5.Контрольные вопросы и задачи
1.Нарисовать схему замещения усилителя в области низких частот. Доказать, что амплитудно-частотная характеристика усилителя в области нижних частот определяется выражением
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ku (ω) |
= |
|
|
|
|
Ko |
|
, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(ω |
ω |
)2 |
|
ω2 |
+ω2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
+ |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н1 н2 |
+ |
н1 |
н2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω4 |
|
|
ω2 |
|
|
|
|
где |
ωн1 = |
|
|
|
1 |
|
= |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
- нижняя граничная частота входной цепи; |
|||||||||||||
τ |
н1 |
(R + R |
)C |
р1 |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ωн2 = |
|
|
|
1 |
|
|
= |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
- нижняя граничная частота выходной цепи; |
|||||||||||
|
τ |
н2 |
|
(R |
+ R )С |
р2 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вых |
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Ko =Ku ххξвхξвых |
|
|
|
|
- коэффициент усиления в полосе пропускания; |
||||||||||||||||||||||||
|
ξвх = |
|
|
|
|
Rвх |
|
|
|
- коэффициент деления сигнала на входе усилителя; |
||||||||||||||||||||
|
R |
|
|
+ R |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
вх |
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ξвsх = |
|
|
|
|
|
Rн |
|
|
|
- коэффициент деления сигнала на выходе усилителя. |
|||||||||||||||||||
|
R |
|
+ R |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
вых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.Нижняя граничная частота усилителя, рассчитанная по формуле (1), получается завышенной. Доказать, что нижнюю граничную частоту
усилителя, определяемую |
по |
уровню |
|
1 |
|
≈0,7, |
можно рассчитать по |
|||||||
|
|
|
|
|||||||||||
2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
более точной формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
fн =0,11 |
|
4 |
4 |
|
|
|
2 |
2 |
|
|||||
ωн1 |
+ωн2 |
+ ωн1 |
+ωн2 |
+6ωн1ωн1 |
|
|||||||||
3.Доказать, что для эквивалентной схемы усилителя (рис. 2) на низких частотах (f << fн) при увеличении частоты в 10 раз коэффициент усиления увеличивается в 100 раз, что эквивалентно наклону +40дБ на декаду для характеристики, построенной в двойном логарифмическом масштабе.
4.Нарисовать схему замещения усилителя в области высоких частот. Доказать, что амплитудно-частотная характеристика усилителя в области высоких частот определяется выражением
|
|
|
|
|
|
|
Ku (ω)= |
|
|
|
Ko |
|
|
|
, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 + |
ω4 |
+ω2 (ωв21 +ωв22) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω2 |
ω2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в1 в2 |
|
|||
где ωв1 = |
|
1 |
= |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
- верхняя граничная частота входной цепи; |
|||||||
τ |
в1 |
(R || R )C |
вх |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
г |
вх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ωв2 = |
|
1 |
|
= |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
- верхняя граничная частота выходной цепи. |
||||||
τ |
в2 |
|
|
(R || R |
)C |
н |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
н |
вых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5.Формула для расчета верхней граничной частоты усилителя (2) является приближенной. Доказать, что для эквивалентной схемы усилителя (рис. 2)
верхнюю граничную частоту, определяемую по уровню |
1 |
|
≈0,7, можно |
|||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
2 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
рассчитать по более точной формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|||
|
|
=0,11 |
|
|
|
|
−(ω2 |
+ω2 |
) |
|
|
|
||||
f |
в |
|
ω4 |
+ω4 |
+6ω2 ω2 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
в1 |
в2 |
в1 в2 |
в1 |
в2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
6.Доказать, что для эквивалентной схемы усилителя (рис. 2) на высоких частотах (f >>fв) при увеличении частоты в 10 раз коэффициент усиления уменьшается в 100 раз, что эквивалентно наклону -40дБ на декаду для характеристики, построенной в двойном логарифмическом масштабе.
7.С помощью осциллографа исследуется непрерывная последовательность идеальных прямоугольных импульсов положительной полярности, идущих со скважностью Q=2 и малой частотой следования. Как будет выглядеть осциллограмма, если вход усилителя вертикального отклонения стоит в положении открытый вход осциллографа « 
» ?
Как изменится осциллограмма, если переключатель перевести в положение закрытый вход осциллографа « 
» ?
8.Нарисуйте (качественно) амплитудно-частотные характеристики следующих устройств:
−усилитель телефонного аппарата,
−усилитель воспроизведения компакт-дисков,
−усилитель промежуточной частоты длинноволнового приемника,
−усилитель промежуточной частоты УКВ приемника,
−усилитель промежуточной частоты звука телевизионного приемника,
−усилитель промежуточной частоты изображения телевизионного приемника,
−антенный усилитель для телевизионного приемника.
Чем принципиально отличаются друг от друга амплитудно-частотные характеристики этих устройств?
6.Литература
1.Генератор сигналов специальной формы GFG-3015. Руководство по эксплуатации.
2.Осциллограф цифровой GDS-2062. Руководство по эксплуатации.
3.Электротехника и электроника: Учебник для вузов. В 3-х кн. Кн. 3.
Электрические измерения и основы электроники/ Г.П. Гаев, В.Г.
4.Герасимов, О.М. Князьков и др.; Под ред. проф. В.Г. Герасимова. – М.: Энергоатомиздат, 1998.
5.Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учебник для вузов /Под ред. О.П.Глудкина. – М.: Горячая линия – Телеком, 2000.