14

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по курсу

«Схемотехника аналоговых электронных устройств»

Часть 1. «Общие сведения об аналоговых электронных устройствах»

1.1. Основные определения

Аналоговыми электронными устройствами (АЭУ) - называются устройства, построенные с использованием электронных приборов, и предназначенные дня усиления и обработки аналоговых электрических сигналов.

Известно, что электрические сигналы можно разделить на два основных класса: аналоговые и дискретные. К аналоговым относятся сигналы, которые изменяются по тому же закону, что и характеризующие (описывающие) ими физические процессы. Аналоговые сигналы могут быть описаны и измерены во все моменты времени. Они представляют собой непрерывные во времени функции напряжения или тока.

Аналоговые сигналы делятся на постоянные и переменные во времени сигналы. Как функция времени, аналоговый сигнал может быть представлен графиком или осциллограммой. При этом этот сигнал может как не содержать, так и содержать точки разрыва, например, иметь форму импульса.

В отличие от аналогового у дискретного (цифрового) сигнала значения известны не во все моменты времени, а только в некоторые, например, в каждый дискретно заданный момент времени. По форме (а не по содержанию) любой дискретный сигнал в пределах одного импульса является аналоговым.

Исходя из типов сигналов, все электронные устройства можно разделить на две группы:

 аналоговые, которые предназначены для обработки аналоговых сигналов;

 цифровые, которые предназначены для обработки дискретных сигналов.

Особенностью аналоговых устройств, в сравнении с цифровыми, является то, что они работают в линейном режиме (входные и выходные сигналы связаны линейными или близкими к линейным зависимостями). Исходя из принципов построения аналоговые устройства обладают рядом преимуществ перед цифровыми:

-сравнительная простота построения;

- достаточно высокая надежность;

-высокое быстродействие.

Это обеспечивает широкое применение аналоговым устройствам, несмотря на менее высокую точность обработки сигналов, в сравнении с обработкой информации цифровыми устройствами.

Аналоговые устройства строятся на основе активных электронных приборов и соответственно позволяют усиливать сигналы. При этом усилителем электрических колебаний называется устройство, которое, используя энергию источника питания, формирует новое колебание, являющееся по форме достаточно точной копией усиливаемого колебания, но превосходит его по напряжению, току или мощности. Таким образом, совокупность усилителя и источника питания составляет усилительное устройство (рис. 1.1, а).

Рис. 1.1

К входным зажимам усилителя (1 – 1’) подключается источник усиливаемого колебания (сигнала), который может быть источником напряжения Ес (рис. 1.1, а) или источника тока Iс (рис. 1.1, б), имеющими внутреннее сопротивление Zc. Оба эти представления равноценны и могут быть преобразованы одно в другое. Однако высокоомный источник сигнала (имеющий Zc больше, чем входным сопротивлением усилителя) целесообразно представлять схемой с источником тока, а низкоомный () схемой с источником напряжения. В этих случаях можно достичь высоких коэффициентов передачи по напряжению или токуво входной цепи усилителя:

Кроме этого в первом приближении при анализе усилительных устройств можно не учитывать сопротивление Zc.

Источниками входных сигналов могут быть микрофон, детектор, датчик, фотоприемник, выход предыдущего усилителя и т.д.

К выходным зажимам усилителя подключается нагрузка, имеющая сопротивление Zн. В качестве нагрузок могут быть использованы громкоговоритель, электронно-лучевая трубка, вход последующего усилителя и т.д.

Электронные усилители в современной технике находят самое широкое применение, как самостоятельные устройства, так и составные части более сложных устройств. Их используют в бытовой технике, звуковом кино, радиолокации, медицине, связи, измерительной технике, автоматике и т.д. На их основе строятся почти все другие аналоговые электронные устройства.

Это обычно достигается за счет использования тех или иных цепей положительной или отрицательной обратных связей (ОС) (рис. 1.2).

Рис. 1.2.