Методы анализа аналоговых устройств

Классификация АЭУ: линейные и нелинейные устройства. Методы их анализа.

Применение эквивалентных схем для анализа линейных АЭУ. Модели активных элементов, используемые при анализе этих каскадов. Построение эквивалентных схем аналоговых электронных устройств, их упрощение. Применение ЭВМ для расчета аналоговых электронных устройств по полным эквивалентным схемам. Значение машинных методов расчета при разработке аналоговых электронных устройств, изготавливаемых по интегральной технологии.

Контрольные вопросы и задания

1. Сформулируйте основные достоинства и недостатки методов исследования усилителей – аналитических, графических, машинных, экспериментальных.

2. Дайте понятие эквивалентной схемы и математической модели усилительного элемента.

3. Как подразделяются модели усилительных элементов по степени отражения: а) частотных свойств, б) нелинейных свойств?

4. Как составляются модели усилителей по постоянному току?

5. Как составляются модели усилителей по переменному току?

6. Перечислите основные приемы упрощения эквивалентных схем усилителей.

7. На примере резистивного каскада покажите, как составить эквивалентные схемы для области средних, низких и высоких частот.

8. Нарисуйте физическую эквивалентную высокочастотную П-образную схему биполярного транзистора (схему Джиаколетто). Поясните физическое содержание элементов схемы, порядок их величин, способы определения величин, зависимость от режима работы.

9. Представьте биполярный транзистор линейным четырехполюсником о системе Y-параметров. Укажите физическое содержание элементов схемы, порядок величины их параметров, выражения, определяющие их зависимость от частоты.

10. Представьте усилительный каскад четырехполюсником.

11. Получите выражения для коэффициента передачи, коэффициента обратной связи, входной и выходной проводимостей с учетом нагрузки и источника сигнала.

Обратная связь и ее влияние на показатели и характеристики аналоговых электронных устройств

Принцип и назначение обратной связи (ОС). Классификация видов ОС. Основные способы ее обеспечения. Влияние обратной связи на основные показатели и характеристики и аналоговых устройств, а также на чувствительность этих устройств к изменению параметров их элементов. Устойчивость устройств, охваченных отрицательной обратной связью и ее оценка с помощью различных критериев. Условия устойчивости АЭУ с частотно-зависимой ОС.

Использование обратной связи как универсальный метод создания аналоговых электронных устройств с заданными параметрами.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте определение обратной связи. Нарисуйте структурную схему АУ с обратной связью. Дайте определение коэффициента петлевой передачи, фактора обратной связи.

2. Дайте определение внутренней, внешней и паразитной обратной связи, а также местной и общей обратной связи.

3. Классифицируйте виды обратной связи по способу снятия сигнала обратной связи с выхода и подачи его на вход устройств.

4. Используя эквивалентные схемы замещения АУ и цепи обратной связи, проведите анализ влияния типа обратной связи на параметры устройства:

а) коэффициенты передачи;

б) входное сопротивление;

в) выходное сопротивление.

5. Используя теорию четырехполюсника, проведите анализ влияния типа обратной связи на параметры усилителя. Результат анализа представьте в виде таблицы.

6. Проанализируйте влияние обратной связи на нестабильность параметров усилителя в случаях, когда нестабильность имеется в самом усилителе, охватываемом обратной связью, либо в цепи обратной связи. Поясните, почему цепь обратной связи, как правило, выполняется только из пассивных элементов.

7. Поясните влияние отрицательной обратной связи на амплитудно-частототную, фазочастотную и переходную характеристики; проанализируйте некоторые простейшие случаи:

а) глубокая частотно-независимая обратная связь (при F >> -1);

б) неглубокая частотно-независимая обратная связь (при F > 1);

в) частотно-зависимая обратная связь (общий случай).

8. Используя графоаналитическое представление, покажите влияние обратной связи на вид амплитудной характеристики.

9. Используя линеаризованную схему замещения усилителя с обратной связью, поясните влияние обратной связи на нелинейные искажения и помехи в АУ.

10. Объясните суть критерия устойчивости Найквиста.

11. На основе использования логарифмических амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик сведите понятия запасов устойчи­вости по амплитуде и по фазе. Сформулируйте основные пути повышения устойчивости АУ с обратной связью.

12. Перечислите основные преимущества использования обратной связи как метода целенаправленного изменения параметров АУ.

13. Паразитные обратные связи, их источники и пути ослабления.

14. С помощью каких элементов усилителя с ОС образуется частотно-зависимая, частотно-независимая и нелинейная ОС?

15. При каких типах ООС стабилизируется выходной ток, при каких – входное напряжение?

16. Что представляет собой повторитель напряжения, какой вид ОС в них используется, где и для каких целей они используются?