- •Им. Адмирала ф.Ф. Ушакова в.В.Пятницкий. В.М.Комиссаров схемотехника усилительных устройств
- •Часть 1
- •Сборник опорных конспектов лекций по разделу №1 дисциплины «основы схемотехники»
- •Лекция №1 общие сведения об усилителях электрических сигналов
- •Предмет, цели и задачи дисциплины «Основы схемотехники». Ее роль и место в системе подготовки офицера-специалиста вмф
- •Раздел 1. Схемотехника усилительных устройств.
- •Раздел 2. Схемотехника устройств, используемых в средствах связи.
- •Вопрос №2 Типы усилителей электрических сигналов и их классификация
- •Вопрос №3 Блок-схемы усилителей
- •Заключение
- •Лекция № 2 основные характеристики и параметры усилителей электрических сигналов
- •Основные характеристики усилителей электрических сигналов
- •Вопрос №2 Искажения сигналов в усилителях электрических сигналов
- •Заключение
- •Лекция №3 Резистивно-емкостной усилитель
- •Вопрос №1
- •Принцип построения усилителя. Состав и назначение элементов схемы
- •Вопрос №2 Температурная стабилизация исходного режима работы усилителя
- •Коллекторная стабилизация
- •Вопрос №1 Эквивалентная схема резистивно-емкостного усилителя (реу)
- •В схеме 4.2 обозначено:
- •На нижних частотах на нижних и средних частотах
- •Вопрос №2 Характеристики и параметры реу в режиме усиления малого сигнала. Линейный режим усиления
- •Заключение
- •Лекция №5 обратная связь в усилителях
- •Вопрос №1 Виды обратной связи в усилителях
- •Uвх uвых Вход Выход
- •Вопрос №2 Влияние отрицательной обратной связи на свойства усилителей
- •Входное сопротивление
- •Частотные и фазовые искажения сигнала
- •Заключение
- •Лекция №6 резонансные усилители
- •Вопрос №1 Принципиальная схема резонансного усилителя (ру). Состав и назначение элементов схемы
- •Тогда избирательность δ будет . (6.11)
- •Это объясняется тем, что в формуле (6.8) пропадает последний множитель , так как при выводе этих формул следует брать не отношение напряжений, а отношение токов.
- •Вопрос №2 Линейный и нелинейный режим работы ру
- •Режим класса а
- •Заключение
- •Лекция №7 эквивалентная схема резонансного усилителя
- •Вопрос №1
- •Вопрос №2 Характеристики и параметры ру
- •Заключение
- •Лекция №8 усилители постоянного тока и дифференциальный усилительный каскад
- •Вопрос №1 Общие сведения об упт. Однотактные (прямого усиления) упт
- •Вопрос №2 Балансный (дифференциальный) усилительный каскад
- •Вопрос №3 Дифференциальный усилительный каскад (дук) с генератором стабильного тока (гст)
- •Вопрос №1 Синфазные и дифференциальные сигналы, проходящие через дук
- •При прохождении дифференциального сигнала (дс) токи каждого из транзисторов получат одинаковые по абсолютной величине, но разные по знаку, приращения
- •Вопрос №2 Основные характеристики дук
- •Вопрос №3 Функциональные возможности дук
- •Дук на транзисторах с супербетой
- •Заключение
- •Лекция №10 аналоговые преобразователи электрических сигналов на базе операционных усилителей с линейными элементами в цепях ос
- •Вопрос №1 Общие сведения об оу
- •Вопрос №2 Основные способы включения оу в схемы с оос. Масштабные усилители на оу
- •Вопрос №3 Интегрирующие и дифференцирующие усилители Интегрирующие усилители
- •Лекция №11 операционные усилители с нелинейными элементами в цепях ос
- •Вопрос №1 Логарифмические усилители
- •Вопрос №2 Умножители и делители аналоговых сигналов. Компараторы
- •М етод логарифмирования сигналов
- •Компараторы
- •Заключение
- •Лекция №12 активные резистивно-емкостные фильтры (аrc-фильтры)
- •Вопрос №1 Особенности избирательных усилителей и их характеристики
- •Вопрос №2 Реализация аrс-фильтров на усилителях с пос
- •Вопрос №3 Реализация аrс-фильтров на усилителях с оос
- •Заключение
- •Лекция №13
- •Вопрос №1
- •Вопрос №2 Схемы реализации rc-генераторов
- •Заключение
- •Лекция №14 схемотехника аналого-цифровых устройств
- •Вопрос №1 Аналого-цифровые устройства
- •Квантование сигналов
- •Кодирование дискретной величины
- •Вопрос №2 Цифроаналоговые устройства
- •Заключение
- •Список использованной литературы
- •Список сокращений
Входное сопротивление
Введение обратной связи может существенно изменить входное и выходное сопротивление каскада, что в свою очередь приведет к изменению характеристик предыдущего и последующего (по отношению к рассматриваемому) каскадов. Изменение величины входного сопротивления зависит от способа подключения обратной связи к входу усилителя (параллельная или последовательная связь), а изменение величины выходного сопротивления зависит от способа подключения обратной связи к выходу усилителя (по току или напряжению).
Входное сопротивление усилителя не зависит от способа снятия напряжения с его выхода, но зависит от способа подачи напряжения на вход усилителя, то есть от того, какая (последовательная или параллельная) ООС применяется в усилителе.
При последовательной ООС входное сопротивление увеличивается, а при параллельной − уменьшается.
При последовательной ООС входное сопротивление RВХ.ОС равно
RВХ.ОС = RВХ (l+βKU). (5.14)
Таким образом, последовательная ООС увеличивает входное сопротивление усилителя в (l+βKU) раз. Поэтому ее целесообразно использовать в транзисторных усилителях с малым входным сопротивлением.
Так как входное сопротивление, как правило, имеет активную и емкостную составляющие, то RВХ можно заменить на ZВХ:
ZВХ.ОС = ZВХ ∙ (l+βKU) . (5.15)
При этом активная составляющая входного сопротивления RВХ.ОС растет, а входная емкость С ВХ.ОС уменьшается
RВХ.ОС = RВХ (l+βKU); . (5.16)
В случае параллельной ООС входное сопротивление ZВХ.ОС определяется выражением
, (5.17)
где ZОС – сопротивление цепи обратной связи.
Следовательно, параллельная ООС уменьшает входное сопротивление усилителя.
Выходное сопротивление
Выходное сопротивление усилителя не зависит от способа подачи напряжения обратной связи на его входе, но зависит от способа снятия напряжения ООС с цепи выхода, то есть от того, какая ООС (по току или напряжению) применяется в усилителе.
При обратной связи по напряжению выходное сопротивление уменьшается, а ООС по току увеличивает его.
При ООС по напряжению выходное сопротивление усилителя ZВЫХ.ОС определяется выражением
. (5.18)
Следовательно, выходное сопротивление при введении ООС по напряжению уменьшается. Это свойство определяет применение ООС по напряжению для обеспечения работы усилителей на низкоомную и меняющуюся в больших пределах нагрузку.
При ООС по току выходное сопротивление ZВЫХ.ОС равно
ZВЫХ.ОС = ZВЫХ · (l+βKU) . (5.19)
Введение ООС по току увеличивает выходное сопротивление усилителя, что стабилизирует величину выходного тока при изменении сопротивления нагрузки.
Нелинейные искажения сигнала
Нелинейные искажения проявляются в искажении формы выходного сигнала и, как следствие, появления новых составляющих в спектре сигнала. Напряжение отрицательной обратной связи представляет собой часть выходного напряжения сигнала, следовательно, оно также содержит дополнительные (2-ю и выше) гармоники. Так как напряжение отрицательной обратной связи подается в противофазе с входным, то импульсы усиленного напряжения, вызванные дополнительными (2-й и выше) гармониками, будут в противофазе с импульсами уже имеющихся высших гармоник. Это приведет к уменьшению результирующих амплитуд всех гармоник выходного сигнала в (l+βKU) раз. Следовательно, уменьшается и коэффициент гармоник
. (5.20)
Коэффициент гармоник оценивает величину нелинейных искажений. Чем меньше нелинейные искажения сигнала в усилителе, тем меньше коэффициент гармоник.