Билет № 3. (невезучий номер рас)

1. Первая картинка просто общий исток, вторая схема усилительного каскада с общим истоком.

Поскольку АЧХ хрен найдешь я прикинул и нарисовал. (глянул одну лабу + первый вопрос из зачета в чем я разобрался, так что ок)

С ФЧХ та же тема только тут я хз совсем(по идее он в нуле ноль всегда по горизонтали, по вертикали соответствует углу (0, 45, 90) от которого стремится к другому градусу (как правило вниз 0 -45 -90) и делает это дугой похожей на эту.

Искажения. Амплитудное обусловлено изменением амплитуд спектральных составляющих и меняется на выходе форма колебания. Фазовая вызвана измененем начальных фаз спектральных составляющих. (больше не скажу ибо на зачете больше не смог нарыть)

2. -  электронный усилитель с двумя входами, выходной сигнал которого равен разности входных напряжений, умноженной на константу. А так же он красивенький и симметричный. И бывает на куче всяких разных транзисторов. И чтоб не париться я просто распечатаю книгу как приложение.

3. Коэффициент усиления (Кос)

Коэффициент усиления усилителя, охваченного ООС, определяется по формуле:

Если глубина ООС достаточно велика ΒK >> 1, то K_oc = 1/Β. Это значит, что K_oc зависит только от свойств цепи обратной связи и не зависит от свойств цепи прямой передачи (транзисторы, ОУ и т.д.), которые не отличаются высокой стабильностью параметров. Если цепь обратной связи содержит только высокостабильные элементы (резисторы, конденсаторы и т.д.), то K_oc оказывается стабильным, т.е. всякое изменение коэффициента усиления ослабляется действием ООС.

Входное сопротивление усилителя, охваченного ООС

Последовательная ООС по току и по напряжению увеличивает входное сопротивление: R_вх.ос = R_вх(1 + Β·k). Параллельная ООС по току и по напряжению уменьшает входное сопротивление: R_вх.ос = R_вх/(1 + Β·k).

Выходное сопротивление усилителя, охваченного ООС

Параллельная и последовательная ООС по току увеличивает выходное сопротивление: R_вых.ос = R_вых(1 + Β·k). Параллельная и последовательная ООС по напряжению уменьшает выходное сопротивление: R_вых.ос = R_вых/(1 + Β·k).

Таким образом, несмотря на снижение коэффициента усиления ООС применяют широко для существенного улучшения характеристик усилителя, например, для повышения стабильности и входного сопротивления и уменьшения выходного сопротивления.

Билет № 4. (невезучий номер двас)

1.

Если вам достался этот билет то я лично нарисую вам амплитудную и фазовую характеристики, ибо снова в пэинте рисовать мне в лом.

Скажу лишь что в нём Фаза сигнала меняется на 180°.

2. На распечатке

3. Искажения, возникающие в усилителях вследствие нелинейности передаточных характеристик электронных приборов и характеристик намагничивания сердечников трансформаторов, называются нелинейными искажениями. При наличии нелинейных искажений в усилителе (в реальных усилителях они есть всегда) на его выходе возникают новые частоты (гармоники), отсутствующие во входном сигнале.

Общий уровень нелинейных искажений количественно оценивается коэффициентом нелинейных искажений (коэффициентом гармоник):

где Um1, Um2, Um3, ... — амплитуды 1-й, 2-й, 3-й и т.д. гармоник выходного сигнала.

Билет №5

1 вопрос

Усилитель — элемент системы управления (или регистрации и контроля), предназначенный для усиления входного сигнала до уровня, достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии вспомогательного источника, или за счёт уменьшения других характеристик входного сигнала (под термином «сигнал» здесь и далее понимается любое явление (или процесс), характеристики которого необходимо увеличить).

Электронный усилитель — усилитель электрических сигналов, в усилительных элементах которого используется явление электрической проводимости в газах, вакууме и полупроводниках. Электронный усилитель может представлять собой как самостоятельное устройство, так и блок (функциональный узел) в составе какой-либо аппаратуры — радиоприёмника, магнитофона, измерительного прибора и т. д.

Виды усилителей по диапазону частот

• Усилитель постоянного тока (УПТ) — усилитель медленно меняющихся входных напряжений или токов, нижняя граничная частота которых равна нулю. Применяется в автоматике, измерительной и аналоговойвычислительной технике.

• Усилитель низкой частоты (УНЧ, усилитель звуковой частоты, УЗЧ) — усилитель, предназначенный для работы в области звукового диапазона частот (иногда также и нижней части ультразвукового, до 200 кГц). Используется преимущественно в технике звукозаписи, звуковоспроизведения, а также в автоматике, измерительной и аналоговой вычислительной технике.

• Усилитель высокой частоты (УВЧ, усилитель радиочастоты, УРЧ) — усилитель сигналов на частотах радиодиапазона. Применяется преимущественно в радиоприёмных и радиопередающих устройствах врадиосвязи, радио- и телевизионного вещания, радиолокации, радионавигации и радиоастрономии, а также в измерительной технике и автоматике

• Импульсный усилитель — усилитель, предназначенный для усиления импульсов тока или напряжения с минимальными искажениями их формы. Входной сигнал изменяется настолько быстро, что переходные процессы в усилителе являются определяющими при нахождении формы сигнала на выходе. Основной характеристикой является импульсная передаточная характеристика усилителя. Импульсные усилители имеют очень большую полосу пропускания: верхняя граничная частота нескольких сотен килогерц — нескольких мегагерц, нижняя граничная частота обычно от нуля герц, но иногда от нескольких десятков герц, в этом случае постоянная составляющая на выходе усилителя восстанавливается искусственно. Для точной передачи формы импульсов усилители должны иметь очень малые фазовые и динамические искажения. Поскольку, как правило, входное напряжение в таких усилителях снимается с широтно-импульсных модуляторов (ШИМ), выходная мощность которых составляет десятки милливатт, то они должны иметь очень большой коэффициент усиления по мощности. Применяются в импульсных устройствах радиолокации, радионавигации, автоматики и измерительной техники.

2 вопрос

Данный тип каскадов является основным для каскадов усиления мощности. Разновидности двухтактного каскада – трансформаторный и безтрансформаторный. Особенности трансформаторного каскада: 1) Каскад состоит из двух симметричных плеч;

2) Оба плеча возбуждаются противофазно:

,  .

Особенности безтрансформаторного каскада:

1)Транзисторы плечей – комплементарные (то есть разной проводимости и имеющие одинаковые характеристики):

 -  ,   -  ;

2) Плечи возбуждаются противофазно, инверсия фазы обеспечивается за счет разной проводимости транзисторов.

3) Оба транзистора работают поочередно, в режиме В.

Ток каждого плеча состоит из переменной и постоянной составляющих, переменные составляющие противофазны:

, 

В трансформаторном каскаде переменные составляющие токов текут встречно через первичную обмотку трансформатора, образуя разностный магнитный поток, который образует виртуальный разностный ток.

В безтрансформаторном каскаде разностный ток реально существует в нагрузке:

,

постоянная составляющая разностного тока  , переменная составляющая  , то есть переменные токи плечей суммируются. При симметрии схемы  , тогда постоянная составляющая разностного тока равна нулю.

3 вопрос

Билет №6

1 вопрос

1.1Амплитудная характеристика усилителя - это зависимость выходного напряжения от входного синусоидального напряжения при неизменн ой частоте.  Следует иметь в виду, что выходное напряжение желательно измерять электронным вольтметром, детектор которого реагирует на среднеквадратичное значение напряжения.

Амплитудную характеристику усилителей низкой частоты обычно строят для частоты 1000 Гц. Примерный вид амплитудной характеристики усилителя показан на рисунке  5.4. Пунктиром показана амплитудная характеристика идеального усилителя. Амплитудная характеристика реального усилителя отличается от прямой линии в области малых и больших уровней входного сигнала. При малых уровнях входного сигнала отклонение амплитудной характеристики от прямой линии обусловлено собственными шумами усилителя, фоном  (пульсации  питающего напряжения) и наводками, а при больших уровнях - нелинейностью характеристик активных элементов (транзисторов, электронных ламп и т.п.).

1.2Искажения, возникающие в усилителях вследствие нелинейности передаточных характеристик электронных приборов и характеристик намагничивания сердечников трансформаторов, называются нелинейными искажениями. При наличии нелинейных искажений в усилителе (в реальных усилителях они есть всегда) на его выходе возникают новые частоты (гармоники), отсутствующие во входном сигнале.

Общий уровень нелинейных искажений количественно оценивается коэффициентом нелинейных искажений (коэффициентом гармоник):

kг=U2m2+U2m3+U2m4+...√U2m1,

где Um1, Um2, Um3, ... — амплитуды 1-й, 2-й, 3-й и т.д. гармоник выходного сигнала.

Практически имеют значение только вторая и третья гармоники. Обычно коэффициент нелинейных искажений выражается в процентах. Например, для усилителей низкой частоты простейшей бытовой радиоаппаратуры максимальным приемлемым уровнем можно считать 15...20%, а для высококачественных усилителей современной стереоаппаратуры коэффициент нелинейных искажений составляет десятые или даже сотые доли процента.

2вопрос

Усилительный каскад имеет входную цепь, к которой подводится входное напряжение U_вх (усиливаемый сигнал), и выходную цепь для получения выходного напряжения U_вых (усиленный сигнал). Усиленный сигнал имеет значительно большую мощность по сравнению с входным сигналом. Увеличение мощности сигнала происходит за счет источника электрической энергии Е. УЭ - управляющий элемент, выполненный на биполярном или полевом транзисторе.

3 вопрос

Усилители с гальванической связью или усилители постоянного тока используются для усиления низкочастотных сигналов или для усиления сигналов постоянного тока. Усилитель постоянного тока также используется для устранения индуктивных потерь в цепях связи. Усилители постоянного тока применяются в компьютерах, измерительном и тестирующем оборудовании и в промышленной аппаратуре для управления производственными процессами

На рисунке изображен двухкаскадный усилитель.

Входной сигнал усиливается первым каскадом. После этого усиленный сигнал поступает на базу транзистора второго каскада. Общее усиление цепи равно произведению коэффициентов усиления по напряжению двух каскадов. Например, если и первый, и второй каскады имеют коэффициент усиления по напряжению равный 10, то общий коэффициент усиления цепи равен 100.

Билет № 7

2 вопрос

Определение. Отрицательной обратной связью (ООС) называется такая обратная связь, посредством которой на вход усилителя подается некоторая часть выходного напряжения, фаза которого отличается от фазы входного сигнала на 180⁰.

На входное сопротивление усилителя не влияет способ снятия напряжения обратной связи в выходной цепи. Поэтому рассмотрим структурные схемы последовательной и параллельной способов пода­чи  во входную цепь.

При последовательном способе передачи  имеем (рис.13.1,б)

(13.9)

Таким образом, последовательная отрицательная обратная связь увеличивает входное сопротивление.

При параллельной обратной связи необходимо рассмотреть вход­ные токи и проводимости (рис.13.1,б)

 (13.10)

Проводимость с учетом обратной связи определяется суммой двух проводимостей

;

R_вхоос=R_вх/(1+ ßК) (13.11)

При отрицательной параллельной обратной связи входная прово­димость возрастает, следовательно, входное сопротивление уменьшается. Таким образом, предпочтительнее последовательный способ подачи  во входную цепь.

На выходное сопротивление усилителя способ подачи  во входную цепь усилителя не влияет, а влияет лишь способ снятия напряжения обратной связи. В случае применения отрицательной об­ратной связи по напряжению выходное сопротивление R_выхоосуменьшает­ся R_выхоос= R_вых/(1+ ßК), а в случае ООС по току R_выхоос увеличиваетсяR_выхоос= R_вых(1+ ßК). Таким образом, с точки зрения получения оптимальных  и  , желательно приме­нять последовательную отрицательную обратную связь по напряжению.

3 вопрос

Двухтактный усилитель мощности на комплементарных транзисторах по­зволяет отказаться от использования, как фазорасщепителя на входе, так и трансформатора на выходе. В этом усилителе используются два симметричных транзистора, pnp- и npn-типа, называемые комплементарной парой.

Принцип его работы основан на том факте, что положитель­ный сигнал открывает npn-транзистор, закрывает pnp; а отрицательный сигнал открывает рпр-транзистор, закрывает npn.

Используются два источника пи­тания: +E_K и –E_K (двухполярный источник питания). В положительном полупериоде входного сигнала транзистор T₁ открыт, а транзистор Т2 закрыт. Ток i₁транзистора T₁создает положительную полуволну тока в нагрузочном резисторе R_H. В отрицательном полупериоде открывается транзистор Т₂, и теперь его

Билет №8

1. Линейные искажения

При передаче сигнала по хоть сколько-нибудь протяженной кабельной сети качество сигнала неизбежно ухудшается. Ухудшение качества передачи связано с шумами и искажениями сигнала. Существуют искажения двух типов – линейные и нелинейные. Под линейными искажениями понимается падение уровня сигнала (также используют термины ослабление, затухание или потери сигнала) по мере прохождения сигналом дистанции кабеля. Под нелинейными искажениями понимаются искажения, вносимые активным оборудованием коаксиального тракта, неизбежно возникающие при передаче более двух каналов. Линейные искажения обусловлены двумя причинами. Во-первых, сам кабель вносит в передаваемый сигнал затухание, которое в общем случае зависит от частоты и возрастает с увеличением длины кабеля. Проблема потерь сигнала из-за его затухания является центральной для любой коаксиальной системы передачи. Во-вторых, любое разветвление или ответвление кабеля с помощью пассивных распределительных устройств (ответвителей и делителей), также будет создавать потери сигнала. Ввиду этих двух факторов становится понятно, что для создания кабельной системы какой-либо значительной протяженности необходимо периодически обеспечивать компенсацию потерь сигнала путем его усиления. Для компенсации потерь в линейный коаксиальный тракт включаются широкополосные усилители, которые поднимают уровни всех сигналов в рабочей полосе частот до требуемого значения. Минимальный промежуток системы, на котором осуществляется компенсация потерь, называется усилительным участком. Каждый усилительный участок состоит из одного усилителя, соединительного коаксиального кабеля, и включенных в кабель пассивных распределительных устройств. Поскольку усиление усилителя должно быть равно суммарным потерям на усилительном участке (в кабеле плюс на пассивных устройствах), все потери на участке эквивалентно компенсируются усилением, и, в результате участок имеет нулевое усиление

2. Операционные усилители (ОУ)

ОУ представляет собой высококачественный усилитель постоянного тока. Он усиливает сигналы, начиная с нулевой частоты f = 0 до граничной частоты f_гр. ОУ выполняется в виде интегральной схемы. Условные графические обозначения (УГО) ОУ приведены на рисунке:

1 – инвертирующий (инверсный) вход;

2 – неинвертирующий (прямой) вход;

3 – выход;

+U и -U – выводы для подключения положительного и отрицательного напряжения питания;

0В – общий вывод ("ноль вольт"). Вход и выход имеют общую точку   (земля);

NC и FC – метки, характеризующие функции вывода.

В наиболее широко используемых ОУ питание осуществляется от расщепленного источника ± U с нулевым выводом. Обычно |+U| = |-U| = 3…18 В.

Часто на схемах используют упрощенные УГО (а, б). Вариант (а) используют обычно в зарубежной литературе. Варианты (а) и (б) не соответствуют ЕСКД и не могут использоваться в курсовом и дипломном проектировании.

Физический смысл инвертирующего и неинвертирующего входов в том, что при подаче синусоидального сигнала на инвертирующий вход фаза выходного сигнала сдвинута на 180 градусов по отношению к фазе входного сигнала, при подаче сигнала на неинвертирующий вход фазы входного и выходного сигналов совпадают.

ОУ усиливает разность входных напряжений – U_вх1 и U_вх2.

Напряжение U_диф между инвертирующим и неинвертирующим входами называют дифференциальным напряжением (дифференциальным сигналом).

U_диф = U_вх2 - U_вх1.

U_вых = k·U_диф, где k – коэффициент усиления ОУ.

3.

Для обеспечения функционирования усилителя в линейном режиме необходимо обеспечить стабильное положение точки покоя, т.е. токи покоя (IБ0, IK0) и начальные напряжения (UБЭ0, UКЭ0). В каскадах ОЭ, ОБ, ОК с одним коллекторным источником питания (ЕК) для этой цели используются четыре схемотехнических решения (способа): фиксации тока базы, фиксации потенциала базы, эмиттерной стабилизации, коллекторной стабилизации. Необходимость стабилизации положения точки покоя обусловливается температурными изменениями величин h21Э и UБЭ0, а также процессами старения активного элемента. Три способа задания режима по постоянному току Способ фиксации тока базы . В этом случае режим работы транзистора задается генератором стабильного тока IБ0, образованного источником ЭДС ЕК и много большим по сравнению с h11Э резистором RБ. Такое решение не обеспечивает термостабильности, поскольку ток покоя IK0 = h21Э IБ0.  Способ фиксации потенциала базы показан на рис.7.2. В этой схеме потенциал базы (напряжение смещения UБЭ0) задается делителем напряжения ЕК: , при условии, что ток делителя много больше тока базы. Схема обладает большей термостабильностью в силу фиксации напряжения UБЭ0.  Недостатком схемы является уменьшение входного сопротивления каскада, т.к. входное сопротивление транзистора шунтируется сопротивлением базового делителя RБ=. Схема эмиттерной стабилизации тока IK0  показана на рис.7.3. Стабилизация положения точки покоя достигается в результате действия глубокой последовательной по току ООС. Действительно, пусть под воздействием температуры ток  IK0  ↑, тогда и напряжение обратной  связи  UОС = =IK0RЭ ↑ Поскольку потенциал базы φБ фиксирован температурнонезависимым делителем напряжения, UБЭ0= φБ - UОС ↓, соответственно уменьшая IK0=S UБЭ0. Блокировочный конденсатор большой емкости СЭ устраняет ООС по переменному току. 7.2. Схема «зеркало» тока Транзистор с ОЭ относительно коллекторного вывода является генератором тока. Модифицируя схему фиксации потенциала базы, заменив сопротивление RБ2 аналогичным транзистором, включенным диодом, можно получить термостабильный генератор тока I0 , причем ток I0 является почти точным «отражением» тока I1. Такой эффект обусловлен, во-первых, идентичностью транзисторов VT1 и VT2 (в интегральном исполнении), во-вторых, тем, что они управляются одним и тем же напряжением UБЭ0. Тогда ток IK2=SUБЭ0=I0, а ток I1= IK2+ 2 IБ ≈ IK2. Термостабильность схемы объясняется с помощью входных ВАХ транзистора VT1 и диода (VT2) следующим образом. При повышении температуры (t02 > t01) точка покоя транзистора VT1-т.п.1 переходит в положение т.п.2*, поскольку оно задается потенциалом базы UБЭ0. Положение точки покоя транзистора VT2, включенного диодом, задается током диода IДИОДА, поэтому при повышении температуры т.п.2 переходит в положение т.п.2*, обеспечивая тем самым новое значение потенциала базы UБЭ0*, такое, что положение т.п.1** соответствует исходному значению тока IБ0.       В отличие от схемы рис.7.4 схема так называемого «зеркала Уилсона» (рис.7.5) обеспечивает 100% точность отражения. Доказать это утверждение можно применив 1-ый закон Кирхгофа к токам узла «а»: I0 + IБ = IК2 +2IБ, поскольку IК2 = IК3 ток I0 = IК3 +IБ = I1, что и требовалось доказать. 7.3. Смещение дифференциального усилитель       ного каскада       Режим работы по постоянному току ДУ обеспечивается током I0 и фиксацией потенциалов баз транзисторов VT1, VT2. При использовании двуполярного питания (рис.7.6, рис.7.7) потенциал базы устанавливается примерно равным нулю, а ток I0 задается генератором  тока, реализация которого возможна в двух вариантах: первый - в виде источника напряжения ЕК с большим внутренним сопротивлением RЭ; второй – в виде ГСТ (схемы «зеркало» тока).

Билет №9.

1. Усилительный каскад с общей базой (ОБ) — одна из трёх типовых схем построения электронных усилителей на основе биполярного транзистора. Характеризуется отсутствием усиления по току (коэффициент передачи близок к единице, но меньше единицы), высоким коэффициентом усиления по напряжению и умеренным (по сравнению со схемой с общим эмиттером) коэффициентом усиления по мощности. Входной сигнал подаётся на эмиттер, а выходной снимается с коллектора. При этом входное сопротивление очень мало, а выходное — велико. Фазы входного и выходного сигнала совпадают.

Особенностью схемы с общей базой является минимальная среди трёх типовых схем усилителей «паразитная» обратная связь с выхода на вход через конструктивные элементы транзистора. Поэтому схема с общей базой наиболее часто используется для построения высокочастотных усилителей, особенно вблизи верхней границы рабочего диапазона частот транзистора.

Достоинствами схемы являются стабильные температурные и частотные свойства, то есть параметры схемы(коэффициент усиления напряжения, тока и входное сопротивление) остаются неизменными при изменении температуры окружающей среды.

Недостатками схемы являются малое входное сопротивление и отсутствие усиления по току.

Коэффициент усиления по току: I_вых/I_вх=I_к/I_э=α [α<1]

Входное сопротивление R_вх=U_вх/I_вх=U_бэ/I_э.

Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не превышает 100 Ом для маломощных транзисторов (для мощных - ещё меньше), так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.

Достоинства:

Хорошие температурные и частотные свойства.

Высокое допустимое напряжение

Недостатки схемы с общей базой :

Малое усиление по току, так как α < 1

Малое входное сопротивление

Два разных источника напряжения для питания.

2. Инвертирующий усилитель. Рассмотрим схему на рис.5.

3.

Обратная связь в усилителях

Усилитель, у которого часть энергии выходного сигнала подается на вход, называется усилителем с обратной связью. Структурная схема усилителя с обратной связью показана на рисунке:

На вход усилителя с коэффициентом усиления К подается сигнал y. Он равен сумме входного сигнала x_вх и сигнала z, поступающего по цепи обратной связи z = Β · x_вых. Здесь Β - коэффициент обратной связи. Сигнал на выходе усилителя x_вых будет равен y · K, или: x_вых = (x_вх + Β · x_вых) · К. Связь между входным и выходным сигналами в таком усилителе равна

Коэффициент усиления усилителя с обратной связью равен

В рассмотренном случае y = х_вх + z, т.е. на входе сигналы суммируются. Такая обратная связь называется положительной. Положительная обратная связь в усилителях не используется.

В усилителях используется отрицательная обратная связь (ООС), при которой y = х_вх - z.

Коэффициент усиления усилителя с ООС равен

где К – коэффициент прямой передачи, или коэффициент усиления без обратной связи, Β – коэффициент передачи цепи обратной связи, 1 + Β·k – глубина обратной связи, Β·k – петлевое усиление.

При Β·k >> 1, K_oc ≈ 1/Β, т.е. при глубоком ООС зависит только от свойств цепи обратной связи.

В общем случае K и Β имеют комплексный характер  . Для упрощения удобно   считать частотно независимыми, т.е. действительными величинами K и Β.

Классификация обратных связей в усилителях

Обратные связи бывают полезными, если мы их создаем сами, и паразитными (вредными), если они возникают в схемах помимо нашего желания.

По месту нахождения по отношению к усилителю ОС могут быть внутренними, если передача сигнала с выхода на вход происходит через внутренние элементы усилителя, и внешними, если они охватывают усилитель снаружи.

По воздействию на величину коэффициента усиления ОС бывают положительными, если увеличивают его, и отрицательными, если уменьшают.

Реализация полезных обратных связей может быть различной. Различают 4 вида обратных связей:

На рисунках изображены: а) последовательная ОС по напряжению б) параллельная ОС по напряжению в) последовательная ОС по току г) параллельная ОС по току

Для определения вида обратной связи (ОС) нужно "закоротить" нагрузки. Если при этом сигнал обратной связи обращается в нуль, то это ОС по напряжению, если сигнал ОС не обращается в нуль, то это ОС по току. При обратной связи по напряжению сигнал обратной связи, поступающий с выхода усилителя на вход, пропорционален выходному напряжению. При обратной связи по току сигнал обратной связи пропорционален выходному току. При последовательной обратной связи (со сложением напряжений) в качестве сигнала обратной связи используется напряжение, которое вычитается (для отрицательной обратной связи) из напряжения внешнего входного сигнала. При параллельной обратной связи (со сложением токов) в качестве сигнала обратной связи используется ток, который вычитается из тока внешнего входного сигнала.

Билет №10

1.

2.Генераторами стабильного тока принято называть устройства. выходной ток которых практически не зависит от сопротивления нагрузки. Он может найти применение, например.в омметрах с линейной шкалой.  На рис. 1 приведена принципиальная схема генератора стабильного тока на двух кремниевых транзисторах. Величина коллекторного тока транзистора V2 определяется отношением  Iк=0,66/R2.  Puc.1 Например, при R2, равном 2,2 к0м. ток коллектора транзистора V2 будет равен 0,3 мА и остается практически постоянным при изменении сопротивления резистора Rx от 0 до 30 к0м. При необходимости величина постоянного тока может быть увеличена до 3 мА, для этого сопротивление резистора R2 необходимо уменьшить до 180 Ом.  Дальнейшее увеличение тока при сохранении высокой стабильности его величины как при смене нагрузки, так и при увеличении температуры возможно лишь при использовании трехтранзисторного генератора, показанного на рис. 2. При этом транзисторы V2 и V3 должны быть средней мощности, а напряжение второго источника питания - в 2...3 раза больше напряжения питания транзисторов V1, V2. Сопротивление резистора R3 рассчитывается по вышеприведенной формуле, но дополнительно корректируется с учетом разброса характеристик транзисторов.  Puc.2

3.

Влияние отрицательной обратной связи на основные характеристики усилителя

Влияние положительной обратной связи не рассматриваем, т.к. она в усилителях практически не используется. Возникновение паразитных положительных обратных связей приводит к ухудшению характеристик усилителя и отказам в работе, что приводит к необходимости предпринимать меры, обеспечивающие устранение или ослабление действия положительной обратной связи.

Билет 11

1 Что такое амплитудная характеристика Усилительного каскада и как по ней определяется динамический диапазон

 зависимость амплитуды выходного напряжения (тока) от амплитуды входного напряжения (тока).

Точка 1 соответствует напряжению шумов, измеряемому при U_вх=0, точка 2 – минимальному входному напряжению, при котором на выходе усилителя можно различать сигнал на фоне шумов. Участок 2-3 – это рабочий участок, на котором сохраняется пропорциональность между входным и выходным напряжением усилителя. После точки 3 наблюдаются нелинейные искажения входного сигнала.

Величина D = U_вх.max/U_вх.min характеризует динамический диапазон усилителя.

2 Апериодический резисторный каскад, его схема и коэффициент усиления. Сквозной коэффициент усиления

Апериодический усилитель - усилитель, дающий одинаковое усиление на всех частотах в широком диапазоне частот

Резисторным называется каскад с резистором в качестве нагрузки. В выходной цепи резисторного каскада имеются только резисторы или рези­сторы и конденсаторы. Следовательно, резисторный каскад соединяется со следующим только емкостной или гальвани­ческой связью. При этом транзистор в резисторном каскаде может быть включен как по схеме с общим эмиттером, так и по схеме с общим коллектором.

Резисторный каскад на транзисторе с общим эмиттером и емкостной межкаскадной связью

3 Влияние отрицательной обратной связи на частотную, фазовую и переходную характеристики усилителя.

Частотно - независимая отрица­тельная обратная улучшает частотную, фазовую и переходную харак­теристики усилителя, расширяя полосу усиливаемых частот. Это про­исходит потому, что на крайних частотах диапазона, где усиление обратной связи уменьшается, глубина обратной связи , также уменьша­ется. А так как напряжение обратной связи уменьшается, то суммарное напряжение на входе возрастает и усиление увеличится. В результате частотная характеристика поднимается и полоса усиливаемых частот расширяется, как показано на рисунке, на котором кривая 1 -частотная характеристика усилителя без обратной связи, кривая 2-частотная характеристика усилителя с отрицательной обратной связью. Таким образом отрицательная обратная связь выравнивает частотную характеристику.

Отрицательная обратная связь уменьшает фазовые сдвиги в усили­телей фазовая характеристика приближается к линейной. Фазовые искажения в усилителе под действием отрицательной обратной связи уменьшаются.

Переходная характеристика в усилителях с отрицательной обратной связью также улучшается, поскольку уменьшается время восстановления. Это происходит вследствие уменьшения входной ёмкости усилительных приборов под действием отрицательной обрат­ной связи. Спад вершины импульса уменьшается в результате стаби­лизации коэффициента усиления усилителя, т.е. подъёма частотной характеристики.

В усилителях часто необходимо скорректировать (исправить) определённый участок частотной характеристики. Для этого используется частотно-зависимая отрицательная обратная связь, в цепи которой имеются частотно-зависимые элементы (индуктивности, ёмкости).

===================================================================

Билет 12

1 За счёт чего в усилителе возникают нелинейные искажения и как они количественно оцениваются

Искажения, возникающие в усилителях вследствие нелинейности передаточных характеристик электронных приборов и характеристик намагничивания сердечников трансформаторов, называются нелинейными искажениями. При наличии нелинейных искажений в усилителе (в реальных усилителях они есть всегда) на его выходе возникают новые частоты (гармоники), отсутствующие во входном сигнале.

Общий уровень нелинейных искажений количественно оценивается коэффициентом нелинейных искажений (коэффициентом гармоник):

где Um1, Um2, Um3, ... — амплитуды 1-й, 2-й, 3-й и т.д. гармоник выходного сигнала.

Практически имеют значение только вторая и третья гармоники. Обычно коэффициент нелинейных искажений выражается в процентах. Например, для усилителей низкой частоты простейшей бытовой радиоаппаратуры максимальным приемлемым уровнем можно считать 15...20%, а для высококачественных усилителей современной стереоаппаратуры коэффициент нелинейных искажений составляет десятые или даже сотые доли процента.

2 Усилительный каскад с общим эмиттером (истоком). Схема и назначение элементов схемы. Области использования.

При схеме включения биполярного транзистора с общим эмиттером (ОЭ) входной сигнал подаётся на базу, а снимается с коллектора. При этом выходной сигнал инвертируется относительно входного (для гармонического сигнала фаза выходного сигнала отличается от входного на 180°). Каскад усиливает и ток, и напряжение. Данное включение транзистора позволяет получить наибольшее усиление по мощности, поэтому наиболее распространено. Однако, при такой схеме нелинейные искажения сигнала больше, чем в схемах с общей базой или с общим коллектором. Кроме того, при данной схеме включения на характеристики усилителя значительное влияние оказывают внешние факторы, такие как напряжение питания, или температура окружающей среды. Обычно для компенсации этих факторов применяют отрицательную обратную связь, но она снижает коэффициент усиления.

Каскад состоит из

• биполярного транзистора VT1;

• резистора R_Б, который задаёт точку покоя каскада по постоянному току;

• резистора R_К, который преобразует меняющийся ток коллектора в синхронно изменяющееся напряжение на коллекторе, а также участвует в задании напряжения покоя на коллекторе.

Для удаления постоянной составляющей входного сигнала источник подключается ко входу каскада через разделительную ёмкостьC_Р1. С той же целью выход каскада подключается к нагрузке R_Н через ёмкость C_Р2. Поскольку ёмкости вносят во входную и выходную цепи дополнительное реактивное сопротивление, они искажают сигнал, однако выбором достаточно больших величин ёмкости эти искажения сводятся к минимуму. Нагрузка, изображённая в виде сопротивления R_Н может представлять собой устройства различного назначения — динамик, индикатор, вход другого усилительного каскада и т. д.

3 Использование обратной связи в усилителе для целей коррекции АЧХ.

ООС уменьшает частотные искажения, т.е. расширяет полосу пропускания Δf как в сторону низких (f_H), так и в сторону высоких (f_B) частот.

Рассмотрим пример, где цепь прямой передачи образует ОУ типа К140УД8, а цепь обратной связи резисторы R1 = 9 кОм, R2 = 1 кОм:

R1 и R2 - делитель напряжения, причем  .

, 

АЧХ ОУ К140УД8 и ОУ охваченного ООС с Β = 0,1 показаны на рисунке:

Частота среза f_ср ОУ без ООС равна 10 Гц.

Для определения частоты среза f_ср.ос усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, в первом приближении достаточно провести горизонтальную линию на уровне | | = 10 до пересечения с амплитудно-частотной характеристикой используемого операционного усилителя К140УД8. f_ср.ос = 5·10⁵ Гц.

===================================================================

Билет 13

1 Что такое нормирование? Как осуществляется нормирование АЧХ и переходной характеристики усилителей? Для характеристики каких усилителей используется переходная характеристика? (импульсный усилитель)

Под нормированием понимается установление границ на допустимые отклонения реальных метрологических характеристик средств измерений от их номинальных значений. Только посредством нормирования метрологических характеристик можно добиться их взаимозаменяемости и обеспечить единство измерений в государстве. Реальные значения метрологических характеристик определяют при изготовлении средств измерений и затем проверяют периодически во время эксплуатации. Если при этом хотя бы одна из метрологических характеристик выходит за установленные границы, то такое средство измерений либо подвергают регулировке, либо изымают из обращения

Нормирование АЧХ осуществляется в пределах полосы эффективно передаваемых частот. Полоса эффективно передаваемых частот канала является важнейшим параметром любой системы передачи. Под полосой эффективно передаваемых частот понимается та область частот, на границах которой ОЗ увеличивается относительно значения на средней частоте на допустимую заданную величину.

Переходная характеристика (ПХ) – зависимость от времени выходного напряжения усилителя, на вход которого подан мгновенный скачок напряжения.

Эта характеристика даёт возможность определить переходные искажения, которые в области малых времён характеризуются фронтом выходного напряжения и оцениваются временем установления t_у и выбросом δ.

(Для импульсных усилков.)

2 Что такое сквозная динамическая характеристика и как она строиться?

Сквозная динамическая характеристика представляет собой зависимость выходного тока УЭ от ЭДС источника сигнала входной цепи при наличии в выходной цепи сопротивления нагрузки.

Сквозную динамическую характеристику используют для расчёта коэффициента гармоник транзисторных каскадов, поскольку в них нелинейные искажения возникают как во входной, так и в выходной цепях.

Построение сквозной динамической характеристики производят с использованием нагрузочной прямой переменного тока и входной характеристики транзистора.

3 Принципиальные схемы основных каскадов структурной схемы операционного усилителя.

Операционный усилитель имеет в основе дифференциальный усилитель, и поэтому способен реагировать только на дифференциальный сигнал.

Структурная схема операционного усилителя является типовой и отвечает основным принципам микросхемотехники 

Типовая схема операционного усилителя

Дифференциальный усилитель является базовой структурной единицей операционного усилителя. Дифференциальный усилитель может быть реализован на биполярных, полевых транзисторах, а также на их сочетании при условии полной технологической и схематической совместимости.

Дифференциальный каскад реализован на полевых транзисторах T1и Т2, входы которых условно обозначаются как инвертирующий, обозначаемый знаком "-", и неинвертирующий или прямой, обозначаемый знаком "+".

В данном случае дифференциальный усилитель выполнен по схеме с однофазным выходом, чтобы выходной ток обеспечивал перезарядку интегрирующей емкости С. Емкость интегрирующего конденсатора С должна быть такой, чтобы петлевой коэффициент усиления был меньше единицы.

В качестве коллекторной нагрузки дифференциального усилителя используются источники тока I.

Согласование дифференциального каскада и интегратора достигается при условии сохранения симметрии плеч дифференциального усилителя. С этой целью погрешность работы отражателей тока, обусловленная базовыми токами транзисторов Т4и T5, компенсируется входным током интегратора. Это возможно при полной идентичности параметров транзисторов Т4, T5 и T7 и равности токов I1 и I2. В этом случае суммарный ток без транзисторов Т4и T5 будет совпадать с током базы транзистора Т7.

Для увеличения статического коэффициента усиления операционного усилителя в базовую цель интегрирующего транзистора Т6для сохранения симметрии плеч в отражатель тока также включается эмиттерный повторитель, реализованный на транзисторе T3.

Выходной каскад выполнен по схеме двухтактового эмиттерного повторителя, реализованного на комплементарных вставках транзисторах T10 и T11.

Это позволяет снизить мощность, рассеиваемую каскадом в статическом режиме.

Эмиттерный повторитель подключается к выходу интегратора через диоды смещения D1 и D2.

Для уменьшения нелинейных искажений транзисторы в режиме покоя приоткрывают, применяя диодные смещения переходов "база – эмиттер" транзисторов T8 и Т9. Заметим, что в качестве диодов D1 и D2, как правило, используются транзисторы в диодном включении.

Выходное напряжение операционного усилителя снимается с делителя, реализованного на резисторах-ограничителяхR2и R3. Эти резисторы одновременно защищают выходные каскады от короткого замыкания.

Операционный усилитель питается от двухполярного источника питания.

Коэффициент усиления операционного усилителя K лежит в пределах 104 – 109,входное сопротивление достигает 100 МОм, а выходное сопротивление составляет 102 Ом. Операционный усилитель имеет малый уровень собственных шумов, сильное подавление синфазной составляющей (» 60 дБ), широкую полосу пропускания от 0 до 10 МГц.

Вышеперечисленные свойства операционного усилителя позволяют получать высокую точность выполнения операций. Операционный усилитель является микроэлектронным устройством универсального применения. Операционные усилители конструктивно выполняются в виде интегральных схем средней степени интеграции.

Билет 14

1 Что такое линейные искажения в усилителях и чем они обусловлены? Как оцениваются линейные искажения?

Отклонения частотных характерастик от идеальных в рабочем диапазоне частот называются частотными искажениями. Мерой частотных искажений является нормированное (относительное) усиление на границах рабочего диапазона частот, которое определяется как отношение коэффициента усиления на границе рабочего диапазона (Kн,Kв) к коэффициенту усиления на средней рабочей частоте (K₀):

Часто используют величину, обратную нормированному усилению. Она носит название коэффициента частотных искажений:

Вследствие отклонения реальной фазочастотной характеристики усилителя от идеальной в нем имеют место фазовые искажения. Они вызваны неодинаковым сдвигом по фазе отдельных гармонических составляющих спектра сигнала сложной формы, что обусловлено наличием в цепях усилителя реактивных компонентов и инерционными свойствами полупроводниковых приборов. В результате такого неодинакового сдвига по фазе отдельных гармоник форма сигнала на выходе усилителя может стать существенно отличной от формы входного сигнала. Если вносимый усилителем фазовый сдвиг на частоте n-й гармоники пропорционален частоте φn=nωτ, то сигнал на выходе усилителя окажется смещенным во времени на величину t. Ее называют временем задержки или временем фазового пробега. Таким образом, если φn — вносимый усилителем фазовый сдвиг на частоте n-й гармоники — пропорционален частоте (φn=nωτ), то взаимное расположение гармоник, а следовательно, и форма сигнала не подвергаются изменению.

На практике можно лишь с той или иной точностью приблизиться к идеальным частотной и фазовой характеристикам в полосе пропускания Δf=fв−fн, в пределах которой находится спектр усиливаемого сигнала.

2 Какими цепями и как обеспечивается температурная стабилизация режима усилительного каскада.

Изменения параметров особенно опасны в первых каскадах усилителей постоянного тока, так как при гальванической межкаскадной связи и большом коэффициенте усиления это может привести к существенному изменению нулевого уровня на выходе. Поэтому в большинстве транзисторных усилителей для стабилизации положения рабочей точки вводят стабилизирующую обратную связь или используют методы температурной компенсации (в частности, введением термозависимых сопротивлений).

Для оценки влияния температуры на параметры усилительных каскадов используется коэффициент температурной нестабильности S,=p/[l+pYi,], где Yb=Re/(Re+Rb), Еь — сопротивление базового делителя (для схемы на рис. 7.2 оно равно сопротивлению параллельно включенных резисторов Rl, R2). Максимальная температурная стабильность статического режима обеспечивается при Уь=1. Следовательно, для повышения температурной стабильности желательно выполнение условия Re»Rb, т.е. она будет тем лучше, чем больше сопротивление в цепи эмиттера и чем меньше эквивалентное сопротивление делителя Rl, R2, задающего режим по постоянному току.

Для повышение температурной стабильности усилительных каскадов используют также различные способы термостабилизации.

Первый метод термостабилизации — параметрический — основан на применении термочувствительных элементов, в частности, полупроводниковых диодов (в схеме на рис. 7.2 это может быть диод, подключенный последовательно с резистором R2). При изменении температуры окружающей среды сопротивление термозависимого элемента изменяется так, что изменение тока базы или напряжения между эмиттером и базой компенсирует изменение тока коллектора. Очевидно, что характеристика такого термоэлемента должна обладать соответствующей температурной зависимостью. А так как это сделать трудно, то для обеспечения нужных характеристик в ряде случаев параллельно термоэлементу и последовательно с ним включают специальным образом подобранные активные сопротивления. Это усложняет схему, и, кроме того, с течением времени такая компенсация нарушается.

Второй метод термостабилизации — применение отрицательной обратной связи по постоянному току, причем используют как местную, так и общую обратные связи. При местной обратной связи чаще всего применяют обратную связь по току и несколько реже — обратную связь по напряжению. В схеме на рис. 7.2 применена обратная связь по току, сущность которой заключается в том, что делитель на резисторах R1, R2 задает потенциал базы и тем самым жестко фиксирует потенциал эмиттера. Так как этот потенциал обусловлен падением напряжения на резисторе Re, то тем самым задается ток эмиттера. При этом изменения параметров транзистора, изменяющие ток коллектора, изменяют соответствующим образом ток эмиттера и падение напряжения на резисторе Re. Это приводит к изменению разности потенциалов между базой и эмиттером. Ток базы при этом изменяется таким образом, что изменение тока коллектора будет в той или иной мере скомпенсировано.

Чем меньше эквивалентное сопротивление базового делителя, тем в меньшей степени потенциал базы зависит от изменений базового тока и тем лучше стабилизация. Но при малых сопротивлениях R1, R2 резко возрастает мощность, потребляемая от источника питания, и уменьшается входное сопротивление каскада.

Если необходимо иметь стабильный режим по постоянному току и максимальное усиление по переменному току, вводят достаточно глубокую обратную связь за счет увеличения сопротивления резистора Re, параллельно которому включается конденсатор большой емкости (конденсатор СЬ на рис. 7.2), которая определяется из условия: 2nF„„„CbRe»l, где F„i„ — минимальная частота сигнала.

В многокаскадных усилителях для стабилизации статического режима предпочтение отдается общей отрицательной обратной связи по постоянному току, охватывающей целиком весь усилитель. При этом местные обратные связи применять нецелесообразно, так как они всегда уменьшают коэффициенты усиления отдельных каскадов и снижают эффективность общей обратной связи.

3 Усилители постоянного тока. Начертите схему 2-х каскадного усилителя с гальванической межкаскадной связью

Усилитель постоянного тока (УПТ) — электронный усилитель, рабочий диапазон частот которого включает нулевую частоту (постоянный ток).

На верхнюю границу частотного диапазона усилителя никаких ограничений не накладывается, то есть она может находиться в области очень высоких частот. Таким образом, термин УПТ можно применять к любому усилителю, способному работать на постоянном токе.

В подавляющем большинстве случаев УПТ является усилителем не тока, как следует из названия, а напряжения. Путаница обусловлена тем, что термин токупотребляется для описания электрических процессов вообще.

Основная проблема, с которой сталкиваются разработчики УПТ, является дрейф нуля. Дрейфом нуля (нулевого уровня) называется самопроизвольное отклонение напряжения или тока на выходе УПТ от начального значения. Поскольку дрейф нуля наблюдается и при отсутствии сигнала на входе на входе УПТ, то его невозможно отличить от истинного сигнала.

К физическим причинам, вызывающим дрейф нуля в УПТ, относятся:

◆ нестабильность источников питания;

◆ временная нестабильность ("старение") параметров транзисторов и резисторов;

◆ температурная нестабильность параметров транзисторов и резисторов;

◆ низкочастотные шумы;

◆ помехи и наводки.

Абсолютным дрейфом нуля ΔU_вых называется максимальное самопроизвольное отклонение выходного напряжения УПТ при замкнутом входе за определенный промежуток времени. Качество УПТ оценивают по напряжению дрейфа нуля, приведенного к входу усилителя:

e_др = ΔU_вых/K_U.

Приведенный к входу дрейф нуля эквивалентен ложному входному сигналу, он ограничивает минимальный входной сигнал, т.е. определяет чувствительность УПТ.

С целью снижения дрейфа нуля в УПТ используются:

◆ глубокие ООС;

◆ термокомпенсирующие элементы;

◆ преобразование постоянного тока в переменный, его усиление и последующее детектирование;

◆ построение УПТ по балансной схеме.

Усилители с гальваническими межкаскадными связями.

В аналоговых микросхемах и усилителях постоянного тока часто используется гальваническая межкаскадная связь, которая в отличие от непосредственной предполагает включение в цепь межкаскадной связи специальной потенциало-понижающей схемы, называемой схемой сдвига уровня (ССУ). Обычно в качестве ССУ используют резистивные цепи, прямо смещенные диоды или ста­билитроны. В отличие от непосредственной гальваническая меж­каскадная связь обеспечивает отличие постоянного потенциала на входе последующего каскада от соответствующего выходного по­тенциала предшествующего на определенную величину, называе­мую напряжением сдвига 

Работу схемы сдвига уровня стараются организовать таким об­разом, чтобы она не влияла на прохождение сигнальных состав­ляющих. Примеры простейших схемных построений, обладающих указанными свойствами, приведены на рис. 1.32. В них в роли потенциальносдвигающего элемента использован стабилитрон VD1. Дифференциальное сопротивление стабилитрона пренебрежимо мало, в результате чего он практически не влияет на прохождение сигнальных составляющих.

Билет № 19

1)Амплитудная характеристика – это зависимость выходного переменного напряжения от входного переменного напряжения. Отношение выходного и входного напряжений равно K₀

ЛИБО:

Амплитудная характеристика - зависимость амплитуды А_вых сигнала на выходе устройства от амплитуды А_вх на его входе. Обычно определяется при гармоническом входном сигнале и используется для оценки линейности устройств. При достаточно малом A_вх амплитудная характеристика большинства устройств линейна, а коэффициент передачи К=Авых/Авх постоянен. С ростом А_вх проявляется нелинейность амплитудной характеристики, приводящая к изменению k, нелинейным искажениям формы и ограничению амплитуды выходного сигнала.

Пример амплитудной характеристики радиоэлектронного устройства приведен на рисунке:

Идеальная характеристика должна представлять собой прямую линию, выходящую из начала координат. Отклонение выходного напряжения от идеальной зависимости в точке 2 вызывается ограничением синусоидального сигнала сверху или снизу (насыщение или отсечка транзистора). Отклонение от идеальной прямой в начале графика (точка 3) вызывается наличием шумового напряжения. Шум в усилительных приборах присутствует всегда, поэтому даже при отсутствии входного напряжения на выходе есть какое-то напряжение.

Для построения амплитудной характеристики потребуются генератор переменного тока и вольтметр переменного напряжения. Амплитудная характеристика усилителя конечно же зависит от передаточной характеристики. Изменяя положение рабочей точки на передаточной характеристике можно изменять коэффициент усиления. Это приведет к изменению наклона амплитудной характеристики. Рабочая точка может приближаться к напряжению отсечки или напряжению насыщения транзистора. На амплитудной характеристике любое отклонение от середины передаточной характеристики приведет к уменьшению входного максимального напряжения. Эта означает, что ограничение сигнала наступит при меньшем напряжении (точка 3 на графике, приведенном на рисунке 1).

Отклонение графика от идеальной прямой в точке 2 вызвано другими причинами. Это напряжение шумов и помех усилителя или радиоэлектронного устройства. При отсутствии сигнала на входе усилителя на его выходе будут присутствовать только шумы и помехи Амплитудная характеристика позволяет определить коэффициент усиления и динамический диапазон радиоэлектронного блока. Динамический диапазон определяется как отношение максимального сигнала к минимальному в линейном масштабе или разность максимального уровня сигнала и минимального в логарифмическом масштабе:

Результирующая амплитудная характеристика радиоэлектронного устройства определяется характеристиками каждого из его блоков. В результате усиления шумов предыдущих каскадов динамический диапазон всего устройства в целом может уменьшаться. Увеличение динамического диапазона может быть вызвано применением фильтров, которые будут подавлять внедиапазонные шумы и помехи, поэтому правильное взаимное расположение блоков может значительно улучшить амплитудную характеристику устройства в целом.

 Динамическим диапазоном усилителя называют отношение U m  вх макс (при заданном уровне нелинейных искажений) к U m  вх мин (при заданном отношении сигнал/шум на входе)

D= U m вх макс U m вх мин  или  D,дБ=20 lg⁡D.

        Динамический диапазон усилителя должен быть больше, чем динамический диапазон усиливаемого сигнала.

Динамический диапазон

Отношение (в децибелах) наибольшего допустимого значения амплитуды входного напряжения к ее наименьшему допустимому значению называется динамическим диапазоном амплитуд (или просто динамическим диапазоном). Максимально допустимая амплитуда входного напряжения усилителя ограничена искажениями сигнала, вызванными выходом рабочих точек усилительных каскадов за пределы линейного участка характеристики управления (точка компрессии). В то же время минимальная амплитуда обычно ограничена по величине (снизу) уровнем собственных шумов усилителя, на фоне которых полезный сигнал не удается выделить с надлежащим качеством.

Как снимать амплитудную характеристику

1. Соберите схему исследуемого каскада, показанную на рис. 8. (Динамический диапазон, пункт 7) Рис. 8. Схема каскада ОЭ для снятия АХ и определения входного сопротивления 2. Подключите вольтметры на вход и на выход каскада. Не забывайте, что сопротивление вольтметров должно быть как можно большим. 3. Установите среднюю частоту f0. Амплитудная характеристика снимается при неизменной частоте. 4. Для контроля линейности усиления подключите и настройте осциллограф. По нему будете определять, появились или еще нет, нелинейные искажения выходного сигнала. 5. Установите входной сигнал такого уровня, чтобы на осциллограмме выходного сигнала были видны заметные нелинейные искажения. 6. Затем постепенно уменьшайте входной сигнал до минимума, снимая показания вольтметров на входе и выходе каскада. 7. Показания вольтметров заносятся в таблицу. Можно снимать АХ, начиная с начала, т.е. постепенно увеличивая входной сигнал до тех пор, пока не появятся заметные нелинейные искажения на осциллограмме выходного сигнала. Но это менее удобно, т.к. затрудняет правильное распределение снимаемых точек на характеристике. По данным, занесенным в таблицу строится график. Используя график, определяют динамический диапазон каскада или усилителя. Чтобы определить динамический диапазон выделяют на графике амплитудной характеристики линейный участок (участок АВ на рис. 9). На этом участке характеристики нет нелинейных искажений. Отношение максимального входного сигнала, при котором еще нет нелинейных искажений UВХm max, к минимальному входному сигналу на линейной части АХ UВХm min и называют динамическим диапазоном каскада (усилителя). или иначе

Рис. 9. Амплитудная характеристика усилительного каскада ОЭ