
- •Министерство образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет
- •Основы электроники
- •Рецензент н.М.Сапрунова.
- •Образовательно-профессиональные требования к дисциплине
- •2. Цель дисциплины
- •3.Тематика занятий
- •3.2. Полупроводниковые приборы
- •3.3. Электронные усилители
- •3.4. Линейные электронные преобразователи электрических сигналов
- •3.5. Нелинейные электронные преобразователи электрических сигналов
- •3.6. Триггерные и генераторные устройства
- •3.7. Источники вторичного питания
- •4. Календарный план
- •4.1. Лекции
- •4.2. Лабораторные работы
- •5. Контроль усвоения дисциплины
- •6. Литература
- •7. Связи курса с другими дисциплинами
- •8. Методические указания
- •8.1. Общие методические сведения
- •8.2. Методические указания и контрольные вопросы
- •8.3. Электронные усилители
- •Изучить принципиальные схемы усилительных каскадов на полевых
- •8.4. Линейные электронные преобразователи электрических сигналов
- •8.5. Нелинейные электронные преобразователи электрических сигналов
- •8.6. Триггерные и генераторные устройства
- •8.7. Источники вторичного питания
- •9. Контрольное задание
- •9.1. Таблица вариантов по контрольным вопросам
Изучить принципиальные схемы усилительных каскадов на полевых
транзисторах с общим истоком и общим стоком. Назначение всех элементов, выбор начального режима.
Обратить внимание на то, что поскольку полевой транзистор управляется по входной цепи напряжением, а не током, задание режима покоя в каскадах на полевых транзисторах осуществляется подачей во входную цепь каскада постоянного напряжения соответствующей величины и полярности. Этой особенности уделяется главное внимание при анализе каскадов на полевых транзисторах по постоянному току.
Уметь проводить анализ каскада по переменному току с использованием эквивалентной схемы замещения, определять основные параметры усилительного каскада.
Многокаскадные усилители
Изучить структурную и принципиальную схему многокаскадного усилителя с резистивно-емкостной связью, основные параметры и характеристики такого усилителя, связь параметров многокаскадного усилителя с параметрами отдельных каскадов. Обратить внимание на вопросы согласования каскадов.
Обратные связи в усилителях
Изучить назначение и основные виды обратных связей в усилителях. Различать обратные связи по способу получения сигнала обратной связи, по способу подачи сигнала обратной связи на вход усилителя, положительную и отрицательную однопетлевую и многопетлевую обратные связи. Знать основные виды обратных связей и структурные схемы усилителей с такими обратными связями. Изучить влияние обратной связи на основные показатели усилителя: коэффициент усиления, их стабильность, входное и выходное сопротивления, нелинейные искажения, частотные свойства. Ознакомиться с паразитными обратными связями в усилителях и мерами борьбы с ними.
8.3.8. Усилители постоянного тока. Дифференциальные каскады. Обратить внимание на основную особенность усилителей с гальванической связью – нулевую нижнюю граничную частоту. Изучить схемы дифференциальных усилительных каскадов, образование обратной связи по синфазным составляющим, использование генераторов стабильного тока и токостабилизирующих двухполюсников, основные параметры дифференциального каскада. 8.3.9. Операционные усилители (ОУ)
Ознакомиться со структурной и принципиальной схемами простейшего операционного усилителя и их особенностями. Изучить основные свойства, параметры и характеристики операционных усилителей.
8.3.10. Применение ОУ
Ознакомиться с основными областями применения операционных усилителей. Изучить принципиальные схемы простейших усилителей на основе ОУ: инвертирующий и неинвертирующий масштабные усилители, повторитель, схемы суммирования, дифференциальные усилители, инструментальные усилители, усилители типа МДМ. Знать основные соотношения, связывающие входные и выходные параметры.
8.3.11. Усилители мощности
Ознакомиться с назначением выходных каскадов усиления, их основными показателями: энергетическими и уровнем нелинейных искажений. Изучить принципиальную схему однотактного выходного каскада с трансформаторным выходом. Обратить внимание на приведение параметров трансформатора для замены электромагнитной расчетной схемы на электрическую схему для упрощения расчета усилителя. Знать основные энергетические показатели каскада, его достоинства и недостатки.
Изучить принципиальную схему двухтактного каскада с трансформаторным выходом в режиме класса В, его энергетические показатели, преимущества и недостатки. Обратить внимание на то, что схемы усилителей, работающих в классах В и АВ, одинаковы, и усилители отличаются режимами: в классе В используется полная отсечка коллекторного тока, и базовый ток покоя равен нулю, в усилителях класса АВ в состоянии покоя имеются начальный коллекторный и базовый токи. Для симметрирования плеч во всех двухтактных усилителях в каждом плече применяют отрицательную обратную связь по эмиттерному току.
Ознакомиться с выходными цепями бестрансформаторных усилителей. Изучить принципиальные схемы двухтактного выходного каскада на базе эмиттерных повторителей в режиме класса В, двухтактного каскада по схеме с общим эмиттером, двухтактного каскада на полевых транзисторах, их особенности, основные параметры и энергетические соотношения.
Рассмотреть применение составных и композитных транзисторов в двухтактных каскадах, каскады с усилением, большим единицы. Сравнить выходные каскады с трансформаторным выходом с выходными каскадами с бестрансформаторным выходом.
8.3.12. Контрольные вопросы
Как классифицируются электронные усилители?
2. Назовите основные параметры усилителей.
3. Как определяются частотные и фазовые искажения в усилителях?
Что такое нелинейные искажения и каковы их причины?
Как оценивают нелинейные искажения?
5. Как определяется полоса пропускания усилителя? Сравните её для усилителей с ёмкостной и непосредственной связью. 6. Опишите работу усилительного каскада на примере схемы с общим эмиттером. 7. Как выбирают точку покоя и как обеспечивают заданное её положение? 8. Как обеспечивают температурную стабилизацию рабочей точки покоя? Начертите комбинированную схему стабилизации положения рабочей точки покоя и поясните её особенности.
9. Как задается режим по постоянному току в каскаде на полевом транзисторе, включенном по схеме с общим истоком? 10. Назовите виды обратной связи. Какая обратная связь применяется в усилителях? 11. Объясните работу RC-усилителей на биполярных транзисторах в области низких, средних и высоких частот, используя схему замещения. 12. Как изменяются основные параметры при введении последовательной отрицательной обратной связи по напряжению?
13. Как построены двухтактные усилители мощности, и какими преимуществами они обладают? 14. Показать схему бестрансформаторного каскада усиления мощности на комплиментарной паре с параллельным возбуждением и поясните её. 15. Приведите схему дифференциального каскада и поясните прохождение дифференциального и синфазного сигналов. Перечислите основные достоинства дифференциальных каскадов. 16. Что называется коэффициентом подавления синфазных сигналов? 17. Как влияет на процесс усиления дифференциального сигнала применение несимметричного дифференциального каскада? 18. Приведите примеры применения дифференциальных каскадов в схемах. 19. Приведите структурные схемы двух- и трехкаскадных ОУ. Поясните преимущества двухкаскадного ОУ. 20. Приведите основные параметры и характеристики операционных усилителей.
21. Приведите инверсный и неинверсный способы включения ОУ. Рассмотрите параметры: коэффициент усиления, входное и выходное сопротивления. 22. Объясните, почему между входами ОУ и общей шиной необходимо включать резисторы с одинаковым сопротивлением. 23. Объясните, как необходимо рассчитывать элементы входных цепей ОУ с точки зрения компенсации погрешностей, обусловленных действием UСМ, I ВХ и ΔI ВХ. 24. Покажите, как необходимо выбирать элементы входных цепей ОУ для минимизации температурной нестабильности выходных напряжений инвертирующего и неинвертирующего усилителей.
25. Докажите, что дифференциальный усилитель может выполнять математическую операцию вычитания двух чисел.
Литература
[1,гл.5, гл.6]
[2, гл.5, гл.6].
[3, гл.2].
[4,гл.2].