Основы схемотехники иссем.

1. Классификация.

1.1. По виду сигналов.

Аналоговые сигналы – описываются непрерывными функциями на достаточно больших

(Аналогичны первоисточнику)

интервалах времени. Их значения могут принимать бесконечно большое (количество) число.

Аналоговый - это аналогичный сигнал передаваемой информации. Например: сигнал на выходе микрофона.

P

t

U_C

t

Дискретный – рваный, отдельный сигнал, который передаётся в дискретные отдельные (значимые) моменты времени. Моменты времени - это дискретизация по времени.

Дискретизация по уровню, когда имеется только несколько разрешенных значений уровня, например два. Это частный случай двоичных цифровых сигналов.

U_C

t

U_C

1

1

1

1

0

0

0

0

0

t

1.2. Виды аналоговых схем.

1. Усилители сигнала; в основном является многокаскадными схемами.

2. Преобразователи сигнала; можно преобразовать сигнал или уменьшить его форму и частоту.

3. Стабилизаторы тока и напряжения.

Основными схемами являются усилители.

2. Усилители.

Предназначены для усиления мощности сигнала. Усиление происходит за счет источника питания.

Понятие каскада усиления – это схема с активным усиливающим элементом (например: с транзистором) и пассивными элементами необходимыми для создания нормальной работы (создание заданных режимов этого активного элемента (см. RC – каскад)).

Обычно усилители строятся на нескольких каскадах.

2.1. Основные характеристики усилителя.

1. Коэффициент усиления:

1. по напряжению ;(10-1000 раз)

2. по току ;(1000-1000000)

3. по мощности .

ИП

При многокаскадном усилении коэффициенты усиления перемножаются:

Результирующая сумма каждого каскада.

Часто удобно использовать логарифмическую единицу измерений децибел (дБ).

, так как

_{, , ,}

В децибелах коэффициенты усиления складываются.

2. Параметры усилителя как четырехполюсника.

входное и выходное сопротивления.

Z_i

U_ВХ

U_ВЫХ

Z_ВХ

Z_ВЫХ

Z_Н

E_U

Стараются задавать частотно-активные сопротивления

3. Амплитудно-частотная характеристика. Линейные искажения.

Идеальная АЧХ – прямая линия. Полоса частот, которые мы должны усилить от 20 до 2000 Гц.

Обычно задается полоса частот спектра усилительного сигнала

К

К_fcp

К_fн 0,7

K_fв= K_{fc *0.7}

К_fcр/√2

f

0

f_Н (300)

f_В (3400)

f_СР

A)Реальная амплитудно-частотная характеристика имеет завалы в областях нижних и верхних частот. Завалы в области нижних частот обусловлены наличием в схеме реактивностей. Завалы в области верхних частот обусловлены ухудшением усиления и наличием реактивностей.

Б)Эти завалы характеризуются коэффициентами частотных искажений.

В)Делят усилители на широкополосные и узкополосные. Для усилителя телефонного стандартного канала.

=3100

=2

- коэффициент широкополосности.

Если К_ШИР значительно больше единицы, то усилитель широкополосный, если значительно меньше единицы – узкополосный.

k>1- широкополосный усилитель.

k<1- узкополосный усилитель.

4. Нелинейные искажения.

Это искажения формы сигнала, которые возникают из-за нелинейности передаточной (амплитудной) характеристики. Они оцениваются, как правило, при подаче на вход чисто синусоидального сигнала.

• Частотные искажения линейны, т.к. они зависят от линейных элементов.

• Их оценивают наличие гармоник синусоидального сигнала.

U_ВХ

t

U_ВЫХ

t

U

f

f₁

2f₁

3f₁

При появлении искажений на выходе появляются гармоники ( кратные f_1, f_2…), чем больше гармоник, тем больше искажений, поэтому их оценивают коэффициентом гармоник:

Допустимые коэффициенты гармоник:

при проводном вещании

при ФМ вещании

Hi-Fi

5. Динамический диапазон и амплитудная характеристика.

U_{m вых}=F(U_{m вх})

U_MВЫХ

р

U_ШУМ

еальная характеристика

U_MВХ

• Динамический диапазон отношения max сигнала к min.

• Т елефон 32 дБ рассчитано на то, что передается речь и много шумов.

Реальная характеристика отличается от идеальной невозможностью увеличения выходного сигнала из-за наличия искажений и наличия собственных шумов при слабых сигналах. Этими значениями определяется динамический диапазон.