готовая шпора 2 (Шпоры по Созинову)

1 . 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.

7 . Усилитель на биполярном транзисторе на схеме с ОБ.

У силительный каскад на бип. тр., включенном по схеме с ОБ имеет вид:

Вывод базы тр. явл. общим по переменному току для вх. и вых. цепи. Реализыция схемы допускае исп. одного ист-ка питание Eк. Осн. эл-ты: Упр-ый эл-т – тр-р. И резистор R_K. – обр. главную цепь ус. каскада. Еэ, Rэ задают ток Iэп в режиме покоя. Конд. C_P1 и С_P2 явл. разделительными – искл. шунтирование вх. и вых. цепи по пост току, т.е искл. протек. пост тока ч/з ист. вх. сигн. и задерж пост. сост-й в вых цепи. В схеме резисторы R_к и R_э задают токи покоя след-им обр-ом: I_кп=(E_к-U_кбп)/R_к; I_эп=(E_э-U_эбп)/R_э. Напряжение Е_э берется порядка единиц В. Поэтому Е_э>>U_эбп и I_э≈E_э/R_э и сущ. не изм. при смене тр. и изм. т-ры, что обеспечивает стаб. I_к, т.к. I_к=αI_э+I_кбо, т.е. схема имеет темп. стаб-ть. При подаче на вход напр. пол. полярности, U_эб возр., след. возр. I_э и I_к. При падении напр. на рез. R_к U_к увел., а пот. кол. отн. общей шины стан. меншим по мод., след. напр. на кол. имеет пол., приращение, т.о. фазы вх. и вых. сигналов совпадают.

Н ачальный режим схемы, т.е. точки покоя, выбирается по семействам вх-ых и вых-ых хар-тик. Эквивал-ая схема усил-ля с ОБ для области средних частот имеет вид: (в, г).

Входное сопр.: Rвх=Rэ||[r_Э+(1-α)] r_Б];

Коэф. усил. по току.: Iк=α•Iэ; KI=Iн/Iвх≈α•(Rк||Rн)/Rн; KI<<1

Коэф. усилиления по напр.: KU = Uвых/Uвх = α•(Rк||Rн)/Rвх; KUг = Uвых/Ег = α•(Rк||Rн)/(Rг+Rвх); при Rг0 KU|_ОБ KU|_ОЭ

Выходное сопр-е каскада.:

Вывод: существ. недостаток. - входное сопр. (опред в осн. r_Э) мало – создает знач. нар. для ист. вх. сигнала. Вых. хар-ки каскада ОБ отл. большей линейностью – исп. при необх. получен пов. значений вых. напр., где каскад ОЭ не м/б применен из-за огран-й тр-ра или Нелин-ти хар-к.

8 . Усилитель на биполярном транзисторе на схеме с ОЭ.

Усилительный каскад на бип. тр., включенном по схеме с ОЭ имеет вид:

1. Осн. эл-ты: Управляемый эл-т – тр-р. И резистор R_K. – обр. главную цепь ус. каскада. Конд. C_P1 и С_P2 явл. разделительными – искл. шунтирование вх. и вых. цепи по пост току, т.е искл. протек. пост тока ч/з ист. вх. сигн. по цепи E_K-R1-R2 и задерж пост. сост-й в вых цепи. Их сопр. в раб. диап. ч-т должно быть знач. < соотв. Rвх и Rн. R1 и R2 исп. для задания режима покоя каскада. Они обеспеч. исх напр. на базе Uбп отн. зажима “+” имт. пит. Rэ – эл-т отр. обр. связи, предн. для стабиз-ии режима покоя каскада при изм. т-ры. Cэ – шунтирует этот рез. по перем току, искл. проявл отр. обр связи в каскаде по перем. составл-м. Пост. составляющие токов и напряжений, т.е.(I_бп, I_кп, U_кэп) опр. так наз-ый режим покоя или рабочей точки (I и U покоя). Для сохр. формы сигн. необх., чтобы пост. сост. токов и напр. были не меньше перем. сост. Резисторы задают токи нач. режима, т.е. токи покоя Iэп, Iбп и Iкп.

У сил. раб. след.обр.: пусть вх. сигнал имеет пол. прил. В этом случае, складывая с U_бэ он уменьш. пот. базы. I_б умен., поэтому умен. I_к, а отр. U_кэ увел. по абс. вел-не, т.е. приращение сигнала на вых. усил. прот-но по знаку приращ. вх. сигнала. Т.о каскад с ОЭ инв-т фазу усиливаемого сигнала. Граф. анализ схемы заключен в построении линий нагрузки по пост току на выходе ВАХ (a-b), т.е. зависимости I_к от U на кол. при опр. вел. R_к. Эта зав. линейна и строится по ф-ле: I_к=Е_к-I_кп(R_к-R_э). Пересечение ее с ВАХ при Iб=Iбп дает т. покоя П. Линия нагрузки по перем. току (в-г) строится из т. П с коэффициентом наклона равным Rк||Rн.

И сходя из треб. к парам. нагр. выбир-ся точка покоя и сопр. вх. делителя напр. Выбираются знач. токов и напр. покоя. Строятся на вх. ВАХ диагр вх. напр. по ней находят график Iб путем проецир ч/з график на смежн. ось. Потом на вых ВАХ отмечают график Iк(=ЯIб) и проецируют его с оси тока на ось вых. напр.

9 . Усилитель на биполярном транзисторе на схеме с ОК.

Усилительный каскад на бип. тр., включенном по схеме с ОК имеет вид:

Коллекторный вывод тр. явл. общим по переменному току для вх. и вых. цепи.

О сн. эл-ты: Упр-ый эл-т – тр-р. И резистор Rэ – обр. главную цепь ус. каскада. Rэ – создает изменяющееся напр. в вых. цепи за счет протек. в ней тока, упр. по цепи базы. Rэ – также эл-т отр. обр. связи, предн. для стабиз-ии режима покоя каскада при изм. т-ры. Конд. C_P1 и С_P2 явл. разделительными – искл. шунтирование вх. и вых. цепи по пост току, т.е искл. протек. пост тока ч/з ист. вх. сигн. по цепи E_K-R1-R2 и задерж пост. сост-й в вых цепи. Их сопр. в раб. диап. ч-т должно быть знач. < соотв. Rвх и Rн. R1 и R2 исп. для задания режима покоя каскада. Они обеспеч. исх напр. на базе Uбп отн. зажима “+” имт. пит. Для повых вх. сопр. R2 часто не вводят. Пост. составляющие токов и напр., т.е.(I_бп, I_кп) опр. так наз. режим покоя или раб. точки (I и U покоя). Принцип работы анологичен каскаду с ОЭ.

Входное сопр.: Rвх=R1||R2||r_вх;

Uвх=Iб•[r_Б+(1+β)(r_Э+Rэ||Rн)

r_вх = Uвх/Iб = r_Б + (1+β) • (r_Э+ Rэ||Rн); т.к. r_Э<<Rэ||Rн

и r_Б<2слаг-го.

Rвх ≈ R1||R2 || [(1+β)•Rэ||Rн]

При выс. вх. сопр., r_к(э) нельзя пренебр: Rвх=…||r_к(э)

Коэф. усил. по току.:

Iн = (1+β)•Iб•(Rэ||Rн)/Rн =

Iвх•(1+β)• Rвх/r_вх•(Rэ||Rн)/Rн;

KI=Iн/Iвх=(1+β)• Rвх/r_вх•(Rэ||Rн)/Rн; при Rвх≈r_вх; KI≈(1+ β)•(Rэ||Rн)/Rн;

Коэф. усил. по напр.: KU=Uвых/Uвх = IнRн/[Iвх•Rвх] = KI•Rн/Rвх ≈ β•(Rэ||Rн)/ Rвх. KUг=Uвых/Ег=IнRн/[Iвх(Rг+Rвх)]=KI•Rн/(Rг+Rвх)≈ β•(Rэ||Rн)/(Rг+Rвх).

KU<1(1).

Коэф. усил. по мощнисти.: KP=Pвых/Pвх=KU•KI≈KI

Выходное сопр-е каскада.:

Вывод: Высокое вх. сопр и низ. вых. – исп-ся как согласующее звено для высоомн. ист. вх. напр. и низкоомн. нагрузки. KU≈1  Позв. усиливаль мощн. без увел. вых напр.

1 0. Усилительный каскаж по схеме ОИ.

В х сопр-е ПТ, т.е. сопр-е м/у З и И опред-ся сопр-ем резистора R3, кот подкл парал вх зажимам ПТ. Резстор R3 д.б. соизмерим с вх сопр-ем, кот очень велико. Нач режим работы ПТ обеспечивается знач-ем пост тока стока Iос и соотв-им ему пост напряж-ем на стоке Uос. Ток Iос в вых (стоковой) цепи устанавл-ся с пом ист пит Ес и нач напряж-я смещения на З Uоз, отриц-ой полярности отн И. В свою очередь напряж-е Uоз обеспеч-ся за счёт того же самого тока Iос, протек-го через резистор в цепи И R4, т.е. Uоз=Iос*R4.

Резистор R4 кроме ф-и автомат-го смещения на З выполняет ф-ю термост-и режима работы У по пост току, стабил-уя вел-ну Iос. По перем току его закорачивают на С-ть С₄. Вопрос стабил-и положения р.т. каскада заслуживает особого рассм-я. При изм-и темп-ры окр среды на ток стока I_С действуют два противопол фактора: увел-е сопр-я п/п-ого материала, что снижает величину I_С, и уменьш-е толщины p-n-перехода, что увел-ет знач-е I_С. В рез-те действия этих двух противопол факторов на передаточной хар-ке Т можно найти точку, в кот ток С не зав от темп-ры окр среды. Если напряж-е Uсм выбрать так, чтобы Т раб в этой точке, то температурная стабил-я каскада не требуется. К сожалению, такой выбор с т. зр. требований к каскаду не всегда возможен и ПТ работает, как правило, при больших токах стока.

Для соврем приборов температурный дрейф тока С сост порядка 0,6%/єС. К тому же он отрац, что искл-т в каскадах положит ОС по температуре, свойственную БТ. Поэтому при раб в малых диап-ах изменения температуры окружающей среды можно вполне обойтись без цепей термостабилизации.

Пар-ры:

K_I=h_21э>>1

Кu=К_IRвых/Rвх>>1