- •Радиотехнические сигналы
- •1.1. Классификация сигналов
- •1.2. Гармонические сигналы и их представление
- •1.3. Спектральное представление сигналов
- •2.1. Общие понятия и элементы теории электрических цепей
- •Основные электрические величины
- •Идеальные элементы цепей
- •Пассивные двухполюсники
- •Активные двухполюсники
- •Законы Кирхгофа
- •2.2 Методы анализа электрических цепей
- •2.2.1. Основы метода комплексных амплитуд
- •2.2.2. Комплексное сопротивление и комплексная проводимость
- •2.2.3. Методы составления уравнений состояния цепей
- •2.2.4. Элементы теории четырехполюсников
- •2.3. Частотные характеристики линейных цепей
- •3. Основы полупроводниковой электроники
- •3.1. Электрофизические свойства полупроводников
- •3.2. Электронно-дырочный переход
- •3.3. Диоды
- •3.4. Транзисторы
- •3.4.1. Биполярные транзисторы
- •3.4.2. Полевые транзисторы
- •3.4.2.1. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом
- •3.4.2.2. Полевые транзисторы с индуцированным каналом
- •3.4.2.3. Полевые транзисторы со встроенным каналом
- •3.4.3. Дифференциальные параметры и эквивалентные
- •4. Усиление электрических сигналов
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Основные положения линейной теории усиления сигналов
- •4.2.1. Анализ режима покоя. Схемотехника усилительных цепей.
- •4.2.2. Анализ режима усиления
- •4.3. Частотные характеристики усилителя на резисторах
- •4.4. Избирательные усилители
- •4.1.1. Резонансный усилительный каскад с общим эмиттером
- •4.1.2. Каскады со связанными контурами
- •4.5. Обратные связи в электронных усилителях
- •4.6. Повторители напряжения
- •4.7. Усилители постоянного тока
- •4.8. Операционные усилители
- •4.9. Оконечные каскады усилителей мощности
- •5. Генерирование электрических колебаний
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Автогенераторы гармонических колебаний
- •5.2.2. Трехточечные lc – автогенераторы
- •6. Автогенераторы релаксационных колебаний
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Мультивибратор на биполярных транзисторах
- •6.3. Мультивибратор на операционном усилителе
- •7. Нелинейные и параметрические преобразования сигналов.
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Нелинейное резонансное усиление и умножение частоты
- •7.3. Модуляция сигналов
- •7.3.1. Амплитудная модуляция
- •7.3.2. Угловая модуляция
- •7.4. Детектирование сигналов
- •7.4.2. Детектирование сигналов с угловой модуляцией.
- •7.5. Преобразование частоты
- •7.6. Синхронное детектирование
- •7.7. Параметрическое усиление
- •8. Источники вторичного электропитания
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Выпрямители
- •8.2.1. Однополупериодный выпрямитель
- •8.2.2. Мостовой двухполупериодный выпрямитель.
- •8.3. Сглаживающие фильтры.
- •8.4. Стабилизаторы напряжения
- •9. Основы цифровой техники
- •9.1. Общие сведения о цифровой обработке сигналов
- •9.2. Цифровое представление информации. Цифровые коды
- •9.3. Основы алгебры логики
- •9.4. Логические элементы (лэ)
- •9.5. Представление логических переменных электрическими сигналами
- •9.6. Базовые логические элементы. Их классификация,
- •9.7. Классификация логических устройств
- •9.8. Комбинационные логические устройства (клу)
- •9.8.2. Логическое устройство неравнозначности (Исключающее или).
- •9.8.3. Логическое устройство равнозначности
- •9.8.4. Полусумматор одноразрядных двоичных чисел.
- •9.8.5. Сумматор одноразрядных двоичных чисел.
- •9.8.6. Сумматор одноразрядных десятичных чисел.
- •9.8.7. Преобразователи кодов
- •9.9. Последовательностные логические устройства (плу)
- •9.9.1. Триггеры
- •9.9.2. Счетчики.
- •9.9.3. Регистры.
- •9.10. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •9.11. Запоминающие устройства
- •9.12. Примеры цифровых систем
- •9.12.1. Электронные часы
- •9.12.2. Микропроцессорные системы
- •10. Линейные цепи с распределенными
- •10.1. Общие сведения о длинной линии
- •10.2. Телеграфные уравнения
- •10.3. Длинная линия. Гармонический волновой процесс
- •10.3.1. Общее решение телеграфных уравнений
- •10.3.2. Прямые и обратные волны
- •10.3.3. Отражение волн в длинной линии
- •10.3.4. Интерференция прямых и обратных волн
- •10.3.5. Пример построения интерференционной картины
- •10.3.6. Входное сопротивление длинной линии
- •10.4. Комплексный коэффициент передачи и передаточная функция системы с длинной линией
- •10.4.1. Постановка задачи
- •10.4.2. Способ, основанный на представлении рассматриваемой системы совокупностью функциональных узлов
- •10.4.3. Способ, основанный на использовании граничных условий
- •10.5. Примеры практического применения длинных линий
4. Усиление электрических сигналов
4.1. Общие сведения
Усиление – физический процесс увеличения мощности сигнала за счет расхода энергии стороннего источника.
Усилители – это устройства, предназначенные для усиления напряжения, тока, мощности. Они находят широкое применение в разнообразной радиоэлектронной аппаратуре. В настоящее время в качестве активных элементов усилителей, выполненных как на дискретных элементах, так и в виде интегральных микросхем, в основном используют биполярные и полевые транзисторы.
Минимальная ячейка (часть) усилителя, сохраняющая усилительные свойства называется каскадом. В усилителях используется важнейшее свойство электронных приборов (ЭП)– управление большим током в выходной цепи при помощи слабого воздействия на управляющий электрод.
Рис. 4.1. Обобщенная схема каскада усилителя |
. (4.1)
Процесс усиления заключается в том, что входной сигнал , изменяя сопротивление ЭП, регулирует силу тока. Изменение силы тока приводит к изменению падений напряжений на резистореи на коллекторе ЭП. Kолебаниерассматривается как выходной сигнал и направляется в нагрузку усилителя(потребителю). Поскольку в ЭП выходные ток и напряжение значительно превышают входные, то мощность выходного сигнала больше мощности входного сигнала. Увеличение мощности сигнала происходит за счет расхода электрической энергии источника питания. Таким образом,усиление основано на преобразовании электрической энергии источника постоянного напряжения в энергию выходного сигнала за счет изменения сопротивления ЭП по закону, задаваемому входным сигналом.
Усилители классифицируют по назначению, полосе рабочих частот, форме усиливаемых сигналов, по используемым активным элементам. Активные элементы в усилителях могут работать в линейном и нелинейном режимах. Если активный элемент работает в линейном режиме, то усилитель относят к классу линейных усилителей, и он обладает всеми свойствами линейных цепей. Если транзистор работает в нелинейном режиме, то усилитель является нелинейным устройством, хотя выходной сигнал по форме практически совпадает с входным сигналом. Одним из нелинейных режимов работы активного элемента является ключевой режим.
По форме входных сигналов различают усилители гармонических или импульсных сигналов.
По значению нижней граничной частоты усиливаемых сигналов различают усилители постоянного тока (УПТ) и переменного тока. Усилители переменного тока усиливают гармонические составляющие сигнала в определенной полосе частот. Среди усилителей переменного тока различают: усилители низких частот (УНЧ), усилители высоких частот (УВЧ), апериодические и избирательные (узкополосные) усилители, широкополосные (импульсные) усилители. Избирательные усилители работают в очень узкой полосе частот. Они подразделяются на резонансные и полосовые усилители. Как правило, усилители – многокаскадные устройства и содержат входной каскад, каскады предварительного усиления и выходной каскад (усилитель мощности), который работает непосредственно на нагрузку потребителя.
Основным параметром, характеризующим усилитель, является коэффициент усиления. В радиоэлектронике широко используется линейное усиление, когда выходной и входной сигналы связаны близкой к линейной зависимостью, , где– коэффициент усиления по напряжению.