- •II семестр
- •Тема 5.1 Общие понятия об усилителях.
- •Тема 5.2 Усилительный элемент (каскад)
- •Тема 2.4 Аналоговая микросхема техника. (аис)
- •Классификация усилителей:
- •По частоте:
- •По усиливаемой величине:
- •4.2 Усилители с трансформаторной связью;
- •ОUвых m , Uвх m - амплитудное Uвых , Uвх - действующее u - мгновенное сновные параметры усилителей
- •Графический анализ работы схемы
- •Расчет r2:
- •Стабилизация режима работы
- •Роль Cэ
- •Расчет Rэ:
- •Расчет Сэ:
- •Усилители с резистивно-емкостной связью
- •Расчет Ср:
- •3. Усилители с трансформаторной связью.
- •Расчет трансформатора:
- •Усилители с непосредственной связью по постоянному току (упт)
- •Тема 5.4 Обратная связь в усилителях
- •Обратная связь. Виды и параметры.
- •Оос обеспечивает:
- •2. Выходные каскады.
- •Тема 5.6 Усилители постоянного тока (упт)
- •Дифференциальный усилитель (ду).
- •Тема 2.1 Основные понятия и принципы создания микросхем.
- •Классификация и маркировка микросхем.
- •Особенности изготовления биполярных и полевых интегральных микросхем.
- •Основные понятия интегральной микроэлектроники.
- •Особенности гис по сравнению с п/п:
- •Особенности бис, сбис:
- •Тема 2.2 Функциональная микроэлектроника
- •Пьезоэффект, пьезоэлемент, кварцевый резонатор, пьезодатчики. Пьезоэлектрический трансформатор (пэт)
- •Магнитодиод
- •Примеры пьезоэлектрика:
- •Основное свойство пьезоэлементов:
- •Применение пьезоэлементов:
- •3)Пьезоэлектрический трансформатор (пэт)
- •Магнитодиод
- •Уго магнитодиода
- •Тема 2.3 Цифровая микросхемотехника
- •Назначение и классификация цифровых микросхем (цимс)
- •Генерация помех
- •Тема 2.4 Аналоговая микросхемо техника. (аис)
- •Прецизионные оу
- •Неинвертирующий повторитель напряжения
Генерация помех
Наибольшая генерация помех в микросхемах ТТЛ/ТТЛШ т.к. при переходе выхода от 1 к 0 сначала открывается VT4, затем закрывается VT3, т.е. существует короткое время (миг), когда оба транзистора открыты, в цепи питания создается скачек тока, который создает помехи для всех элементов.
Тема 2.4 Аналоговая микросхемо техника. (аис)
Назначение и классификация АИМС.
Классификация и основные параметры операционных усилителей ОУ.
Входные, выходные цепи ОУ.
Основные схемы включения ОУ:
4.1 Инвертирующая;
4.2 Неинвертирующая.
Сумматор на ОУ.
Компаратор на ОУ.
Активные фильтры.
Аналоговые микросхемы (АИМС) предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции от времени, причем выходная информация, как правило, сходна по форме с входным сигналом. АИМС по этой причине называют линейными интегральными микросхемами.
Классификация:
АИМС различают по выполняемым функциям. Примеры:
Многоцелевые усилители – как правило, широкополосные. Наибольшее распространение получили ОУ, которые выполняют роль базового универсального элемента для многих аналоговых узлов.
Компараторы напряжений - сравнивают входные сигналы и выдают результат в цифровой форме.
Ограничители сигналов – изменяют форму сигнала.
Перемножители – осуществляют перемножение двух аналоговых сигналов. (модуляция, преобразование частоты, детектирование)
Электрические фильтры
Стабилизаторы напряжений или тока
Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.
АИМС даже одной серии имеют различною схемотехнику, например, серия К174- включает более 20 типов микросхем.
АИМС не имеют общих параметров для всех типов микросхем.
ОУ (смотри тему «Усилители постоянного тока») Классификация и основные параметры ОУ:
ОУ общего назначения, например К140УД7
Коэффициент усиления по напряжению
Кu=50 В/мВ = 50*103мВ/1мВ= 50000
Входное сопротивление Rвх=400кОм
Напряжение питания от плюс минус 3В, до плюс минус 15В.
Напряжение смещение нуля Uсм = 4мВ – это напряжение подаваемое между входным ОУ для того чтобы скомпенсировать «дрейф нуля». Чем меньше Uсм тем меньше искажения допускает ОУ. Это точностный параметр.
Частота единичного усиления f1. f1 = 0,8 МГц – это частота при которой Ku стремится к 1 или =1
Входной ток Iвх=200нА
Iвых=20мА
Uвых мах=11,5В, при ЭДС питании 15В
Uвх мах=12В
Внутренняя коррекция – есть в ОУ- речь идет о выравнивании АЧХ для уменьшения частотных искажений.
Прецизионные оу
Эти усилители малой Uсм. К140УД13 (КМДП) Uсм=0,005мВ
Быстродействующие – отличаются большей частотой единичного усиления f1>10МГц, К140УД11, К154УД3.
Микромощные ОУ или батарейные – напряжение питания плюс минус 3В. К140УД12, К153УД4, К154УД1
Мощные ОУ отличаются Iвых>1А
Высоковольтные ОУ Uвых мах до 19В
Входные цепи ОУ - На входе ОУ ставят дифференциальные каскады.
Выходные цепи ОУ – это эмиттерные повторители или однотактный или двухтактный каскад.
Основные схемы включения ОУ
ОУ без ООС не включаются, т.к. гигантский коэффициент приводит к тому, что сигналы усиливаются до max значения, т.е. происходит ограничение сигнала. Существует единственная схема включения ОУ без ООС – это компараторное включение. Существует две основные схемы включения ОУ:
Инвертирующая схема включения ОУ
Не инвертирующая схема включения ОУ
Инвертирующая схема включения ОУ
ОУ – это усилитель постоянного тока, имеющий большой коэффициент усиления по напряжению, большое входное и малое выходное сопротивление, для получения возможности усиливать.
ОУ имеет два входа и один выход.
Рис.55
Для ОУ различают три входных напряжения
Рис.56
- для инвертирующего входа Uвых всегда противоположно по фазе Uпр
- для не инвертирующего входа Uвых всегда совпадает по фазе с Uпр.
Напряжение Uдиф между инвертирующими и не инвертирующими входами называют дифференциальным напряжением.
Операционный инвертирующий усилитель
Признак схемы: Uвх подается на инвертирующий вход, а прямой вход соединен с общей точкой. ООС обязательна.
Рис.57
Свойства:
- Uвых всегда противоположно по фазе Uвх
- Uвых=-(R2/R1)*Uвх, где R2/R1 = Киос – желаемый коэффициент усиления Uвх с учетом отрицательной обратной связи – ООС. R1,R2 – резисторы цепи ООС, задающий этот коэффициент.
- Входное сопротивление схемы Rвх=R1
- выходное сопротивление Rвых=Rвых ОУ/1+Кu/ Киос, где Rвых ОУ – выходное сопротивление ОУ без ООС, Кu – коэффициент усиления ОУ без ООС.
Не инвертирующий усилитель на ОУ
Признак схемы: Uвх подается на прямой вход, а инверсный вход применяется для создания ООС.
Рис.58
Свойства:
- Uвых всегда совпадает по фазе Uвх
- Uвых=Кuoc*Uвх, где Кuoc=1+R2/R1, желаемый коэффициент усиления Uвх, R2,R1 – резисторы цепи ООС, задающий этот коэффициент.
- Rвх=Rвх ОУ*(1+Ku/Kuoc)
- Rвых=Rвых ОУ/1+Кu/ Киос, где Ku - коэффициент усиления ОУ без ООС.