Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Для этого на передаточной характеристике нолевого транзистора нз начала координат проведем пряную, наклон которой определяется соиротнвле. пнем /1,. Угол каклона этой прямой рами ег/ 1 10 з А!деэ а агс!8 /!» — ~ «ага!8 680 36», яг// 0.5 В/дел Нагрузочную прямую можно провести и по точкам, задавшись некоторым током резистора и определив длв н»го соответствующее падение напряжения. Например, прн токе 2мА аадеиие напряжения па резисторе составит !/» !2/ ° 680 ° 2 ° !О '=1,36 В. Точка пересечения нагрузочкой прямой с передаточной характернстнкой транзистора даст искомые экаченнв Пэм н /с. //3» 2,1У В; /с 3,23 мА. 132 Рнс.
4.22. Временные анаграммы г о ю иэн т ю иною 31 Рнс. 4.23. Неаииейиая схема (а) и переааточиая характеристика полевого транэистора (о( 133 Для аналитического решения опреле,чнм кр»т»»эиу перелато»ной харалтерь стихи полевого траиэнстора. Для малых значений напри кенни Уз»» получим о=луч»а0з»»=(12 91 49 /1=4 мАГП тогда передаточная характеристика ночево»о трвнн»сгори может быи, аппроксн мированв выражением 1с 1с ...,— 54»з» я искомый ток 1г гн»релелится нэ решения уравнения 1, =1» ялн 1с- о»тз»г 4»зигкн' усев» 12 19 э »1 — 2,19 В; эи- т+11Д 4 19 — э+1999 1» 12 — 4 ° 2,19 З,24 мА Рвтультаты графического и аналитического расчетов практически соепалн, что свидетельствует о допустимости применения полученной аппрокснмапии Контрольные вопросы 1.
В чем отличие нелинейного элемента от лннейиогоэ 2. Назовите графоаиалитическне методы расчета нелинейных электрических цепей, 3. Поясните сущность метода пересечения характеристик. 4. Как аппроксимнруется ВАХ полунроводниконого диода? б. Примените метод пересечения характеристик для расчета ' нелинейной цепи постоянного тока, содержащей биполярный ' транзистор, б. В чем отличие инерционных н безынерционных нелинейных алев»ентов? 7. Проиллк»стрируйте иа примере, в»гак»»ч случаях для расчета нелинейных цепей использугот несколько схем замещения. 8. Примените метод кусочно-линейной аппроксимации при расчете нелинейной цени, содержащей биполярный транзистор, для случая одновременного воздействия источников постоянного и переменного напряисен»»й.
ГЛАВА 5. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА АНАЛОГОВЫХ УСИЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ЗЛ. ОБ(ЦИЕ СВЕЛЕНИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЯ. ТИПОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КАСКАДЫ НОЛУПРОВОДННКОВОГО УСИЛИТЕЛЯ Общие сведения. В настоящее время трудно определить область ~ехники, где бы нн находили применение усилители электрических сигналов.
Это объясняется, как правило. несоответствием параметров элекгрическнх сигналов, получаемых лри первичном лре. образовании различных неэлектрических физических величин в электрические, параметрам. необходимым для нормальной работы большинства исполнительных (нагрузочных) устройств. Так, мощность электрического сигнала на выходе типового датчика температуры составляет десятки милливатт. В то же время стабилизация температурного режима. например, ядерного реактора требует электрического сигнала мощностью в десятки н даже сотни киловатт, Для решения этой задачи электрический сигнал датчика должен быть соответственно усилен. Усилителем называют устройство, предназначенное для усиления входного электрического сигнала ло напряжению, току или чощностп за счет преобразования энергии источника питания в энергию выходного сигнала.
Как следует из данного определения, суть процесса усиления электрических сигналов состоит в преобразовании энергии источника питания усилителя п энергию еыхотного сигнала по закону, определяемому входным управляющим воздействием. Другими словами, любой усилитель модулнрует энергию источника питания входным управляющим сигналом. Этот процесс осуществляется при помощи управляемого пслпк.йного элемента, Таким образом, для обеспечения усиления сигнала усилитель (У), последовательно с ко.орым соединен источник пита-. ния Е„ должен включать в себя нелинейный элемент, управляемый входным электгп ~схим сигналом 0о К входной (управляюп[ей) псин уснлп~сля подключен источник Е, уснливаемого сигнала (при этом Е, — комплексное значение внутреннего сопротивления источника), а к выходной — нагрузочное устройство с сопротивлением Л, (рнс.
5.1). Как видно. действие усилителя заключается в обеспечении условий, прн которых маломощный сигнал 01 управляет измене- 335 Рнс. З К Обобщенная струнтурнея схеме усщнпельното устройства т ге тут ге г,„т гл Рнс. ЗД Рехновнлностн струнтурных схем уснлнтельных устробств: оослелоее. тельнея (а), перхллельнвн (б) н послеховетельно-переллельнея (е) )36 нием существенно ббльшего выходного напряжения ()т, обусловленного наличием в выходной цепи источника питания Ея.
Управляемые нелинейные элементы современных усилителей выполняются, как правило, с использованием биполярных и полевых транзисторов (см. гл. 2). Поэтому нх часто называют транзисторными усилителями. Транзистор в аналоговых усилительных устройствах выполняет роль управляемого сопротивления (Е„, на рнс. 5.2), включенного в цепь нагрузки и источника питания, причем сопротивление транзистора определяется величиной и знаком управляющего сигнала. В зависимости от способа соединения указанных элементов возможны трн различные структурные схемы усилительных устройств: последовательная, параллельная и последовательно-параллельная (рис.
5.2). Связь выходного напряжения с цараметрамн используемых элементов описывается соответственно выражениями: Еи~я ~х= г„+г,„° У. Е я )+г„„(),кт,+ьг„) ' Ц ив Е я )+2,())Х, +))Де) ' На схемах усилители У )словно обозначают согласно ГОСТ 25847-89 в виде, приведенном иа рис, 5.3,а,б. В зависимости от й' и и и, е) Рнс. В.З. Условные обозначенна уснлнтельных устройств с одины (а, в) а дву.
ня (о, г) выходамн структуры схемы и конкретного выполнения нелинейного элемекта усилитель может быть снабжек одним или несколькими входамн и выхбдами. Так, на рис. 5.3, а показано условное обозначение У с одкнм входом и выходом, а на рис. 5.3,6 в качестве примера— с двумя входамн н двумя выходами. Иногда, особенно в перевод. ной литературе, можно встретить условное обозначение У, приведенное на рнс. 5.3,в,г.
Общим для всех используемых обозначений является указание стрелкой направления передачи входного сигнала. В зависимости от того, совпадает ли фаза выходного сигнала усилителя с фазой его входного сигнала илн она сдвинута на 180', усилители подразделяют соответственно на иеннвертирующие н инвертирующие. Так, на рис. 5.3, а, и показано условное обозначение неннвертирующего усилителя с одним входом. Усилитель, условное обозначение которого приведено на рнс. 5.3,б имеет два входа: одни неннвертирующий, а второй инвертнрующий.
Инвертируюшнй вход обозначают кружком, как это показано иа рис. 5.3,5. В литературе встречается иногда обозначение инвертнрующего входа знаком « — а, а неинвертирующего — знаком «+», как это показано на рис. 5.3,г. Классификация усилителей осуществляется яо различным признакам их обобщенной структурной схемы, приведенной на рис. 5.!. По виду Рсиливаемого сигнала онн делятся на усилители гармонических и импульсных сигналов. Усилители гармонических (непрерывных) или квазнгармоннческих (почти гармонических) сигналов предназначены для усилення сигналов, изменение которых происходит много медленкее дли- хзу 1сльиостей переходных процессов в самих )силнтелях. Усилители импульсных сигналов предназначены для усиления импульсных периодических илн непериодических сигналов. При этом длительность собственных переходных процессов в усилителе не должна вызывать искаженил исходной формы усиливаемых сигналов.
По типц рсилнвиемой величины их делят иа усилители напряженна, тока и мощности. Однако усиление сигнала по мощности иаблюдаечся в любом усилитсле в отличие от др>гих типов преобразователей электрического сигнала. Например, у трансформатора, преобразующего напряжение или ток, мощность на выходе всегда остается неизменной по отношению к его входной мощности. Поэтому указанная классификация для усилителей имеет несколько условный характер, выражая лишь основное целевое назначение усилителя.
По диапазону угилпэиезгых частог различают усилители по стоянного тока н усилители переменного |ока. Усилитель постоянного тока (УНТ) усиливает входной си~пал а диапазоне от нулевой до некоторой верхней частоты 0~)гпг ~ Усилитель переменного тока уснлпвае1 входной сш пал, лежащий в диапазоне от некоторой нижней (Г.) ло некоторой верхней (),) час~ж )„-к) о~~,. Сигналы постоянного тока данным типом )силнтеля ие )снливаются, Б свою очередь. среди усилителей переменного тока по конкретным значениям частот )'„и ), могут быль выделены следующие подгруппы устройств: усилители низкой частоты (УНЧ) — усгройс1ва с диапазоном )силнвасмых частот от единиц герц до сотен кнлогерц; усилители высокой частоты (УВЧ) — устройства с диапазоном усиливаемых частот от сотен килогсрц до сосен мегагерц; широкополосные усилители — усг риис ~ на с диапазоном уснливасмых частот от десятков — согсн герц до сотен мегагерц; избирательные (резонансные) усилители, обеспечиваюшпе усиление и очень узком диска оис чзс~ог.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
