- •Конспект лекций
- •«Аналоговые электронные устройства»
- •А.В. Мельников. Конспект лекций по дисциплине «Аналоговые электронные устройства» для студентов направления 6.050901 — «Радиотехника» дневной и заочной форм обучения, — 73 с.
- •Содержание
- •Предисловие
- •1. Основные определения и показатели усилительных устройств
- •1.1. Основные определения и способы классификации
- •1.2. Коэффициенты усиления
- •1.3. Амплитудно-частотная характеристика
- •1.4. Фазо-частотная характеристика
- •1.5. Переходная характеристика
- •1.6. Динамические искажения
- •1.7. Шумы
- •1.8. Амплитудная характеристика
- •1.9. Нелинейные искажения
- •1.10. Контрольные вопросы по теме
- •2. Обратная связь в усилительных устройствах
- •2.1. Виды обратных связей
- •2.2. Влияние обратной связи на коэффициент усиления и коэффициент гармоник
- •2.3. Влияние обратной связи на входное и выходное сопротивления
- •2.4. Контрольные вопросы по теме
- •3. Обеспечение режима работы усилительных элементов по постоянному току
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Смещение фиксированным током базы и фиксированным напряжением база-эмиттер
- •3.3. Коллекторная стабилизация
- •3.4. Эмиттерная и комбинированная стабилизации
- •3.5. Термокомпенсация нестабильности
- •3.6. Контрольные вопросы по теме
- •4. Каскады предварительного усиления
- •4.1. Особенности построения и анализа
- •4.2. Анализ каскада с общим эмиттером
- •4.3. Каскад с общим коллектором
- •4.4. Каскад с общей базой
- •4.5. Корректирование частотных и переходных характеристик
- •4.6. Устойчивость усилителей, охваченных обратной связью
- •4.7. Контрольные вопросы по теме
- •5. Дифференциальный усилительный каскад
- •5.1. Типовая схема дифференциального каскада
- •5.2. Особенности подачи сигнала на входы дифференциального каскада
- •5.3. Работа каскада при дифференциальном и синфазном
- •5.4. Дифференциальный каскад с динамической нагрузкой
- •5.5. Контрольные вопросы по теме
- •6. Каскады усиления мощности
- •6.1. Особенности построения
- •6.2. Двухтактные оконечные каскады
- •6.3. Искажения типа «ступенька»
- •6.4. Нагрузочная характеристика оконечного каскада
- •6.5. Контрольные вопросы по теме
- •7. Усилители постоянного тока
- •7.1. Особенности построения и анализа
- •7.2. Согласование потенциалов на входе и выходе
- •7.3. Дрейф нуля в усилителях постоянного тока
- •7.4. Контрольные вопросы по теме
- •8. Операционные усилители
- •8.1. Основные понятия
- •8.2. Структурная схема операционного усилителя
- •8.3. Типичные параметры операционных усилителей
- •8.4. Амплитудно-частотная характеристика оу
- •8.5. Контрольные вопросы по теме
- •9. Устройства аналоговой обработки сигналов на операционных усилителях
- •9.1. Инвертирующий и неинвертирующий усилители.
- •9.2. Сумматор сигналов на основе оу
- •9.3. Интегратор и дифференциатор сигналов
- •9.4. Логарифмический и антилогарифмический преобразователи.
- •9.5. Контрольные вопросы по теме
4.6. Устойчивость усилителей, охваченных обратной связью
В усилителе с глубокой обратной связью обычно необходимо принимать меры для обеспечения устойчивости. Для оценки устойчивости обычно используют критерий Найквиста, применяемый к устройствам с обратной связью, которые в разомкнутом состоянии устойчивы.
Критерий Найквиста: при замыкании петли обратной связи система будет устойчивой, если годограф вектора , построенный в диапазоне частот от нуля до бесконечности, не охватывает критическую точку (-1; j0).
Запас устойчивости характеризует удаленность устройства от критического состояния. Обычно вводят запас по модулю и аргументу.
О показателях запаса устойчивости можно также судить по АЧХ и ФЧХ устройства с обратной связью. В этом случае модуль коэффициента передачи в петле обратной связи должен быть меньше единицы на тех частотах, где фазовый сдвиг достигает значения минус 180.
4.7. Контрольные вопросы по теме
1. Поясните особенности анализа работы усилительного каскада в режиме слабых сигналов.
2. Причины, обуславливающие появление линейных искажений в усилительном каскаде в области НЧ. Как выбрать значение разделительного конденсатора?
3. Причины обуславливающие появление линейных искажений в усилительном каскаде в области ВЧ.
4. Чему равен коэффициент усиления резисторного каскада в области средних частот на биполярном транзисторе (полевом транзисторе)? Как зависит коэффициент усиления в области средних частот от параметров усилительного элемента и схемы?
5. Нарисуйте принципиальную и эквивалентную схемы каскада с ОЭ. Каково назначение элементов? Пояснить методику составления эквивалентной схемы.
6. Нарисуйте принципиальную и эквивалентную схемы каскада с ОК. Каково назначение элементов. Пояснить методику составления эквивалентной схемы.
7. Нарисуйте принципиальную и эквивалентную схемы каскада с ОБ. Объясните назначение элементов. Поясните методику составления эквивалентной схемы.
8. Чем объяснить уменьшение усиления на НЧ в трансформаторном усилительном каскаде?
9. Чем объяснить уменьшение усиления на ВЧ в трансформаторном усилительном каскаде?
10. Чему равен коэффициент усиления в области средних частот каскада на полевом транзисторе? Как зависит коэффициент усиления в области средних частот от параметров усилительного элемента и других элементов схемы?
11. Объясните, как по известным частотным характеристикам усилительного каскада найти его переходную характеристику.
12. Как изменится на выходе форма прямоугольного импульса, усиленного усилителем переменного тока?
13. Что называется самовозбуждением усилителя? Может ли возникнуть самовозбуждение при отрицательной обратной связи?
14. Какие меры применяют для обеспечения устойчивости усилителя с отрицательной обратной связью?
15. Для какой цели в цепи питания усилительных каскадов многокаскадного усилителя включают цепочки RфCф?
16. Какова причина возникновения паразитной обратной связи в многокаскадных усилителях?
17. Как в многокаскадном усилителе суммируют коэффициенты частотных искажений и фазовые сдвиги, вносимые отдельными каскадами?
18 .В каком соотношении должны находиться входное и выходное сопротивления отдельных каскадов многокаскадного усилителя, чтобы получить максимальный сквозной коэффициент усиления?
19. Как влияет коррекция АЧХ на площадь усиления? Приведите примеры. Какими методами можно осуществлять коррекцию АЧХ?
20. Объясните принцип работы простой индуктивной (параллельной) ВЧ коррекции.
21. Объясните принцип работы эмиттерной ВЧ коррекции.
22. Нарисуйте принципиальную и эквивалентную схемы каскада с низкочастотной коррекцией и поясните принцип ее действия.
23. Для каких целей используют ВЧ и НЧ коррекции?
Литература по разделу 4: [1, с. 302 — 331]; [2, с. 220 — 245, с. 310 — 313]; [3, с. 188 — 221]; [5, с. 276 — 293]