Билет №2 Впорос №2

Идеальные операционные усилители (ОУ).

Инвертирующие и неинвертирующие ОУ.

ОУ - усилитель постоянного тока с дифференциальным входом и одним выходом. Обладают высоким коэффициентом усиления, большим входным и низким выходным сопротивлением.

Структура и обозначение ОУ:

Идеальный ОУ характеризуется:

R_вх=;

К_усил=;

R_вых= 0;

I_вх= 0 (т.к. I_вх =U_вх/R_вх);

U_дифф= 0 (U_дифф =U⁺ -U^-;U_вых =U_дифф* К_усил );

K_оос=. (ослабление синфазного сигнала?)

Инвертирующее включение ОУ:

Неинвертирующее включение ОУ:

Билет №3

Вопрос №1

(Полупроводниковые диоды. Выпрямительные диоды. Однополупериодная и мостовая схемы выпрямителей, их достоинства и недостатки.)

Диод – п/п с одним p-nпереходом и двумя выводами.

+--I-->- прямое включение

- <--I--+ обратное включение

Существуют разные виды полупроводниковых диодов – выпрямительные, импульсные, обращенные, туннельные, лавинно-пролетные, опорные или зенеровские (стабилитроны), с регулируемой емкостью (варикапы) и т. д.

Выпрямительные диоды:

Выпрямительные диоды предназначены для выпрямления переменного тока. Выпрямительные полупроводниковые диоды изготавливаются, как правило, из кремния или германия. В зависимости от частоты выпрямляемого тока они делятся на низкочастотные и высокочастотные. В зависимости от мощности – на диоды малой, средней и большой мощности, что соответствует предельным значениям выпрямленного тока до 300 мА, от 300 мА до 10 А и выше 10 А.

Теоретическое описание BAX идеального диода с p–n переходом, полученное У. Шокли, имеет вид

где U – напряжение наp–n-переходе диода,I_S – ток насыщения, φ_Т =kT/q – тепловой потенциал. ПриT = 300 К φ_Т = 25 мВ.

Io(T) = Io(To)*,

где To– известное значение обратного тока;T– текущая температура;dT=T-To;- температура удвоения (~10®С)

Температурный коэф. напряжения: E=,E= -2мВ/®С

Эквивалентные схемы диода:

Полупроводниковый диод характеризуется статическим и дифференциальным (динамическим) сопротивлениями, которые определяются по его ВАХ. Дифференциальное сопротивление диода представляет отношение приращения напряжения на диоде к приращению тока через диод:

r_д=dU /dI.

Оно имеет большое значение на обратной ветви ВАХ и малое значение, обратно пропорциональное току диода.

Статическое сопротивление диода (сопротивление постоянному току) определяется отношением напряжения на диоде к протекающему через него току:

Rд.ст =U/I.

Выпрямитель:

Однополупериодная схема выпрямителя:

Uo=Um/pi- среднее значение напряжения (постоянная составляющая)

Кп = Uп/Uo=pi/2 = 1,57 –коэф. пульсации , гдеUп = 0,5*Um

Ƭзаряж = С_ф*(r_д+r_с)

Ƭразряж = С_ф*Rн

Достоинства:

1) Простота

Недостатки:

1) Большой уровень пульсации.

Мостовая схема выпрямителя:

Первы полупериод: 1 -> VD2 ->Rн ->VD4 -> 2 (VD1 иVD3 закрыты)

Второй полупериод: 2 -> VD3 ->Rн ->VD1 -> 1 (VD2 иVD4 закрыты)

Uo= 2Um/pi

Кп = 0,67

Достоинства:

1) Меньший уровень пульсации

Недостатки:

1) В два раза больше величина падения напряжения

Билет №3 Вопрос №2

Обратные связи в усилителях. Типы обратных связей. Влияние отрицательной обратной связи на коэффициент усиления, нестабильность коэффициента усиления, диапазон рабочих частот усилителя, шумы и помехи.

Обратные связи– явление передачи сигнала с выхода усилителя на вход. Цепи, обеспечивающие передачу –цепи обратной связи. Типы ОС:

1. по взаимодействию с входным сигналом

1. U_вх+U_oc=U₁ - положительная ОС

2. U_вх-U_oc=U₁– отрицательная ОС

2. по способу снятия сигнала с выхода усилителя

а) по напряжению б) по току схема обратной связи

3) по способу подачи сигнала ос на вход усилителя

а) последовательная б) параллельная

4) по типу сигнала ОС

а) по постоянному току б) по переменному току в) комбинированная

Влияние ООС на параметры усилителя

– коэффициент усиления напряжения;– коэфф. усиления тока

- передаточное сопротивление;– крутизна

Влияние на коэффициент усиления:

U_вых=U₁K;U_oc=K₁;U_вх=U₁+U_oc=U₁+U₁Kβ;

. Коэффициент усиления уменьшается пропорционально глубине ОС. При достаточно глубокой ОС (Kβ>>1) :

Влияние на стабильность коэффициента усиления

Влияние на диапазон рабочих частот

Введение ОС приводит к расширению

диапазона рабочих частот усилителя.

Влияние на помехи и шумы

ОС снижает шумы пропорционально глубине ОС

U^’_вых=U_п+U₂;U₁= -U_ос= -βU^’_вых

U₂= -KβU^’_вых;