́льшая часть
переменного (полезного) напряжения,
т.е. увеличатся потери полезного сигнали
и коэффициент усиления
уменьшится (возникнет завал в области
нижних частот).
Чтобы
уменьшить искажения в области нижних
частот необходимо,
чтобы реактивные сопротивления
разделительных и блокировочных
конденсаторов были минимальны, т.е.
чтобы были
максимальны емкости
этих
конденсаторов
(например, использовать электролиты
).
Но
электролиты, в силу своих конструктивных
особенностей, на ВЧ становятся
индуктивными, что приводит к дополнительным
потерям полезного сигнала. Поэтому
вместо электролитов используют, например,
танталовые оксидно-полупроводниковые
(безиндуктивные) конденсаторы
.
Недостаток
таких конденсаторов – емкость
меньше
.
Если требуется емкость
,
то используют электролиты, но их шунтируют
керамическими конденсаторами KM6,
КМ10.
Рассмотрим область средних частот
В
этом частотном диапазоне
,
поэтому частотные свойства транзистора
не сказываются на АЧХ ШПУ.
В
этом частотном диапазоне реактивное
сопротивление паразитной емкости
,
а реактивные сопротивления разделительных
и блокировочных конденсаторов
,
поэтому они не оказывают влияния на АЧХ
ШПУ.
Таким образом, в диапазоне СЧ амплитудно-частотная характеристика широкополосного усилителя не имеет завалов (не имеет искажений), т.е. совпадает с АЧХ идеального усилителя ( ).
1.8 Резонансные усилители
Основой
резонансных усилителей является схема
ШПУ, где вместо сопротивления коллекторной
нагрузки (
K)
включается колебательный контур.
Резонансный усилитель напряжения (рун)
В приемниках РУН выступает в роли усилителя высоких частот (УВЧ).
Э
,
Э
– элементы
эмиттерной стабилизации.
Ф , Ф – обеспечивают развязку каскадов по питанию.
В
этой схеме коллекторная стабилизация
отсутствует, а следовательно отсутствует
ООС по переменному току, т.е. нет снижения
U.
В
данной схеме электролитов
нет, все
конденсаторы керамические
(емкости
этих конденсаторов
10ки
нФ).
Принцип усиления:
Если частота входного сигнала совпадет с частотой свободных колебаний контура, наступит резонанс токов, входное сопротивление колебательного контура станет чисто активным и достаточно большим ( ое десятки кОм), а, следовательно, и падение напряжения на нем также будет большим. Если же частота входного сигнала будет отличаться от частоты свободных колебаний контура, резонанса токов не будет, сопротивление контура будет реактивным и малым по величине, следовательно, и падение напряжения на этом сопротивлении будет мало. Таким образом, АЧХ резонансного усилителя будет выглядеть:
U
0
- резонансная частота контура
.
0
Добротность
такого контура:
,
где
– активное
сопротивление потерь;
-
волновое сопротивление:
.