RGR_Electronica

Рис. 5. Входная и выходная характеристики КТ201А

VT

Ý Ý

Рис. 6. Схема замещения каскада в h-параметрах

Тогда, заменив транзистор эквивалентной схемой с h-параметрами, получим схему замещения усилителя (рис. 6).

11

Находим коэффициенты усиления напряжения, тока и мощности, а также входное и выходное сопротивление каскада:

ДЛН и амплитудная характеристика

На выходной характеристике транзистора строим динамическую линию нагрузки. Она строится по двум точкам. Первая точка покоя П. Для нахождения второй задаемся смещением iб = 4 мА и откладываем его на диаграмме вверх, а затем находим соответстующее uкэ, которое отложим влево:

Из ДЛН видно, что максимальная амплитуда выходного напряжения, усиливаемого без искажений Uвых.m.би = 5 В. Максимальная амплитуда входного сигнала, усиливаемого без искажений:

По найденным значением строим амплитудную характеристику каскада (рис. 7, стр. 13).

Мощность и КПД каскада

Максимальная мощность каскада:

12

КПД каскада при максимальной мощности без искажений:

13

3Задача 4

Исходные данные:

1.Тип ОУ К140УД2А.

2.Требуемый коэффициент усиления KU = 200.

3.Минимальное входное напряжение Uвх.min = 5 мВ.

4.Усилитель инвертирующий.

Задание:

1.Начертить заданную схему усилителя с цепью обратной связи и источниками питания. Указать входное и выходное напряжения.

2.Рассчитать сопротивления резисторов схемы для получения требуемого коэффициента усиления.

3.Определить максимальную амплитуду входного синусоидального сигнала, при которой не будет значительных искажений выходного сигнала.

4.Начертить амплитудную характеристику усилителя.

U0

R2

Рис. 8. Схема инвертирующего усилителя на ОУ

Для инвертирующего усилителя на ОУ входное сопротивление Rвх = R1. Чтобы не загружать источники сигнала, величину R1 желательно иметь большой. Но падение напряжения на R1 от разностного тока Iвх воспринимается

14

усилителем как сигнал. Чтобы отстроить эту помеху от полезного сигнала, надо иметь Iвх R1 значительно меньше, чем Uвх.min.

Принимаем сопротивление R1 = 2; 5 кОм, тогда IвхR1 = 0; 2 2; 5 =

=0; 5 мВ Uвх.min = 5 мВ.

Сопротивление обратной связи:

Для уравнивания входных токов ОУ по обоим входам в цепь неинвертирующего входа включают резистор R2:

Входное сопротивление инвертирующего усилителя на ОУ с обратной связью:

Максимальная амплитуда входного сигнала, усиливаемого без искажений:

Амплитудная характеристика рассчитываемого усилителя изображена на рис. 9, стр. 16.

15

16

4Задача 5

Исходные данные:

1.Тип ОУ К140УД2А.

2.Выполняемая операция: (2U1 + 3U2 + 3U3).

3.Сопротивление обратной связи Rос = 75 кОм.

4.Усилитель инвертирующий.

Задание:

1.Начертить схему сумматора для реализации заданной операции с указанием источников питания, входного и выходного напряжений.

2.Рассчитать величину сопротивлений резисторов входных цепей.

3.Определить суммарное напряжение после выполнения операции.

R4

Рис. 10. Схема инвертирующего сумматора на ОУ

Выходное напряжение инвертирующего сумматора:

n

17

где Kиi и Uиi коэффициенты усиления (весовые коэффициенты) и входные напряжения по каждому из инвертирующих входов.

Kиi определяется по следующей формуле:

Отсюда выражаем значения всех Ri при заданных значениях коэффици-

Для нормальной работы сумматора надо уравнять сопротивления по обоим входам. В противном случае входные токи ОУ вызовут на них неодинаковое падение напряжений и на входе ОУ появится разностный сигнал, который будет им усилен, и на выходе будет Uвых при отсутствии Uвх. На неинвертирующем входе устанавливаем резистор R4, сопротивление которого находится по формуле:

Выходное напряжение при выполнении данной операции Uвых = 2U 3U 3U = 7U, общий коэффициент усиления K = 7. При максимальном выходном напряжении ОУ 10 В единичное входное напряжение (равное по всем входам):

18