Устройства аналоговой техники


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

Аналоговая электроникаУсилители. Усилитель – такое устройство, в котором энергия источника питания преобразуется в электрические колебания различной частоты, притом увеличенной в несколько раз по сравнению с поданной на вход. Усилители классифицируются по основным признакам:1.По назначению: ламповые, транзисторные, диодные.2.По полосе увеличиваемых сигналов: усилители НЧ, усилители ВЧ, усилители промежуточной частоты, резонансные усилители.3.По увеличиваемым сигналам: гармонические и импульсные Структурная схема любого усилителя: АЭ – активный элемент (интегральная микросхема),ИС – источник сигнала,ИП – источник питания,ИУС – источник усиливаемого сигнала. Усилители имеют свои параметры и характеристики, имеют входные и выходные данные.К входным относятся: ток, напряжение, мощность, входное сопротивление.К выходным относятся: напряжение, ток, мощность, коэффициент усиления по току, по напряжению, по мощности и коэффициент полезного действия. Характеристики:1.Амплитудно-частотная характеристика. Выражает зависимость коэффициента усиления от частоты. 2.Амплитудная характеристика. Выражает зависимость выходного напряжения от входного. Сигнал при передаче через усилитель испытывает изменения – искажения. Они бывают :частотные, фазовые нелинейные. Частотные искажения ощущаются как неодинаковые усиления различных частот.Частотные искажения оцениваются коэффициентом частотных искажений:М = Кср/К(нч, вч).Определяется отношение коэффициента усиления на средней частоте к коэффициенту усиления на любой частоте. Фазовые – не ощущаются. Нелинейные искажения вызываются нелинейностью ВАХ активных элементов. Оцениваются коэффициентом нелинейных искажений, который определяется отношением среднеквадратичной суммы токов или напряжений, которые появились в выходном сигнале, к напряжению или току основной частоты, т.е усиливаемой. Обычно пользуются амплитудными значениями токов или напряжений. Источник питания - Ек.Uвх – источник входного сигнала.Схема с общим эммитером инвертирует входной сигнал.Rэ – Cэ – цепочка, осуществляющая стабилизацию рабочей точки усилителя.R1,R2 – делитель напряжения цепи Ек. С резистора R2 снимается напряжения смещения.Ср – разделительные конденсаторы, разделяют переменные и постоянные составляющие Способы подачи напряжения смещения для схем с общим эммитером 1 С помощью делителя R1-R2, который включен в цепь питания коллектора. Основная часть UЕк падает на R1, а небольшая часть на R2. Напряжение, которое снимается с R2, называется напряжением смещения.R1 = (Ек – Uбо)/(Iдел + Iбо)Iдел = (3ч5)IбоТок делителя выбирается (3ч5)Iбо. Входное сопротивление: (мкФ) 2 Напряжение Ек падает на R1 и только небольшая часть падает на участок база-эмиттер. Эта часть и является напряжением смещения. Uбэо, Iбо – напряжение и ток рабочей точки. Схемы стабилизации рабочей точки. Схема коллекторной стабилизации. Схема эмиттерной стабилизации Эмиттерно-коллекторная стабилизация. Обратные связи в усилителях Uoc – напряжение обратной связи.Часть выходного напряжения поступает на вход усилителя и изменяет его коэффициент усиления. Напряжение обратной связи подаётся по цепи обратной связи. Обратную связь характеризует коэффициент обратной связи (β). Β показывает, какая часть выходного напряжения попадает на вход Минус в знаменателе ставится тогда, когда Uвх и Uос совпадают по фазе. Плюс – тогда, когда фазовый сдвиг составляет 180о . Обратная связь может быть положительной (ПОС), когда Kuoc > Ku (Коэффициент усиления без обратной связи); и отрицательной (ООС), когда Kuoc < Ku.ПОС вызывает увеличение подводимого ко входу напряжения. Наиболее часто используется ООС. Она уменьшает Кu, это приводит к уменьшению частотных и нелинейных искажений и стабилизирует характеристики усилителя. При ПОС увеличивается Кu каскада, но это приводит к снижению стабильности работы усилителя и при некоторой величине ПОС усилитель превращается в генератор электрических колебаний. Рассмотрим схемы усилителей с ОС.1.Усилитель с ОС по переменному току. Усилитель с обратной связью по переменному напряжению. Схема с общим коллектором (эмиттерный повторитель). Схема не усиливает по напряжению, а усиливает только по току P = UI Резонансный (избирательный) усилитель. Данные усилители являются окончательными и выходами многих РЭУ.Основными параметрами усилителей мощности являются:- выходная мощность;- коэффициент нелинейных искажений;- коэффициент полезного действия.Усилители мощности могут работать в трех основных режимах работы: А, В, С. Усилители мощности Входная ВАХ -потребляемая мощность рабочей точки IK t При амплитуде тока меньшей напряжение следовательно КПД не более 25%. Усилители мощности подразделяются на однотактные и двухтактные. Однотактные усилители мощности обычно работают в режиме А и используются в предварительных каскадах. Для того, чтобы повысить КПД их строят на трансформаторной схеме:Нагрузка по переменному току образуется приведенным сопротивлением: RH СЭ RЭ R2 R1 СР1 Т UВЫХ UВХ ЕК , где n-коэффициент трансформации КПД этого усилителя мощности может доходить до 50%, если напряжение и . Двухтактные усилители мощности Т +ЕК VT1 VT2 T RH ~UВХ ~UВЫХ Iб1 IК1+IК2 IК2 IК1 Iб2 t t t t t R2 С СР СР СЭ RЭ RН R1 VT1 VT2 VT3 VD +ЕК UВХ UВЫХ IЭ1+IЭ2 IЭ2 IЭ1 t t t UВХ t Безтрансформаторный двухтактный усилитель мощности Схема с разделенной нагрузкой VT СР RЭ R2 R1 СР1 UВЫХ1 UВХ +ЕК СР UВЫХ2 RК Реализует эти усилители на интегральных микросхемах с помощью интегральной технологии, по которой усилители изготавливаются в едином технологическом процессе и на полупроводниковом материале (кремний). За счет особенностей интегральной техники получается хорошая повторяемость микросхем.Строят интегральные усилители по типу усилителей постоянного тока, т.е. с непосредственными связями. Усилители в интегральном исполнении Двухкаскадный усилитель постоянного тока. Дифференциальный усилитель (ДУ).Дифференциальный усилитель усиливает только разность сигналов, поданных на вход, т.е. дифференциальный сигнал. По интегральной технологии также реализуются УМ – на двухтактной схеме и на комплементарной паре. Структурная схема интегрального усилителя. На электрической принципиальной схеме интегральный усилитель обозначают так: Схемы коррекции АЧХ в усилителях Параметры ИМС: .2. Входное сопротивление для дифференциального сигнала. может доходить до сотен МОм3. Входное сопротивление синфазного сигнала Rвх.синф > 100 МОм4. Входное напряжение смещения нуля.Это такое напряжение, которое необходимо приложить между входами ИМС, чтобы напряжение на выходе стало равно 0, при отсутствии входных сигналов.5.Выходное сопротивление Rвых .= 100ч500 Ом6. Частота единичного усилителя fт = 1ч10 МГц. Такая частота, на которой ИМС имеет коэффициент усиления, равный 1.7. Частота среза. Такая частота, на которой Ку = 0,7(√2) от коэффициента усиления постоянного напряжения составляет сотни килогерц ( при наличии обратной связи). - этот коэффициент может доходить до нескольких миллионов ОУ могут выполнять различные математические операции над сигналами: алгебраическое сложение и вычитание, интегрирование и дифференцирование, логарифмирование и т.д.Кроме этого ОУ могут выступать в качестве усилителей, генераторов, фильтров, компараторов и т.д. Существует 3 типа ОУ. Различаются они следующим образом, в зависимости от того на какой из входов подается сигнал: а) инвертирующий (ИОУ) б) не инвертирующий (НОУ) в) дифференциальный (ДОУ).Все три типа ОУ имеют общую особенность, т.е. наличие отрицательной обратной связи с выхода на инвертирующий вход. Операционные усилители Особенность: равенство нулю напряжение между входами. Для анализа и синтеза, ОУ принято считать идеальной ИМС: Инвертирующий (ИОУ) - коэффициент обратной связи - коэффициент усиления инвертирующего ОУ Преобразуем схему в инвертирующий сумматор: R1 = R2 = R0 Не инвертирующий (НОУ) Преобразовав эту схему, получаем не инвертирующий повторитель. Дифференциальный операционный усилитель +– + UВХ2 Uвых R3 – R1 R2 R0 RН ►∞ UВХ1 +– + UВХ2 Uвых R3 – R2 С1 R1 RН ►∞ UВХ1 R4 С2

Приложенные файлы

  • ppt 8824071
    Размер файла: 361 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий