Шпоры / once and for all

61

Билет №12

Вопрос №2

Реализация фильтров.ФНЧ и ФВЧ первого порядка

Под активными фильтрами обычно понимают электронные усилители, содержащие АСцепи, включенные так, что y усилителя появляются избирательные свойства

Для получения у усилителей избирательных свойств в области низких частот (ниже 20 кГц) преимущественно применяют RC-цепи интегрирующего или дифференцирующего типа. Они включаются на входе или выходе усилителя и охватывают его частотнозависимой обратной связью. B области высоких частот в качестве фильтров низких частот широко применяют высокочастотные дроссели, а полосовые и режекторные фильтры выполняют на основе ис-пользования катушек индуктивности (LC-фильтры).

Для фильтра высоких частот коэфициент передачи:

Переходя к операторной записи:

Где

62

ЛАЧХ этого фильтра изображена на рис 6.23 б . Частоту сопряжения асимптот находится из условия

Для фильтра низких частот коэффициент передачи равен

Или в операторном виде

ЛАЧХ для ФНЧ изображена на рис 6.23 г

Передаточные функции приведенных простейших фильтров представляют собой уравнения первого порядка, поэтому и фильтры называются фильтрами первого порядка. Коэфффициент усиления у них уменьшается с частотой на 20дБ/сек .

63

Билет №13

Вопрос №1

RC-каскад с ОЭ. Описание в области средних частот, входное и выходное сопротивление, коэффициент усиления каскада

При построении эквивалентных схем б) и в) учтено, что значения емкостей С1 С2 С3 выбирают такими, чтобы их сопротивления в диапазоне средних частот , под которым обычно понимают диапазон рабочих частот, были достаточно малы и ими в эквивалентной схеме можно пренебречь. Источник питания замкнут накоротко. Схема в) отличается от схемы б) тем, что в ней не учтено влияние дифференциального сопротивления коллекторного перехода r*к диф , которое достаточно велико и при небольших сопротивлениях Rк (до десятков кОм) его можно не учитывать.

При ориентировочной оценке тока покоя транзистора можно использовать уравнение

делителя, состоящего из резисторов R1 и R2 (Iбо <<Iд) и от его значения мало зависит потенциал базы.

При нахождении параметров каскада введем допущение, что ток базы полностью протекает через rэ диф и не ответвляется в цепт базы а также протекает в цепи эммитера. Входное сопротивление. Если не уичтывать сопротивление делителя R1||R2, то входное сопротивление каскада

вх вх ⁄ вх

Где Uвх - входное напряжение на зажимах база – эмиттер; iвх – входной ток бызы

Для получения полного входного сопротивления необходимо учесть шунтирующее действие сопротивлений R1 и R2. Так как для перменного тока они вкл параллельно, то

Выходное сопротивление определяют со стороны выходных зажимов при отключенной

Коффициент усиления по напряжению каскада определим как отношение выходного напряжения на нагрузке к ЭДС источника сигнала. Без учета влияния делителей R1 и R2

Если делитель напряжения, состоящий из резисторов R1 R2 , достаточно низкоомный , то вмсето Rг необходимо подставлять R’г , а вместо г г

Если Rг=0 и Rн→∞ , то коэффициент усиления по напряжению будет максимальным

э к вх

Знак ― – ― свидетельствует об изменении фазы выходного напряжения на 1800 . Из выражения (2) следует , что для увеличения коэффициента усиления необходимо увеличивать Rк . Однако если используют полную эквивалентную схему, то станет ясно, что наличие rк диф существенно ограничивает максимальное значение этого сопротивления.

В рассмативаемом каскаде имеется внутренняя обратная связь. Причина ее возникновения в том, что часть коллекторного тока ответвляется в цепь базы( в цепь источника сигнала), что ранее не учитывалось. То есть если rк диф было небольшим, то и часть тока базы ответвлялась бы в цепь коллектора; но так как rк диф достаточно велико, то это токораспределение практически отсутствует.

65

Билет №13

Вопрос №2

Полная частотная коррекция АЧХ ОУ

В ОУ отдельные его каскады соединяются между собой непосредственно, и поэтому его АЧХ не имеет спада на нижних частотах. С увеличением же частоты усиливаемого сигнала наблюдается падение коэффициента усиления ОУ. Это объясняется наличием в интегральном ОУ распределенных паразитных емкостей, которые закорачивают высокочастотные сигналы на землю все более и более по мере роста их частоты. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики одного такого каскада описываются следующими выражениями:

| ⁄√ ( ⁄ ) ⁄

Если выполняется обычное для ОУ неравенство Rн >>Rвых, то

⁄

Вследствие наличия паразитных емкостей и многокаскадной структуры операционный усилитель по своим частотным свойствам аналогичен фильтру нижних частот высокого порядка. Системы такого рода, имеющие большой коэффициент усиления, при наличии обратной связи склонны к неустойчивости, проявляющейся в том, что даже при отсутствии сигнала на входе системы, на ее выходе существуют колебания относительно большой амплитуды.

Графическая зависимость от частоты модуля коэффициента передачи напряжения ОУ и сдвига фазы выходного сигнала относительно входного:

Дифференциальный каскад №1.

66

|| ||

| |

| |

| |

Методы коррекции:

Правило частотной коррекции: отношение второй граничной частоты к первой должно быть равно величине петлевого усиления g0. Чтобы получить запас по фазе α = 60°, надо вдвое уменьшить первую граничную частоту.

1)Между выходом дифференциального каскада и землей включают корректирующую емкость:

| |

2)Корректирующая емкость включается между выходом 1 и выходом 2. Это приводит к тому, что 2 каскад оказывается охвачен ООС по напряжению:

| |

| |

67

68

Билет №14

Вопрос №1

Дифференциальный усилительный каскад. Основные параметры

Усиливает разность напряжений (синф. Не усиливает)

Дифференциальный усилительный каскад имеет два входа и усиливает разность напряжений, приложенных к ним.

Состоит из двух транзисторов, эмиттеры которых соединены и подключены к общему резистору . Для сигнала Uвх1 транзистор VT1 включен по схеме с ОЭ.

69

||

3)

70