Шамшин В.Г. Основы схемотехники (2008) (1151958), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Введение в цепьнагрузки шунтирующего элемента изменяет общее сопротивление нагрузки,R ×Rкоторое станет равным R' н = н ш и соответственно коэффициент передаRн + RшR' н.чи пассивной части определится как К п =Rк + R ' на)б)Рис.11.6. Схема шунтирования нагрузкиДля обеспечения нелинейной зависимости коэффициента усиления отуправляющего напряжения в качестве шунтирующего элемента применяется- aUрезистор, сопротивление которого меняется по закону Rш = Rо × е(рис.11.5, б).11.3.3.
Регулирование коэффициента передачи активной частиДанный метод основан на изменении крутизны транзистора. Из теориитранзисторов известно, что их крутизна зависит от режима работы (напряжения или тока управляющего электрода). Так, у полевого транзистора крутизна определяетсяUS = S н × (1 - зи ) ,(11.8)U отсрега у биполярного транзистора S »I ко.jк(11.9)11.3.4. Регулирование обратной связьюРегулирование усиления обратной связью производится в большинствеслучаев использованием последовательной отрицательной обратной связи (Zтипа). При отсутствии цепи регулирования под действием ООС коэффициентусиления каскада с ОЭ равенКF =S × Rк.1 + S × Rэ137(11.10)Для регулирования уровня усиления параллельно резистору Rэ устанавливается нелинейный элемент, например полевой транзистор (рис.
11.7).В этом случае в формуле (11.10) сопротивление Rэ заменяется на R'э = Rэ // Ri(Ri ─ внутреннее сопротивление полевого транзистора).Рис.11.7. Схема регулирования обратной связьюВнутреннее сопротивление транзистора и соответственно глубина обратной связи, определяющей нужное усиление, зависит от поданного на затвор управляющего сигнала UрегU 2отсR =.i 2 I × (U - U)снзиотс(11.11)Таким образом, диапазон регулирования зависит от коэффициента передачи b цепи этой связи и равенDр=×К1+ bо .o max =max×KK1+ bo minominK(11.12)Практика применения различных методов регулирования показывает,что наиболее эффективным, определяющим наибольший динамический диапазон регулирования, является метод использования обратной связи.138Материалы для практических занятий1. Расчет основных параметров и влияния обратных связейЗадача 1.1.
Определить общий коэффициент усиления двухкаскадногоусилителя, если К1=100, К2=40 дБ.Решение. 1. Поскольку значения коэффициентов усиления отдельныхкаскадов выражены в различных единицах, то производится их перевод вединую системуК1дБ=20lg100 = 40 дБ, или К2= 10(40/20) = 1002. КдБ= 40 + 40 =80 дБ или К=100 · 100 =10000.Задача 1.2. Найти число каскадов усилителя, имеющего общий коэффициент усиления 60 дБ, если отдельные каскады имеют коэффициенты усиления Ко=10.Примечание.
Общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя с одинаковыми коэффициентами усиления равен К = КiN (N- число каскадов усилителя).Задача 1.3. Определить выходное напряжение двухкаскадного усилителя при входном напряжении Uвх = 5 мВ, если коэффициент усиления первогокаскада равен К1=20, второго – К2=40 дБ.Решение. 1. К2= 10(40/20) = 100.2. Общий коэффициент усиления К=К1·К2= 20·100 = 2000.3.
Выходное напряжение Uвых =5·10-3·2000 = 10 В.Задача 1.4. Определить выходное напряжение двухкаскадного усилителя, работающего от источника сигнала Ег = 50 мВ с внутренним сопротивлением Rг= 800 Ом, если входное сопротивление первого каскада составляетRвх=200 Ом, коэффициент усиления этого каскада равен К1=20, второго –К2=40 дБ.Примечание. Сквозной коэффициент усиления учитывает коэффициентпередачи входной цепи первого каскадаК вх =Rвх200== 0.2 .Rг + Rвх 800 + 200Задача 1.5.
Определить коэффициент усиления двухкаскадного усилителя с входным напряжением 10 мВ, если выходные напряжения соответственно равны 0,2 В и 10 В.Решение. Так как Uвых1= Uвх2, то К1= Uвых1/ Uвх = 0.2/ 0/01= 20,К2= 10/0/2 = 50, К = К1·К2 = 20·50 = 1000.139Задача 1.6. Определить отдаваемую в нагрузку Rн=16 Ом мощностьусилителя, входное напряжение которого равно 10 мВ и коэффициент усиления Ко= 400.Решение. 1. Вначале находится амплитуда выходного напряженияUвых = Ко·Uвх = 400·0.01=4 В.2. Выходная мощность равна Рвых = Uвых2/Rн = 42/16= 1 Вт.Задача 1. 7. Номинальный коэффициент усиления составляет 40 дБ.Определить коэффициент частотных искажений на высшей частотеусиления, на которой коэффициент усиления Кв=80.Решение.
1. Номинальный коэффициент усиления в относительныхединицах К0= 10(40/20) = 100.2. Коэффициент частотных искажений Мв= 100/80 =1.25.Задача 1.8. Определить динамический диапазон усилителя, если напряжение шума Еш=10 мкВ, коэффициент превышения входного сигнала надшумом равен 2, коэффициент усиления Ко=60 дБ, выходное напряжение насыщения Uвыхмах = 2 В.Решение. Dу = Uвыхмах/Uвх = Uвыхмах/Uш·Кпр·Ко = 2/10·10-6·2·1000 = 100.Задача 1.9.
Определить коэффициент усиления двухкаскадного усилителя, охваченного общей ООС с коэффициентом передачи b = 0.01, если К1 =40 и К2 = 20 дБ.Решение. 1. Коэффициент усиления второго каскада в относительныхединицах К2= 10(20/20) = 10.2. Коэффициент усиления усилителя с обратной связьюКF =40 × 10К1 × К 2== 80 .1 + К1 × К 2 × b 1 + 40 × 10 × 0.01Задача 1.10. Определить коэффициент усиления двухкаскадного усилителя, у которого второй каскад охвачен ООС с коэффициентом передачи b =0.1, если К1 = 30, К2 = 20дБ.30 × 10К1 × К 2Решение.
К F === 150 .1 + К 2 × b 1 + 10 × 0.01140Задача 1.11. Определить коэффициент усиления схемы с отрицательнойобратной связью, если Uвх = 1 мВ, b = -40 дБ, Uос=1 мВ.Решение. 1. Выходное напряжение Uвых=Uос/b= 10-3/0.01 = 0.1 В.2. Коэффициент усиления схемы без обратной связи Ко=0.1/0.001= 100.3.
Коэффициент усиления схемы с обратной связьюКF= 100/ (1+0.01·100) = 50.Задача 1.12. Определить коэффициент передачи цепи обратной связиусилителя, имеющего собственный коэффициент усиления Ко=500, при охвате его ООС с глубиной F=20 дБ.Решение. b = (F-1)/Ко = (10-1)/500 = 0.018.Задачи для самостоятельного решения1. Определить Uвыхмах, если Uвхmin= 10 мВ, Dу=40 дБ, Ко=30.2.
Определить Uвыхмах, если Uвхmin= 5 мВ, Dу=50, Ко=40 дБ.3. Определить Uвыхмах, если Uвхmin= 10 мВ, Dу=20, Ко=60 дБ.4. Определить Uвыхмах, если Uвхmin= 20 мВ, Dу=30, Ко=40 дБ.5. Определить Uвыхмах, если Uвхmin= 5 мВ, Dу=40 дБ, Ко=40.6. Определить Dу при Uвхmin= 10 мВ, Ко=40 дБ, Uвыхмах= 2 В.7. Определить Dу при Uвхmin= 50 мВ, Ко=60 дБ, Uвыхмах= 5 В.8. Определить Dу при Uвхmin= 20 мВ, Ко=40 дБ, Uвыхмах= 2 В.9. Определить Dу при Uвхmin= 5 мВ, Ко= 60 дБ, Uвыхмах= 4 В.10. Определить Uвхmin, если Uвыхмах = 5 В, Dу=50, Ко=40 дБ.11. Определить Uвхmin, если Uвыхмах = 2 В, Dу=20, Ко=60 дБ.12.
Определить Uвхmin, если Uвыхмах = 10 В, Dу=60 дБ, Ко=100.13. Определить Uвхmin, если Uвыхмах = 4 В, Dу=40 Дб, Ко=50 дБ.14. Определить Uвхmin, если Uвыхмах = 5 В, Dу=20, Ко= 60 дБ.15. Определить Ко , если Uвыхмах = 5 В, Dу=50, Uвхmin= 10 мВ.16. Определить Ко , если Uвыхмах = 1 В, Dу=20 дБ, Uвхmin= 10 мВ.17. Определить Ко, если Uвыхмах = 2 В, Dу=40 дБ, Uвхmin= 5 мВ.18. Определить Ко, если Uвыхмах = 5 В, Dу=40 дБ, Uвхmin= 4 мВ.19. Определить Ко, если Uвыхмах = 10 В, Dу=40 дБ, Uвхmin= 20 мВ.20.Двухкаскадный усилитель, охваченный общей ООС с коэффициентом передачи равным b=0.01, имеет коэффициент усиления Kf=50.
Определить коэффициент усиления первого каскада, если у второго К2 = 20 дБ.14121. Определить коэффициент усиления двухкаскадного усилителя, охваченного общей ООС с коэффициентом передачи обратной связи b = 0.01,если К1 = 40 и К2 = 20 дБ.22. Определить напряжение обратной связи в усилителе, если входноенапряжение Uвх = 1 мВ, коэффициент усиления Ко = 40 дБ, коэффициент передачи обратной связи b = 0.01.23.Определить коэффициент усиления двухкаскадного усилителя сК1 = 30 и К2 = 40 дБ при охвате второго каскада ООС с коэффициентом передачи обратной связи b = 0.01.24.
Определить коэффициент усиления двухкаскадного усилителя, охваченного общей ПОС с коэффициентом передачи обратной связи b=0.004,если К1 = 20 и К2 = 20 дБ.26. Определить коэффициент усиления двухкаскадного усилителя сК1 = 100 и К2 = 20 дБ при охвате второго каскада ПОС с коэффициентом передачи обратной связи b=0.08.2.Расчет статического режима усилительных каскадовЗадача 2.1.В каскаде с фиксированным током базы токколлектора должен составлять 2 мА. Определитьнеобходимое сопротивление в цепи базы, если коэффициент передачи тока базы транзистора составляет h21=50, напряжение питания – Ео=10 В.Решение. Rб =E o - U бэ E o - U бэ10 - 0.4× 50 = 240кОм.=× h21 =IбIк2 ×10 - 3Задача 2.2.Определить необходимое сопротивление в цепи базы каскада с коллекторной термостабилизацией режима работы, если напряжение питаниясхемы Ео=10 В, коэффициент передачи тока базытранзистора составляет h21=50.Решение.E o - ( I к + I б ) × R к E o - I к × Rк10 - 2 × 10 -3 × 10 3»× h21 =× 50 = 200кОм.Rб =IбIк2 × 10 -3142Задача 2.3.
Определить параметры статического режима (Uко и Iко) каскада с общим эмиттером с коллекторной цепью термостабилизации при напряжении питания Ео = 10 В, коэффициенте передачи тока базы h21 = 100,сопротивлениях резисторов в цепи базы Rб = 100 кОм и в цепи коллектораRк=1 кОм.Решение. 1. Ток коллектора в рабочей точкеЕо10== 5 мА.I ко =Rб / h21 + Rк 100 /100 + 12. Напряжение на коллектореUкэ»Ео – Iко· Rк = 10 – 5·1=5 В.Задача 2.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
