ГОТОВАЯ ШПОРА 1 (Шпоры по Созинову), страница 4

I_К⁰ - состояние покоя

(нет сигнала).

Нелин-ые искажения приводят к появлению новых спектральных составляющих в вых. сигнале.

При лин. искаж-ях новых гармоник в спектре вых. сигнала не появляется.

Нелин-ые искажения зависят от амплитуды колебаний

( амплитуда   искажение)

Кол-венно нелин-ое искажение оценивают коэффициентом гармоник K_Г

P_i - мощность i-ой гармоники

у аппаратуры среднего класса - 110 %

у аппаратуры высокого класса – 0.11 %

у аппаратуры супервысокого класса – 0.1 % и 

Основная хар-ка Ус.  амплитудная хар-ка - зависимость амплитуды 1-ой гармоники U_ВЫХ от амплитуды вх. гармонического колебания.

Динамический диапазон Ус.:

;

42.Обратная связь(ОС) в Ус.: термины и определения, классификация.

Обратная связь – передача сигнала с выхода устройства на его вход.

Структурная схема Ус. с ОС:

1 – собственный усилитель

2 – канал обратной связи (КОС)

3 – геометрическое суммирование сигналов источника и обратной связи.

1 и 2 образуют петлю ОС.

Общая ОС - ОС охватывает Ус. в целом.

Местная ОС – ОС охватывает часть Ус.

ОС по постоянному току  1,2 образуют замкнутую петлю по пост-му току.

ОС по переменному току  1,2 образуют замкнутую петлю по перем-у току.

ОС по пост. и перем. току  1,2 обр-ют замкн. петлю по пост. и перем. току.

Паразитная ОС  КОС образован паразитными связями между элементами.

Частотнонезависимая ОС  КОС не зависит от частоты.

Частотнозависимая ОС  КОС зависит от частоты.

Положительная ОС  сигнал источника и КОС суммируются (разность фаз м/у сигналом источника и КОС  0 в переменном токе).

Отрицательная ОС  сигнал источника и КОС вычитаются (разность фаз м/у сигналом источника и КОС  ).

В общем случаи ОС носит комплексный характер.

В зависимости от снятия сигнала ОС с выхода Ус., различают:

1. ОС по U  сигнал ОС пропорционален U_ВЫХ Ус.

2. ОС по I  сигнал ОС пропорционален I_ВЫХ Ус.

3. Смешанная ОС  часть ОС пропорциональна U_ВЫХ, а часть – I_ВЫХ Ус.

В зависимости от ввода ОС во входную цепь Ус., различают:

1. последовательная ОС  суммируются U_ист сигнала и КОС.

2. параллельная ОС  на вх. Ус. суммируются I_ист сигнала и КОС

С хемы ЗАМЕЩЕНИЯ

4 3. Последовательная ОС по U и её влияние на параметры усилителя. Влияние других видов обратной связи на параметры усилителя.

- коэффициент передачи канала связи

Коэфф. Ус. не охваченного ОС:

Коэфф. Ус. охваченного ОС:

; ;

;

Усиление – петлевое усиление

1 – глубина ОС, фактор ОС, возвратная разность.

 усилитель самовозбудится, превратится в генератор

(на одной частоте)  возникшие колебания – гармонические.

(в полосе частот)  возникшие колебания – негармонические.

Чем шире полоса частот, в которой выполняется этот условие, тем ближе колебания по форме к прямоугольным.

(при постоянном токе)  возникает триггерный эффект

(Ус. превращается в триггер).

При глубокой отрицательной ОС единицей в знаменатели можно пренебречь  (используется для стабилизации).

Канал ОС – пассивные элементы  они стабильны и стабилен.

;

;

[1] Влияние последовательной ООС на R_ВХ Ус (z_ВХ).

; U_c = U_вх(1 + K_u); ;

= z_вх(1 + K_U). = z_вх(1 + K_U)

Этот тип ООС  R_ВХ (z_вх).

[2] Влияние последовательной ООС на R_ВЫХ Ус. (z_ВЫХ).

; ; ;

; ;

;

У идеального Ус. R_ВХ > R_ВЫХ .

Последовательная ОС по U: уменьшает R_ВХ усилителя в (1 + К_U) раз.

коэффециент гармоник

Рассмотренная ООС расширяет полосу пропускания.

1. ООС во всех случаях:

•  К_УС,  его стабильность

•  полосу пропускания

•  нелинейные искажения

1. Последовательная ООС:

•  R_ВХ

Параллельная ООС:

•  R_ВХ

Независимо от способа снятия сигнала ОС с выхода усилителя.

1. ООС по U:  R_ВЫХ Ус.( ).

ООС по I:  R_ВЫХ Ус.( ).

Независимо от способа введения сигнала во входную цепь.

4 4. Ус. на БVT: выбор режима работы VT по постоянному току.

R₁ задает режим работы VT по пост-му току.

С₁, С₂ – разделительные или переходные конденсаторы.

Выбор режима работы по постоянному току.

В ых. статическая хар-ка в схеме с общим “Э”.

Р_К = U_КЭ  I_К;

I_К = P_К.MAX / U_КЭ;

;

 = arctg(1/R_К) - нагрузочная прямая по пост-му току (на ней находится раб точка)

Все эти рассуждения применительно, если R_H = .

_n = arctg (1 / (R_K || R_H)) = arctg ((R_K+R_H) / ( R_K R_H))

; ; ;

;

45 Усилительный каскад с общим эмиттером: стабилизация режима работы.

1) Схема с I_Б фикс.

; ; ; ;

2) Схема с I_Б фикс. Д ля каждого VT нужен свой резистор.

  t^o-ная стабильность непригодна в промышленной аппаратуре.

3) Схема стабилизации рабочей точки с обратной связью

Включение R_Э   I_K;

 I_Б   I_K  т.е. в схеме противодействия.

 R цепи и  R_Э   стабильность.

Надо убрать переменную составляющую U  надо в цепь подсоединить конденсатор большой ёмкости.

4) Схема с эмиттерной стабилизацией

- для MAX К_УС

5) Сх-а стаб-ции режима работы VT с ОС по U_К.

U_КЭ = E_K  I_K  R_K; I_K   U_K   I_Б   I_K 

Связь между “К” и “Б” обеспечивает стабилизацию режима работы.

K _I  1.

Схема с фильтром в цепи питания.

Стабилизация раб. точки.

Отрицательная О.С. по переменному току убирается С_ф.

4 6. Усилительный каскад с общей базой (КОБ).

КОБ:

Конденсатор С_Б заземляет “Б” по переменному току. Сигнал через С_Э подаётся на «Э».

I_K =   I_Э,

КОБ плохо согласуются между собой.

K_I < 1 K_U >>1

(min) R_ВЫХ у КОБ < R_ВЫХ у КОЭ < R_ВЫХ у КОК (max).

R_ВЫХ у КОБ + R_ВЫХ у КОЭ  R_ВЫХ у КОК.

4 7. Усилительный каскад с общим коллектором

Каскад с общим “К” (КОК)  эмиттерный повторитель.

КОК:

   ; ;

100% обратная связь.

На входе получим:

Без буферного каскада – 1В;

С буферным каскадом в 100 раз больше.

K_U < 1; K_I >> 1

(min) R_ВЫХ у КОБ < R_ВЫХ у КОЭ < R_ВЫХ у КОК (max).

R_ВЫХ у КОБ + R_ВЫХ у КОЭ  R_ВЫХ у КОК.

48. Дифференциальный усилительный каскад.

К аскад имеет несимметричный вход, если одна из «Б» по переменному току заземлена; симметричный – если ни одна из «Б» не заземлена. То же для выходного сигнала.

E₁ = E₂ не обязательно.

Принцип действия основан на симметрии.

Схема симметрична:

1. R_K1 = R_K2 = R_K

2. Равенство параметров VT-ов

(1) Пусть U_ВХ1 = U_ВХ2 = 0  «Э»-ые переходы включены параллельно.

I_RЭ = (E₂  U_БЭ) / R_Э; U_БЭ1 = U_БЭ2 = U_БЭ.

I_Э1 = I_Э2 = (E₂  U_БЭ) / 2R_Э; I_K1 = I_K2 = [(E₂  U_БЭ) / 2R_Э];

R_K[(E₂  U_БЭ) / 2R_Э] = E₁ / 2;

;

E₁ = E₂  R_K  R_Э, U_ВЫХ = U_ВЫХ.1  U_ВЫХ.2 = 0

Ус. - сбалансированный мост.

Дрейф нуля  изменение U_ВЫХ в Ус. с течением времени или под действием стабилизирующих факторов при U_ВХ = 0.

(2) Подадим на вход Ус. равные по вел-не и одного знака U-ия (синфазны).

I_Б  I_K  U_К  U_ВХ=0  дифф.каскад на синф. U-ия не реагирует.

Подадим на вход дифф-ного каскада U_ВХ1 > 0, U_BX2 > 0, |U_BX1| = |U_BX2|.

I_Б1 > 0  I_Б2 < 0  I_K1 > 0, I_K2 < 0  U_КЭ.1 < 0, U_КЭ2 > 0.

U_ВЫХ = U_ВЫХ.1  U_ВЫХ.2 = R_K I_K1  R_K I_K2 = 2I_K2 R_K;

Дифф-ный каскад реагирует на разное U_ВХ.

Источник подкл. между «Б»-ми, а его ср. точка заземлена  то каскад имеет симметричный вход.

П еременный ток. По проводу ни чего не протекает. Провод можно убрать.

Постоянный ток. При убирании провода режим работы будет нарушен. Нужно применить дополнит. меры.

Схема имеет не симметричный вход - источник сигнала подключить между «Б» VT и одна из них соединена с общим проводом.

Выход так же м.б. симметричным или нет.

U_ВЫХ снимаем с одного из «К»-ов VT  выход несимметричен.

Качества дифф-ного каскада оценивают коэффициентом ослабления синфазного сигнала:

К_ООС = (К_Д / К_С) >> 1.

K_OOC  R_Э / r_ВХ.ОБ (ОБ – в схеме с общей «Б»)

49. Токовое зеркало и его применение в дифференциальных каскадах.

В
качестве источника тока в электронике используются токовые зеркала.

VT-ы должны быть с одинаковыми параметрами.

r_ВЫХ  r_КЭ.VT2

Входные каскады работают в режиме микротоков.

Токовые зеркала используются в ЦАП:

Используются двоично взвешенные токи, формируемые токовыми зеркалами.

Эта схема имеет симметричный выход.

Зеркало с VT5, VT6 включается для  K_U.

50. Операционные усилители (Оп.Ус.): термины и определения, характеристики и параметры.

Операционный усилитель (в микроэлектронике) - реализованный в виде микросхемы усилитель постоянного тока:

Параметры:

-  K_U (коэф-нт ус-ния по U);

-  R_ВХ;

-  R_ВЫХ.