14-04-2020-ЭЛЕКТРОННАЯ-ТЕХНИКА-МОСКАТОВ (1171925), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

252Е. А. Москатов. Стр. 96Когда на базы транзисторов будет подаваться положительное напряжение они будут находиться в открытом состоянии и через них будут протекать токи от плюса Eк, средняя точкаТр2, половина первичной обмотки Тр2, коллектор – эмиттерный переход транзистора, общийпровод, минус Eк. Следовательно, в первичной обмотке Тр2 токи будут протекать от среднейточки в разные стороны, за счёт чего магнитные потоки в сердечнике и наводимые во вторичной обмотке магнитные поля, а значит, и ток в нагрузке будут вычитаться.То есть Iн = I1 – I2.Ток в нагрузке будет иметь двойной размах по сравнению с каждым из токов транзистора, аследовательно, такая схема будет отдавать в нагрузку удвоенную мощность по сравнению смощностью, рассеиваемой каждым из транзисторов.Эта схема используется для усиления больших мощностей.Достоинства: малые нелинейные искажения, так как в сердечнике отсутствует постоянная составляющая магнитного потока и не происходит насыщение; схема не чувствительна к пульсациям напряжения питания.Недостатки: все недостатки трансформаторных схем – узкий диапазон частот, повышенныегабариты и вес трансформатора, большие частотные искажения.Частично недостатки трансформаторных каскадов можно устранить, если на входе вместотрансформатора Тр1 поставить фазоинверсный каскад (или каскад с разделённой нагрузкой),имеющий два выхода (смотрите рисунок 253).Rб'+Eк-RкCpCpVT1CpRб''UвхUвых1Uвых2RэРис.

253Напряжение с выхода 1 – Uвых1 – будет в противофазе с входным напряжением, как для схемы с ОЭ, а напряжение с выхода 2 – Uвых2 – будет в фазе с входным напряжением, как длясхемы эмиттерного повторителя. Если при этом сопротивление Rк будет равно сопротивлению Rэ, то и амплитуды напряжений с выходов 1 и 2 будут равны.3) Двухтактный выходной бестрансформаторный каскад.

Наиболее широкоераспространение в выходных усилителях получили бестрансформаторные каскады на транзисторах разного типа проводимости (смотрите рисунок 254).+CpUвхVT1RнVT2Рис. 254Eк1-+Eк2-При подаче на вход положительной полуволны напряжения транзистор VT1, структуры n-p-n,будет открыт, а транзистор VT2,структуры p-n-p, будет закрыт, и через нагрузку будет протекать ток по цепи от плюса Eк1, коллектор – эмиттер VT1, Rн, общий провод, минус Eк1.Е. А. Москатов. Стр. 97При отрицательной полуволне входного напряжения транзистор VT1 закрывается, а VT2открывается, и через него будет протекать ток от плюса Eк2, Rн, эмиттер - коллектор VT2, минус Eк2.Таким образом, токи в нагрузке будут вычитаться, за счёт чего в нагрузке появится удвоеннаяамплитуда тока, следовательно, и удвоенная мощность.Достоинства: все достоинства двухтактных бестрансформаторных каскадов – большая выходная мощность, независимость от пульсаций ИП, малые нелинейные искажения.

Кроме того,двухтактные бестрансформаторные каскады свободны от недостатков трансформаторных каскадов.Недостаток данной схемы: быстрый выход из строя транзисторов при КЗ или перегрузке в нагрузке.Усилители постоянного токас непосредственными связями1) Усилители постоянного тока с непосредственными связями.2) Дифференциальный каскад УПТ.1) Усилители постоянного тока (УПТ) с непосредственными связями.

УПТ снепосредственными связями называют усилителем прямого усиления (смотрите рисунок 255).Rб'Rк1Rк2+Eк-VT1VT2UвыхRэ1Rэ2UвхRб''Рис. 255Одной из особенностей УПТ с непосредственными связями является то, что на вход последующего каскада поступает не только усиливаемый сигнал, но и постоянная составляющая коллекторного напряжения предыдущего каскада. Поэтому напряжение между базой и эмиттеромпоследующего каскада будет больше, чем напряжение, соответствующее выбранному положению рабочей точки.

Чтобы избежать этого, сопротивление в цепи эмиттера каждого последующего каскада выбирается бóльшим, чем в предыдущем каскаде, с тем, чтобы обеспечить соответствие выбранному положению рабочей точки. Вторая особенность – дрейф нуля.Дрейфом нуля называется медленное изменение выходного напряжения, не зависимое отнапряжения на входе, а происходящее за счёт внутренних процессов в схеме усилителя.Дрейф нуля часто оценивается величиной дрейфа, приведённого ко входу.Uдр.вых. ,Uдр.вх.=Кгде К – коэффициент усиления усилителя.Uдр.вых.

– это максимальное изменение выходного напряжения при закороченном входе заустановленное время наблюдения.Значительно лучше с точки зрения дрейфа нуля работают дифференциальные каскады усиления.Е. А. Москатов. Стр. 982) Дифференциальный каскад УПТ. Дифференциальным каскадом УПТ называетсяусилитель разности напряжений (смотрите рисунок 256). Rк1 = Rк2 = Rк.+Rб1'Rк1Rк2Rб2'UвыхEк-VT2VT1Uвх2Rб1''IoUвх1RэRб2''Рис.

256Транзисторы VT1 и VT2 подбираются одинаковыми по коэффициенту усиления. РезисторыRк1 и Rк2 также подбираются одинаковыми по величине своего сопротивления. Представим,что на оба входа подаём одинаковое напряжение Uвх1 = Uвх2. В этом случае токи через транзисторы VT1 и VT2 будут одинаковыми.

Суммарный ток через Rэ обозначим через Iо. Тогда:Io ;Iк1=Iк2=2Uвых = Uк1 – Uк2;Uк1 = Eк – Iк1 ∙ Rк1;IoUк1  Eк   Rк2IoUк 2  Eк   Rк2IoIoUвых  Eк   Rк  Eк   Rк  022Представим, что Uвх1 > Uвх2. На первый вход подадим более положительное напряжение,чем на второй вход. В этом случае транзистор VT1 откроется в большей степени, чем транзистор VT2. Ток через транзистор VT1 увеличится на определённую величину ΔIo, а ток черезVT2 уменьшится на такую же величину ΔIo, поскольку суммарный ток постоянен и равен Io.Io IoUк1  Eк    Io   Rк  Eк   Rк  Io  Rк22Io IoUк 2  Eк    Io   Rк  Eк   Rк  Io  Rк22IoIoUвых  Eк   Rк  Io  Rк  Eк   Rк  Io  Rк  2  Io  Rк22Если на первый вход будем подавать бóльшее значение напряжение, чем на второй вход, тона выходе получится отрицательное значение напряжения, поэтому первый вход называетсяинвертирующим входом.Если Uвх1 < Uвх2, то Uвых = +2 ∙ ΔIo ∙ Rк и поэтому второй вход дифференциального усилителя называется неинвертирующим входом.Основной особенностью дифференциальных каскадов является то, что дрейф нуля будет значительно меньше, чем в УПТ прямого усиления.

Это объясняется тем, что выходное напряжение равно разности коллекторных напряжений каждого из транзисторов, поэтому медленныеизменения напряжения за счёт внутренних процессов схемы будут взаимно уничтожаться.Е. А. Москатов. Стр. 99Операционные усилители1) Классификация и основные параметры операционных усилителей (ОУ).2) Схемы включения ОУ.1) Классификация и основные параметры ОУ.Операционным усилителем называется устройство, предназначенное для выполнения математических операций с аналоговыми сигналами, имеющее исключительно высокий коэффициент усиления, очень большое входное и малое выходное сопротивление и выполненное в микроэлектронном исполнении.Операционный усилитель включает в свой состав один или несколько дифференциальныхкаскадов УПТ, генератор стабильного тока для питания этих каскадов и выходные эмиттерныеповторители для увеличения входного и уменьшения выходного сопротивления.Пример маркировки ОУ: К553УД2.выходUвыхA+UпBFoCDРис.

257Вход A – инвертирующий вход.Вход B – неинвертирующий вход.Входы C – для подключения двуполярного ИП.Входы D – выводы для подключения цепей коррекции.ОУ подразделяются по следующим признакам:ОУ общего примененияМощные ОУОУ с управляемыми параметрамиБыстродействующие ОУК основным параметрам ОУ относятся следующие:Напряжение ИПКоэффициент усиленияВходное сопротивлениеПотребляемый от ИП ток или потребляемая мощностьКоэффициент ослабления синфазного сигнала [дБ]Скорость нарастания выходного напряжения. Она показывает быстродействие ОУ(смотрите рисунок 258).BмкС[ ]Kп= Uвых B[]мкСtВ технической литературе встречается устаревшее УГО ОУ, изображённое на рисунке 259.Е.

А. Москатов. Стр. 100Uвх+tUвыхинвертирующийвход AUвыхнеинвертирующийвход Bt-tU вых.DРис. 259Рис. 258Так как ОУ имеет очень большой коэффициент усиления и достаточно сложную схему, то приработе на определённых частотах возможно появление нежелательных фазовых сдвигов, приводящих к образованию положительных ОС и, как следствие, к самовозбуждению усилителя.Для устранения этих возможностей применяются цепи коррекции, представляющие различные RC-цепочки. Цепи коррекции могут быть как внешними, то есть при помощи навесныхэлементов, так и внутренними, то есть внутри корпуса микросхемы. Причём цепи коррекцииразрабатываются на этапе проектирования ОУ и являются индивидуальными для каждого конкретного типа ОУ.2) Схемы включения ОУ. Поскольку на входе ОУ стоит дифференциальный каскад усиления, имеющий инвертирующий и неинвертирующий входы, то различают два основныхвида включения – инвертирующее и не инвертирующее.

Кроме этого ОУ за счёт высокого коэффициента усиления должен быть охвачен глубокой ООС для обеспечения устойчивости егоработы.Инвертирующая схема включения ОУ изображена на рисунке 260.Rooc  R1RocК; Roc >> R1; К ;R1R1RoocUвых=f(Uвх)DA1+Uвых.maxUвыхR1+UвхUпUвх-R2Fo-Uвых.maxРис. 260Рис. 261Не инвертирующая схема включения ОУ изображена на рисунке 262. К Ro ocUвых=f(Uвх)DA1Uв ы хR1+UпR2UвхUв хFoР ис.

2 62Рис. 263Е. А. Москатов. Стр. 101Roc.R1Так как ОУ предназначены для проведения математических операций с аналоговыми сигналами, то различают суммирующее, интегрирующее и дифференцирующее включение ОУ.Схема суммирующего включения ОУ изображена на рисунке 264.Uвых  К  Uвх1  Uвх 2  Uвх3 .Uвх1R1Uвх2R2Uвх3R3RocDA1Uвых+UпR4FoРис. 264Схема интегрирующего включения ОУ изображена на рисунке 265.tUвых  К  Uвх t dt .0CocDA1UвыхR1+UвхUп-R2FoРис.

Характеристики

Список файлов учебной работы