1. Введення
Вивчення дисципліни «Схемотехніка аналогових електронних пристроїв» («Схемотехніка АЕУ») необхідно в плані створення аналогових пристроїв і їх застосування при розробці аналогових трактів різних радіоелектронних засобів.
Даний навчальний посібник не дає повного викладу матеріалу в частині отримання строгих розрахункових співвідношень, указуючи лише методику їх отримання. Певною мірою воно схоже з навчальними посібниками [1,2]. Але, на відміну від останніх, дана допомога містить не тільки той мінімум матеріалу, який необхідний студентові для розуміння фізичних основ функціонування АЕУ, а ще і розрахункові співвідношення, що дозволяють проектувати АЕУ. При необхідності глибшого розгляду окремих теоретичиских питань рекомендується скористатися літературою, на яку є посилання у відповідних розділах допомоги. Природним чином передбачається, що студент, що приступив до вивчення курсу "Схемотехніка аналогових електронних пристроїв", в достатній мірі володіє необхідними математичними навиками, знайомий з основними поняттями в області теорії електричних ланцюгів і напівпровідникових приладів.
2. Підсилювальні пристрої на транзисторах
2.1. Класифікація підсилювальних пристроїв
Одна з основних функцій, що реалізовуються аналоговими пристроями, - посилення. Тому в курсі АЕУ особлива увага приділяється підсилювальним пристроям (УУ).
УУ називається пристрій, призначений для підвищення (посилення) потужності вхідного сигналу. Посилення відбувається за допомогою активних елементів за рахунок споживання потужності від джерела живлення. У УУ вхідний сигнал лише управляє передачею енергії джерела живлення в навантаження.
Як активні елементи найчастіше застосовуються транзистори, такі УУ прийнято називати напівпровідниковими, або транзисторними.
УУ прийнято класифікувати по ряду ознак:
> по характеру підсилюваних сигналів - УУ безперервних (гармонійних) і УУ імпульсних сигналів;
>
по діапазону робочих частот - УУ
постійного струму (
=0
Гц) і УУ змінного струму. У свою чергу,
УУ змінного струму в учбовій літературі
(і в даній допомозі) підрозділяються
на:
підсилювачі звукових частот (від 20 до 20000 Гц) або низькочастотні підсилювачі;
підсилювачі високих частот (ВЧ) (
до 300 Мгц);
підсилювачі надвисоких частот (СВЧ) ( ‑ 300 Мгц).
У спеціальній літературі прийнято класифікувати УУ змінного струму по діапазону робочих частот згідно таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 - Межі частотних діапазонів
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
Діапазон |
|
Дуже низькі частоти |
ОНЧ |
3 - 30000 |
Гц |
|
|||||||||||
Низькі частоти |
НЧ |
30 - 300 |
Кгц |
|
|||||||||||
Середні частоти |
СЧ |
300 - 3000 |
Кгц |
|
|||||||||||
Високі частоти |
ВЧ |
3 - 30 |
Мгц |
|
|||||||||||
Дуже високі частоти |
ОВЧ |
30 - 300 |
Мгц |
|
|||||||||||
Ультрависокі частоти |
УВЧ |
300 - 3000 |
Мгц |
|
|||||||||||
Надвисокі частоти |
СВЧ |
3 - 30 |
Ггц |
|
|||||||||||
Украй високі частоти |
КВЧ |
30 - 300 |
Ггц |
|
|||||||||||
Гіпервисокі частоти |
ГВЧ |
300 - 3000 |
Ггц |
|
|||||||||||
Крім того, УУ ВЧ і СВЧ діапазонів підрозділяються на:
вузькосмугові
,
де
- середня частота робочого діапазону
УУ;
широкосмугові
(
).
> імпульсні підсилювачі класифікуються по тривалості підсилюваних імпульсів на мікро-, нано- і пікосекундні;
> за типом активних елементів УУ підрозділяються на лампових, транзисторних, квантових і др.;
>по функціональному призначенню УУ підрозділяються на підсилювачі напруги, струму і потужності;
> за призначенням УУ підрозділяються на вимірників, телевізійних і так далі
Окрім розглянутих основних ознак УУ можуть класифікуватися по ряду додаткових ознак - числу каскадів, типу живлення, конструктивного виконання і так далі