Электротехника - ответы на вопросы

35. Поясните, каким образом осуществляется температурная стабилизация в усилительном каскаде с общим эмиттером? (2)

Расчет каскада по постоянному току.

Температурная стабилизация режима работы транзистора.

Важной особенностью полупроводников является сильная зависимость коэффициента усиления от температуры. Подобные изменения приводят к смещению рабочей точки и появлению нелинейных искажений.

Для компенсации воздействия температуры в схему усилительных каскадов вводят цепи термостабилизации, принцип действия которых основан на механизме обратных связей. В усилителях широко применяются Отрицательная Обратная Связь с целью увеличения стабильности работы усилителя и уменьшения нелинейных искажений, однако следует учитывать, что ООС снижает коэффициент усиления каскада.

В усилительных каскадах с общим эмиттером, обычно, термостабилизация осуществляется путем создания ООС на базе резистора Rэ.

При отсутствии входного сигнала, напряжение между базой и эмиттером определяется по II закону Кирхгофа:

U_БЭ0 = U₂₀ −U_Э0 ,где U₂₀ = I₂₀R₂, U_Э0 = I_Э0R_Э падение напряжения на резисторах R₂ и R_Э соответственно. При повышении температуры, возрастает концентрация основных носителей заряда и увеличиваются токи базы и коллектора, что приводит к увеличению U_БЭ и, как следствие, смещению 22 рабочей точки. В результате увеличения I_Э возрастает величина падения напряжения U_Э0 = I_Э0R_Э, а разность U_БЭ0 = U₂₀ − U_Э0 уменьшается, в результате чего рабочая точка смещается в исходное положение.

При снижении температуры происходит обратный процесс – концентрация носителей заряда (в результате рекомбинации), токи базы и коллектора уменьшаются, что приводит к уменьшению U_БЭ. В результате уменьшения I_Э уменьшается и U_Э0 = I_Э0R_Э, а разность U_БЭ0 = U₂₀ − U_Э0 увеличивается, в результате чего рабочая точка смещается в исходное положение.

36. Объясните, с какой целью в усилительных каскадах применяют обратную связь? Какие виды обратной связи знаете? (1)

Составной трансформатор в котором

Обратной связю называют подачу части выходного сигнала на входной усилитель.

ЗОС – звено обратной связи;

У – усилитель.

36. Объясните, с какой целью в усилительных каскадах применяют обратную связь? Какие виды обратной связи знаете? (2)

Если часть выходного сигнала, поступающего на вход усилителя, находящегося в фазе с усиливаемым сигналом (обратная связь и входный сигнал складывается) и на вход усиливателя поступает увеличенный сигнал, то связь положительная.

Если часть выходного напряжения в противофазе с усиливаемым сигналом (сигналы вычитаются) и на входе ослабленный сигнал, то связь отрицательная.

Отрицательная связь последовательного напряжения

– коэффициент деления ЗОС

При отстутствии обратной связи

При наличии обратной связи:

Применяется отрицательная обратная связь, т.к. она обеспечивает стабильность выходного сигнала и уменьшает выходное сопротивление усилителя.

37. Усилители мощности.

Усилители мощности, работают в 2 основных режимах: А и В (АВ).

А: точка покоя, находящаяся примерно посередине нагрузочной характеристики. Используется в однотактных усилителях мощности – усилители небольшой мощности (с низким ), но в них отсутствуют искажения на выходе.

В: точка покоя, находящаяся в точке отсчечки. В ней работают двухтактные усилители мощности. достигает 80%, но большие нелинейные искажения входного сигнала.

Составной трансформатор в котором

Обратной связю называют подачу части выходного сигнала на входной усилитель.

ЗОС – звено обратной связи;

У – усилитель.

38. Объясните принцип работы дифференциального каскада при подаче сигнала на один из его входов

Дифференциальные услители

Дрейф нуля – самопроизвольное изменение выходного сигнала при неизмененном входном сигнале.

Может быть вызван нестабильностью источников питания или из-за изменений параметров элементов усилителя, в результате изменения температуры или их физическом старении.

Для устранения дрейфа нуля применяют симметричные дифференциальные усилители, выполненные в виде уравновешенного четырех-плечевого моста.

Принцип действия симметричного дифферинцеального каскада:

Когда – мост сбалансирован – режим баланса усилителя.

Когда сигнал подается на оба входа, звено ООС обеспечивает постоянство эллиторных токов:

Например:

, то т.к.

На

Входной и выходной сигнал находится в фазе.

Если на один вход подаем:

Только на первый – второй закорачивается со вторым наоборот.

Если на первый вход подаем:

;

При на

, но т.к. , то

На выходе будет +:

Вход 1 - неинвертируемый.

Если задать на вход 2:

,

, т.к.

Знак говорит о том, что на выходе сигнал находится в противофазе с входным.

Вход 2 – инвертируемый.

Недостаток: недостаточный коэффициент усиления по мощности.

Достоинства: позволяет практически полностью устранить дрейф нуля.

Операционный усилитель

Основной характеристикой является передаточная (амплитудная) характерная зависимость амплитуды входного напряжения и амлитудного выходного напряжения:

39. Изобразите схему инвертирующего операционного усилителя, его передаточную характеристику и поясните ее.

Рабочими участками являются наклонные участки, на них соблюдается пропорциональность между входным и выходным напряжением.

На горизонтале пропорциональность ухудшается. Это либо режим насыщения (если +), либо осечки (-). На них усилители работают в импульсном режиме.

Инвертируемый аппаратный усилитель.

Т.к.

;

Применяется в сумматорах.

ДПТ II

Дано: , , , , ,

Найти:

Решение:

ГПТ независимого возбуждения

Дано: , , , , ,

Найти: , при

Решение: для независимого

Дано:

при пуске

момент движения, рабочий момент

Найти:

Решение:

При пуске , ,

Дано: , , , , ,

Найти: ,

Решение:

Дано: , , , , при

Найти:

Решение: об/мин

(1-5 м)

Дано: , , , ,

Найти: ,

Решение:

Дано: , , ,

Найти: ,

Решение:

Трансформатор

Дано: , ,

Найти:

Решение:

Дано: ,

Найти: , ,

Решение: В

Ом

В

В;

В;

В;