Билет №6

6.1 Генератор- преобразователь к-л вида энергии (тепловой механической и т.п.) в ЭМ энергию колебаний определенной формы. Автогенератор – устройство, преобразующее энергию пост тока в энергию электр колебаний треб частоты и формы. Генератор с внешним возбуждением переходит в режим генерации, формирования, или усиления электрических колебаний только при поступлении на его вход сигналов возбуждения (запуска). генератор любых колебаний состоит из нелинейного усилителя, цепи положительной ОС и источника пост тока. Энергия, отбираемая у источника постоянного тока усилителем схемы за один период колебаний, оказывается равной энергии, расходуемой за то же время в нагрузке. В этом случае говорят о стационарном режиме автогенератора. условие генерации в стац.режим, Если же Кϒ>1, то амплитуда выходных колебаний будет непрерывно нарастать, что определяет необходимое условие самовозбуждения генератора.Kβ=Koc=1 условие баланса амплитуд в автогенераторе следует, что в стационарном режиме на генерируемой частоте коэф. усиления усилителя с обратной связью Кос равен единице. ϕк+ϕϒ=2Пn условие баланса фаз показывает, что в стационарном режиме суммарные фазовые сдвиги сигнала на частоте генерации, создаваемые усилителем и цепью положит ОС , должны быть равны или кратны 2π. Только условие баланса фаз позволяет определить частоту генерируемых колебаний 6.2)Сложн. Парал. Контуры - к, содерж. одноимен реактивности в обеих ветвях Но на высоких частотах. R1<<X1 и R2<<X2 =>X1X2(X1+X2)=0, X1=0 – послед резонанс в 1-ом плече, X2=0 – послед резонанс во 2-ом плече, X1+ X2=0 – парал резонанс-расчетная ф-ла для определения частоты парал резонанса.. Вообще сопротивления X1 и X2 могут представлять собой те или иные сочетания индуктивностей и емкостей

I Iтип:

IIIтип:

I Iтип(доп)

р коэф включения. 0 ≤ р ≤1. контур с неполным включением.путем изменения величины коэффициента р можно в широких пределах изменять величину вход. сопротивления. При этом резонансная частота параллельного резонанса не изменяется, и вход. Рез. сопротивление остается активным.

Билет №8

8 .1Интегр и диффернц. Цепи(Ϯ=RC-пост.вре-ни) Интегр! передаточ. Фун-я четырехполюсника, подстав. U2=R1,U1=1/jwc=> -АЧХ(а), ϕ(w)=arctg(-wcR)-ФЧХ(б) 4полюсник пропускает частоты, меньше ωгр=1/RC, и подавляет высокие частоты. При этом чем выше пост. вр-ни ,тем ниже частота среза. Дифф! АЧХ(а), ϕ(w)=arctg(1/(wcR))-ФЧХ(б) подавляет нижние частоты. Чем больше пост. вр-ни, тем ниже частота, которая может быть без изменений пропущена через цепь.2)ОБР.СВЯЗ.- св, обеспеч передачу сиг-ла из его вых. цепи во вход цепь. S – некоторая величина, характеризующая элект. сигналы. В наиболее общем случае K и ϒ - комплексные коэф. передачи, причем |K≥1|,|ϒ≤1|. S'=Sвх+ ϒSвых= Sвх+ ϒкомКкомS', Kос=Кком/(1-ϒКком). Если общ коэф усиления увелич Kос=Кком/(1-ϒКком)., то ПОС, а уменьш =>ООС Kос=Кком/(1+ϒКком). Примен. ООС повыш стабильность коэф усиления, т.е. коэф усиления становится менее чувствительным к изменению пар-ов. Примен ООС приводит к уменьш нелин искажений в усилител.ООСиспольз. для улучшения АЧХ уси-лей, расшир. полосу пропускания. ВИДЫ.по способу подкл. к усил.каскаду: послед и парал, по способу образ.ОС:по напр и по току.ПОСЛЕД.ОС ПО НАПР. Цепь ОС в виде делителя напр (R1, R2), подключенного парал нагрузке.Uос= ϒUвых=(R2/R2+R1)Uвых, Rвх=Rвх(1+ϒK), Rвых=Rвых/(1+ϒK) ПОСЛЕД ОС ПО ТОКУ Сигнал ОС пропорц. вых току, кот. протекает по Rос. Возникающее напр-я IвыхRос явл. сигналом ОС. Наличие ООС по току приводит к стабилизации вых тока, Rвх=Rвх(1+ϒK), Rвых=Rвых(1+ϒKхх).Кос=Кu/(1+ϒKuu) ПАРАЛ ОС ПО ТОКУ На входе алгебраич суммирование токов Iвх и Iос. Сигнал ОС Iос вводится парал с сигналом Iвх, поэтому такую ОС назыв парал. Сигнал ОС Iос пропорционал. вых. току. Цепь ОС это 2 резистора с проводимостями Y1 и Y2, Кос=Iвых/Iвх=K_I/(1+ϒK_I), Yвх=Yвх(1+ϒYвх), Yвых=Yвых/(1+ϒYвых). ПАР ОС ПО НАПР сигнал ОС пропорц вых напр, а на входе происходит алгебраическое суммирование токов Iвх и Ioc. Rвх уменьш., Rвых увелич., K_I уменьш. НУЖНО ПИСАТЬ ПРО УМЕНЬШ/УВЕЛ

Билет №13

1 3.1 Диоды явл-ся электропреобразоват-ми полупроводник-ми прибор-и, имеющ-и 2 вывода. Основ.масса диодов сод-т крис-лл полупр-ка с одним электр-м перех-м и омич-и контактами к нему. Больш-во д-в вып-ся на основе несим-го p-n- пер-да или пер-д металл-полупр-к.Нелин-ть ВАХ исп-ся для выпрям-ия перем-го тока, детектир-ия, преобраз-ия и умнож част-ы радиосигн-в, формир-ия имп-в в цифр устр-х. Завис-ть барьерной C от U позволяет применять диод как конден-р, управл-ый U, в устр-х обработки радиосиг-в и в парамет-х усил-х и генер-х. ВАХ идеализ-го диода:

,где J0 наз-я тепловым током, т.к он отраж-т сильную темпер-ую завис-ть, или "обрат-м током насыщ-я", происхожд кот-о связ-о с тем, что при “-” U |U|  T обрат ток идеализ-го диода= J0 и не зависит от U.

Из ф-лы видно, что прям U у кремн-х д-в знач >, чем у герман-х, поск-ку тепловой ток у 1х на неск-о порядков <. Поэт-у ВАХ обоих типов д-в имеют разную форму: кремн-м диодам свойств-н кажущ-я сдвиг характ-ки по оси U на неск-ко 10х долей В-та.Статич-я ВАХ идеализир-го диода:

ВАХ для герман-го и кремн-го д-в:

Осн-е парам-ы д-в - это прям ток диода (I_пр) и макс-е обр-е U диода (U_обр). При прилож-и к диоду пост-го прям U(пр) его темп-ра зависит от величины протек-го прям тока (Iпр). Прям ток, при кот-м темп-ра p-n-перех-а диода достиг-т макс-го допуст-го знач (Tпmax), наз допуст-м прям I (Iпрmax).  Важным парам-м диодов явл-ся макс-ое доп-ое обр U(Uобрmax), при кот-м не происх-т пробоя p-n-перех-а. Обычно Uобрmax≤0,8проб, где Uпроб — знач обр-го U, вызыв-е пробой перех-а диода, при кот-м обр ток достиг-т задан-го знач, оно наз-ся пробивным U диода.

Характ-ое сопр-ие . Нелин-ть хар-ки удобно оцен-ть, сопост-яя сопр-я диода в прям и обрат направ-х. Для этого вводят понятия диф-го сопр и сопр по пост-у току. Дифф.сопр : . исп-я выраж для U(выше).

На обр ветви (при U<0) величина rd резко возр-т и при |U|>>φT может счит-ся беск-но больш. Сопр по пост току:

На обр ветви характ-и, когда |U| T , сопр Rд прямо пропорц-о U:

В 0й т. ( J  0 ; U  0 ) сопр rд и Rд имеют одно и то же знач:

В обл-и прям I сопр Rд всегда >сопр rд , а в обл-и обр I оно всегда < сопр rд . Обыч под прям сопр диода Rпр поним сопр Rд , соответ-ее номинал-му прям I(или U), указ-у в справ-ке. Под обр сопр диода Rобр обыч подразум-т сопр Rд при номинал-м обр U диода.

13.2 ОУ- усил-ль пост-го I, имеющий больш коэф ус-я, высокое вх (сотни МОм) и мал вых(единицы Ом) сопр-я. В кач-е вх каскада ОУ исп-ся дифф-ый ус-ль (ДУ), а вых кас-м яв-ся однотактный ус-ль мощ-и.

Обознач ОУ и эл-я сх-а включ.

По отн-ю к вых-у один из вх ОУ явл-я

неинверт Uн,а другой – инв-м Uи.

ОУ выпуск-я в виде полупров-х интегр-х микросхем и примен-я не только для вып-я матем операций, но и в радиоэлектр-х устр-х разл-го назнач. Вых сиг-л ОУ пропорц-н дифференц-му вх сиг-у – разности вх сиг-в. Коэф ус-я по U К0 ОУ =отнош-ю вых U к диф-му вх U. . Идеал-й ОУ: беск-но больш коэф ус-я Kuоу =∞ и вх сопр Rвх=∞. Вых сопр =0(Rвых=0). 2осн.св-ва: 1. U м/у вх ОУ, т.е. диф вх сигн=0. Это след из того, что при Kuоу =∞ вых напр-е Uвых= Kuоу (Uн – Uи) всегда конечно и по знач < U питания Еп, что может иметь место только при Uн – Uи=0. 2. Вх-ы ОУ не потр-т ток от ист-ка вх-го сиг-ла. В связи с тем, что Kuоу дост-но велик схемы на ОУ раб-т в лин-м реж-е только при введ-и “-” обр св-и. При отсут-и”-“ОС или при введ-и “+”ОС схемы на ОУ облад-т нелин-ми св-ми и вып-т ф-и компараторов, генер-в сигнала и т.п.

Инверт-й ус-ль представ-т собой ОУ, охвач-й цепью паралл-й”-“обр св по U на резист-х Rос, R1. Вх сиг-л подан на инв-ий вход. Неив-ий вх заземлен ч/з рез-р R2, сопр кот-го для сниж-я велич ток-го дрейфа выбир-ся как R2=Rос║R1.(сх выше справа). Т.к неинв-ий вх ОУ зазем-н и разность U м/у вх=0, то инв-ий вх имеет 0й потенц-л отн-но земли. Поэт-у вх ток Iвх=Uвх/R1. Т.к вх ОУ не потреб-т I, то Iос=-Iвх= -Uвх/R1. Вых U, т.е. на вых-м выводе отн-но общ шины, можно найти как пад-е U от тока Iос на резисторе Rос, т.е. Uвых=RосIос= -UвхRос/R1. Коэф ус-я инв-го ус-ля:

При зад-ой э.д.с. ист-ка Ег с внут-м сопр Rг≠0:

Вх сопр инв-го ус-ля при идеал-м ОУ опр-ся сопр рез-ра R1 т.е. Rвх.инв=R1.

Неин-й ус-ль предст-т собой ОУ, охвач-й цепью послед-ой”-“ ОС по U на рез-х Rос , R1.

В х сигн подан на неинв-ий вход. Коэф.ус-я:

Поск-ку вх I ОУ=0, налич рез-ра Rг не влияет на знач коэф ус-я сх-ы. Если в схеме принять R1=∞ и Rос=0, то Kuнеинв=1 и Uвых=Uвх, т.е. имеем повто-ль с коэф передачи=1

Операц.дифф-й ус-ль усил-т разность сиг-в, прилож-х ко вх ОУ.

Билет №13(продолжение)

З ная коэф ус-я по инв-му и неинв-му вх, можно получ выраж для вых U диф-го ус-я, исп-уя принцип суперпоз-и: В диф ус-е помехи, попад-е или возник-е на его вх-х, оказ-ся синфаз-и сигн-и и не ус-ся, т.к схема усил-т только разностный сигнал.

Билет№3.

3.1 Непер.с-л-с-л с ∞ большим Т. когда Т→∞., равные расст м/у спектр лин-ми умень наст-ко, что спектр станет сплошным, а ампл отдел-х спектр. сост-щих окажутся бескон мал-и. Коэф для ∞ боль-о инт-ла разлож : ,где

прям и обр преобр Ф-е.

Любую непер ф-ю S(t) можно представ в виде∞ мн-ва гармон-х сост-щих, част-ы кот-х образ-т непрерыв мн-во знач от -∞ до +∞.В кач-ве спектр хар-ки процесса исп-ся ф-я , наз-я спектр плотн-ю непериод ф-и S(t). Она опр-т соотн-е м/у компл ампл-и гарм-к в спектре.Спек-ая пл-ть- ф-я компл-я:

-фаз-я характ-ка

-модуль спектр пл-ти

С в-ва преобр. Фурье:

1. Св-во линейности

2 .Изм-ие масштаба ф-ии

3 .Теорема подобия

4 . Т-ма запаздыв-я

5.Т-ма смещения

6.Дифференц-ие врем-ой ф-ии

7. Интегр-ие вр-ой ф-ии

Спектры непер-х ф-й найдем спектр один-го прямоуг-го имп-са:

Ф-я спектр пл-ти: *

Преобр-е числ-ля:

Умн-м на δ числ-ль и знам-ль выражения *:

Амплит-й спектр:

Фаз.спектр :

г де - целая -цел часть от выр-я в обр-х скоб-х. Амп-я спектр пл-ть макс-а на 0й част-е. На част-х

а мпл спектр пл-ть =0. Граф-и ампл и фаз-го спектр-в прямоуг-го имп-са:

3 .2 Электр-м усил-м наз-ся устр-во, предн-ое для усил-я мощ-ти вх сигн-в с сохр-м их формы и час-ты за счет исп-ия эн-и внеш-го ист-ка пит-я. Струк-я схема усил-го каскада сод-т усил-ый эл-т, к вх заж-м кот-го подкл-н ист-к вх-го сиг-ла Ег с внутр сопр Rг, а к вых – нагр-ка Rн. Ист-м вх сигн м. б. предыд-й кас-д, а нагр-й – послед-щий кас-д. Усил-е происх-т за счет того, что сх-а уси-ля сод-т ист-к эн-и, обычно наз-ый ист-м пит-я, а актив усил-ый эл-т, напр-р, транзистор, с пом-ю кот-го эн-я ист-ка пит-я преобр-ся в эн-ю полез-х колеб-й. Вх колеб-ие явл-ся управ-щим, т.к. под его возд-м на вых усил-го эл-та возник-т более мощные колеб-я, передав-ые в нагр-ку. Коэф усил наз-ся отн-ие вых вел-ны, характ-ей ур-нь сигн-в, к вх вел-не. В кач-ве таких вел-н могут употр-ся U, I или Р

Из-за налич в сх-е ус-ля реакт эл-в (L,C) коэф-ы ус-ия по U и I явл-ся компл-ми вел-и и зависят от част-ы усилив-го сиг-ла. Коэф-т ус-ия по мощ-ти показ-т во ск-ко раз акт-я мощ-ть Рвых, отдав-ая усил-м в нагр-у Rн, больше акт-й мощ-и Рвх, подвод-й к вх заж-м:

К оэф ус-я по мощ-и часто выраж-т в лог-х ед-х – децибелах: Кр дБ= 10lgKp. Под вх сопр усил-я поним-ся сопр м/у вх клемм-и при подкл-й нагр-ке на вых-е:

Вх сопр ус-ля явл-ся нагр-ой для ист-ка сигн-а, поэт-у от ее вел-ы зависит мощ-ть, потр-мая ус-м от ист-ка сигн-а. Вых-м сопр ус-я наз-ся сопр м/у вых-ми клеммами при подкл-м источ сигн на входе:

У с-ие сигн сопров-ся искаж-ми его формы. Лин-е искаж обусл-ны налич-м в ус-ле реакт эл-в, сопр кот-х зависят от част-ы. Из-за этого отд-ые гармон-ие сост-ие слож-го вх сигн-а усил-ся неод-во, наруш-ся их взаимный фаз сдвиг отн-но друг друга, форма сигн искаж-ся. Лин искаж оцен-т с пом-ю АмплЧаст и ФазЧаст характ-к. -коэф.усил-я. -модуль коэф.ус-я. аргумент коэф.ус-я.

Под АЧХ ус-я поним-т завис-ти модуля коэф ус-я от част сигнала:

ФЧХ ус-я наз-ся завис-ть фаз. сдвига вых. гармон-го колеб-я отн-но вх-го при изм-ии част-ы.

Нелин-и искаж-и наз искаж сигн-а, вызван-е нелин-ю ВАХ актив элем-в, исп-х в усил-е. Нелин искаж приводят к появл-ю на вых ус-я U и I с част-ми, являющ-ся высшими гармониками,сост-щих вх сиг-а, кот-х не было в спектре вх колеб-я. При усил-и гармонич-го сигн-а нелин искаж-я принято оцен-ть коэф нелин-х искаж Кг. Этот коэф измер-ся на вых усил-ля при подаче гармон-го колеб-я и опр-ся :

где Р2, Р3,… Рn, - мощ-и 2, 3 и т.д. гармоник вых-го тока. При чисто резистивной нагр-е ус-ля отношение мощ-ей можно заменить отн-м квадр-в ампл U или I: