Скачать презентацию Электротехника и электроника Часть 2 Электроника Усилители q Скачать презентацию Электротехника и электроника Часть 2 Электроника Усилители q

E&E_lectures-part2.5(Усилители).ppt

  • Количество слайдов: 45

“Электротехника и электроника Часть 2. Электроника. Усилители q q q Основные определения Принцип работы “Электротехника и электроника Часть 2. Электроника. Усилители q q q Основные определения Принцип работы и графический расчет усилителя на биполярном транзисторе Свойства усилителей Классификация усилителей Режимы работы усилителей Обратные связи в усилителях Температурная стабилизация усилителей Схемотехника усилителей Операционные усилители Нахождение параметров операционных усилителей Активные фильтры

2 Полупроводниковые приборы Электронный усилитель: определение I 1 - входной ток; I 2 - 2 Полупроводниковые приборы Электронный усилитель: определение I 1 - входной ток; I 2 - выходной ток; U 1 - входное напряжение; U 2 - выходное напряжение; Rвх - входное сопротивление; Rвых - выходное сопротивление; R 1 г - сопротивление генератора; ИП - источник питания; ОПРЕДЕЛЕНИЕ: ЭУ- устройство, увеличивающее мощность электрических сигналов путем управления этими сигналами посредством электронных приборов мощностью, передаваемой от источника эл. энергии в нагрузку. Все ЭУ управляют энергией. Типы активных элементов м. б. разные (электронные приборы, электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания и прочие механические устройства и т. д. ) и что усиливаем – тоже. Процесс усиления должен быть плавным, непрерывным и однозначным, т. е. Y=f(X) – монотонно возрастающая функция. Свойства усилителя описываются системой его характеристик (здесь – некоторых функциональных зависимостей) и параметров, характеризующих как эти зависимости, так и непосредственно сам усилитель (например, его к. п. д. ) Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

3 Полупроводниковые приборы Усилитель на биполярном транзисторе Простейшая схема Rб 2 Eсс Rк Rб 3 Полупроводниковые приборы Усилитель на биполярном транзисторе Простейшая схема Rб 2 Eсс Rк Rб 1 Uвх Rд 1 VT 1 Разделительные конденсаторы (С 1, Ср) – исключают взаимное влияние друг на друга режимов работы усилительных каскадов по постоянному току Uвых Рабочая точка и нагрузочная прямая Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

Полупроводниковые приборы Графический расчет усилителя : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и Полупроводниковые приборы Графический расчет усилителя : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 4

Полупроводниковые приборы Графический расчет усилителя : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и Полупроводниковые приборы Графический расчет усилителя : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 5

Полупроводниковые приборы Графический расчет усилителя : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и Полупроводниковые приборы Графический расчет усилителя : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 6

Полупроводниковые приборы Графический расчет усилителя по выходным ВАХ : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Полупроводниковые приборы Графический расчет усилителя по выходным ВАХ : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 7

Полупроводниковые приборы 8 Линейные свойства усилителей Характеристики для описания нелинейных процессов : § Амплитудная, Полупроводниковые приборы 8 Линейные свойства усилителей Характеристики для описания нелинейных процессов : § Амплитудная, или выходная UВых=f(UВх) для постоянного напряжения и его переменной составляющей (амплитудная характеристика по постоянному и переменному току); § Нагрузочная UВых=f(Rнагр или Pнагр); Параметры для описания линейных свойств : Статические § Коэффициент усиления по току, напряжению, а в СВЧ – и по мощности. Часто выражают в децибелах: KU(д. Б)=20 lg(KU); KI(д. Б)=20 lg(KI); KР(д. Б)=10 lg(KР). Задают на частоте макс. Усиления. § Коэффициент нелинейных искажений - процент максимального отклонения амплитудной характеристики от прямой к максимальному выходному сигналу; § Rвх, Rвых, § Динамический диапазон: Dу=20 lg (U 2 max/ U 2 min) Для усилителей мощности дополнительно следующие параметры. § Выходная мощность на номинальном сопротивлении нагрузки; § Минимальное сопротивление нагрузки; § Размах выходного напряжения или максимальное выходное напряжение § кпд. Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

Полупроводниковые приборы Источник возникновения нелинейности Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Полупроводниковые приборы Источник возникновения нелинейности Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 9

Полупроводниковые приборы 10 Нелинейные и динамические свойства усилителей Динамические параметры (используют для описания импульсных Полупроводниковые приборы 10 Нелинейные и динамические свойства усилителей Динамические параметры (используют для описания импульсных усилителей) : § § Время задержки распространения фронта (время запаздывания) Длительность (время) (переднего) фронта/нарастания или спада (заднего фронта) – м. б. разными § Скорость нарастания фронта, В/мкс Параметры для описания нелинейностей : § Коэффициент гармоник (обертонов) отношение энергии на других гармониках к энергии основной. Равен Sqrt(Kгi), где Kгi =Ui/Uo*100% § Коффициент интермодуляционных искажений – почти как Кг, но берется две частоты. В разных § Динамические искажения (TIM) – не нормируются, но есть. В транзисторных усилителях их больше, в стандартах – разные. ламповых практически нет, так как нет рассасывания заряда. Характеристики для описания нелинейных процессов: Переходная (от импульса, чаще – от скачка напряжения) характеристика; Описывающие динамические свойства: Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

Полупроводниковые приборы Динамические характеристики усилителя Используются для импульсных усилителей Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Полупроводниковые приборы Динамические характеристики усилителя Используются для импульсных усилителей Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 11

12 Полупроводниковые приборы Частотные характеристики и параметры усилителя Частотные характеристики § Передаточная функция (отношение 12 Полупроводниковые приборы Частотные характеристики и параметры усилителя Частотные характеристики § Передаточная функция (отношение полиномов) или комплексный коэффициент передачи К(ω); § АЧХ (б) и ФЧХ (в, г), нагрузочная § Годограф комплексного коэффициента передачи (амплитудно фазовая характеристика). По Y – Im(K), по X – Re(K). Строится множество точек для разных частот. § Зависимости комплексного входного сопротивления от частоты Частотные параметры § Нижняя, верхняя частоты по уровню обычно -3 д. Б (можно и по иному). Часто берут fo=sqrt(fmax*fmin), но еще чаще – где максимум усиления, либо, наоборот, минимум (режекторные фильтры) § Неравномерность АЧХ и коэффициент частотных (гармонических искажений ) – 20 lg(Ko/Kfmax) и 20 lg(Ko/Kfmin) Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

13 Полупроводниковые приборы Примеры частотных характеристик Реальные ВАХ УМЗЧ Типовая АЧХ усилителя постоянного тока 13 Полупроводниковые приборы Примеры частотных характеристик Реальные ВАХ УМЗЧ Типовая АЧХ усилителя постоянного тока : <- АЧХ (вверху) и ФЧХ (внизу) усилителя Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

Полупроводниковые приборы Классификация электронных усилителей (ЭУ) По диапазону усиливаемых сигналов – от 10 -7 Полупроводниковые приборы Классификация электронных усилителей (ЭУ) По диапазону усиливаемых сигналов – от 10 -7 В и от 10 -11 А. Усилители очень слабых сигналов называют еще электрометрическими. По диапазону усиливаемых частот. Это – УНЧ (низких частот), УРЧ (радиочастот) или УВЧ (высоких частот), УПЧ (промежуточных /фиксированных частот) и УПТ (постоянного тока). По полосе частот – широкополосные, резонансные (избирательные, селективные). Отдельная группа - активные фильтры. Схемотехника может существенно отличаться друг от друга. По типу сигналов – гармонические, импульсные. По типу активного элемента – ламповые, транзисторные и т. д. По типу усиливаемой электрической величины – усилители мощности, усилители напряжения (цель – согласовать уровни сигналов. Потребляемая нагрузкой мощность не принципиальна), и усилители тока (уменьшают R вых). Мощность возрастает во всех случаях и всегда – за счет энергии источника питания. То есть входной сигнал лишь управляет передачей мощности в нагрузку. По числу усилительных каскадов – однокаскадные и многокаскадные. Первые – в практике почти не встречаются. По примененным схемотехническим решениям – пушпульные, двухтактные, дифференциальные простые и с токовым зеркалом, с комплиментарными парами и т. д. По способу подключения нагрузки – трансформаторные и бестрансформаторные Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 14

Полупроводниковые приборы Режимы работы усилителя : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и Полупроводниковые приборы Режимы работы усилителя : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 15

16 Полупроводниковые приборы Режим (класс) А работы усилительного каскада I I к к Iкm 16 Полупроводниковые приборы Режим (класс) А работы усилительного каскада I I к к Iкm Io Uвх U Uвх m t o t Исходная рабочая точка, определяющая состояние схемы при отсутствии сигнала и так называемый ток покоя Io, располагается примерно на середине линейного участка характеристики. Напряжение смещения Uo всегда больше амплитуды входного сигнала Uвх m, а постоянная составляющая коллекторного тока Io больше или примерно равна амплитуде переменной составляющей Iкm, чтобы колебания переменного сигнала не выводили транзистор в режим насыщения или отсечки. Синусоидальному входному сигналу соответствует синусоидальный выходной ток, Нелинейные искажения минимальны. КПД каскада составляет лишь 20 – 30% и теоретически не может превышать 50%, что приводит к большому энергопотреблению и нагреву активного элемента. Достоинство - высокая линейность усиления Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

Полупроводниковые приборы Режим B работы усилительного каскада Исходная рабочая точка совпадает с началом координат, Полупроводниковые приборы Режим B работы усилительного каскада Исходная рабочая точка совпадает с началом координат, т. е. ток покоя отсутствует Iк = 0. При подаче на вход синусоидального сигнала ток в выходной цепи протекает лишь в течение половины периода и имеет форму импульсов с углом отсечки θ = π/2. Поэтому транзистор находится в активном режиме, т. е. усиливает входной сигнал только половину периода его действия. Вторую половину периода изменения напряжения входного гармонического сигнала транзистор находится в режиме отсечки. Достоинствами класса B являются: высокий КПД (достигает 60 – 70%) и малая мощность тепловых потерь, рассеиваемых на активном элементе. Это крайне важно для усилителей большой и средней мощности. Однако форма выходного сигнала искажена из-за нелинейного участка передаточной характеристики. Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 17

Полупроводниковые приборы 18 Режимы АВ, C и D работы усилительного каскада Режим AB. Является Полупроводниковые приборы 18 Режимы АВ, C и D работы усилительного каскада Режим AB. Является промежуточным между классами A и B. Активный элемент здесь также переключается между режимом отсечки и активным режимом, но преобладающим является все-таки именно активный режим. Незначительное понижение КПД усилительного каскада в классе AB компенсируется существенным уменьшением нелинейных искажений при усилении одного из полупериодов входного сигнала. Схемы усилителей мощности строятся так, что участок со значительными нелинейностями, когда активный элемент переходит из режима отсечки в активный режим и наоборот, просто не оказывает влияния на выходной сигнал. Угол отсечки в режиме АВ несколько больше за счет сдвинутой из нуля исходной, рабочей точки с помощью тока покоя в начало линейного участка передаточной характеристики. Режим С - это режим, при котором ток iк протекает в течение промежутка времени, меньшего половины периода входного сигнала, т. е. θ < π/2. Ток покоя отсутствует. Этот режим используется в мощных избирательных резонансных усилителях, где нагрузкой является колебательный контур (например, в радиопередатчиках). Режим D – это ключевой режим работы, при котором активный элемент может находиться только в двух состояниях: или полностью заперт (режим отсечки), или полностью открыт (режим насыщения). Достоинство режима D заключается в увеличении КПД, приближающемся к 100%. Его недостаток – значительное усложнение схемы усилителя Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

Полупроводниковые приборы 19 Обратные связи (ОС) и их классификация Обратная связь – воздействие выходного Полупроводниковые приборы 19 Обратные связи (ОС) и их классификация Обратная связь – воздействие выходного сигнала на вход усилителя. Бывает положительной (ПОС) и отрицательной (ООС), однопетлевой и многопетлевой. По способу съема сигнала ОС с выхода усилителя различают ОС по току и напряжению По способу подачи сигнала ОС на вход усилителя различают ОС последовательную, параллельную и смешанную Коэффициент обратной связи – доля выходного сигнала, подаваемого на вход (β или γ) Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

Полупроводниковые приборы 20 Влияние ООС на свойства усилителя - коэффициент усиления усилителя без ОС. Полупроводниковые приборы 20 Влияние ООС на свойства усилителя - коэффициент усиления усилителя без ОС. если γ>>1, то КOC =1 /γ, т. е. результирующий коэффициент усиления не зависит от К, - коэффициент передачи звена ОС. следовательно, и от всех факторов, влияющих на его величину, что существенно повышает стабильность КOC. ООС расширяет полосу пропускания и линейный участок амплитудной - коэффициент усиления усилителя с ОС. характеристики, что приводит к уменьшению как линейных, так и нелинейных искажений В зависимости от вида ООС, можно увеличить в γК раз входное или выходное сопротивление каскада Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

21 Полупроводниковые приборы Термостабилизация : Достигается за счет а) введения глубокой ООС по постоянному 21 Полупроводниковые приборы Термостабилизация : Достигается за счет а) введения глубокой ООС по постоянному току. По переменному току действие ООС устраняется ведением в конденсаторов б) введения других термозависимых компенсирующих элементов Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

22 Полупроводниковые приборы Варианты схем термостабилизации усилителя Последний вариант наиболее часто используется для практической 22 Полупроводниковые приборы Варианты схем термостабилизации усилителя Последний вариант наиболее часто используется для практической реализации Практическая схема однокаскадного усилителя Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

Полупроводниковые приборы Термостабилизация усилителей на ПТ : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника Полупроводниковые приборы Термостабилизация усилителей на ПТ : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 23

Полупроводниковые приборы Полная схема усилителя с ООС : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Полупроводниковые приборы Полная схема усилителя с ООС : Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 24

25 Полупроводниковые приборы Схемы усилителей для работы 6 Eсс Rк Cвых Uвх Cвх Rб 25 Полупроводниковые приборы Схемы усилителей для работы 6 Eсс Rк Cвых Uвх Cвх Rб 1 Uвх VT 1 Rд 1 Cвх Rб 1 VT 1 Uвых Rн Rн Rд 2 Цель работы: изучить влияние параметров схемы на параметры и характеристики усилительного каскада Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

26 Полупроводниковые приборы Анализ АЧХ усилителя Влияние разделительных конденсаторов Ср на вид АЧХ и 26 Полупроводниковые приборы Анализ АЧХ усилителя Влияние разделительных конденсаторов Ср на вид АЧХ и передаточной характеристики Индуктивная коррекция Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

27 Полупроводниковые приборы Схемотехника усилителей 1 2 3 4 а 4 б 5 6 27 Полупроводниковые приборы Схемотехника усилителей 1 2 3 4 а 4 б 5 6 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Балансные симметричные и несимметричные (по наличию Rнагр в цепи коллектора) схемы (дифференциальные каскады: Uвых=Uвх1 -Uвх2) Токовое зеркало: β 1=β 2, IБ 1=IБ 2 IК 2=IВХ Каскад с гальванической развязкой: IК 1≈IБ 2, Kус=(R 2+R 3)/R 2 Каскодные схемы однополярные / разнополярные Источники тока: I=(UБ- UБЭ)/RЭ Динамическая нагрузка (вместо RК-источник тока, R ) Нейтрализатор емкости: на экран кабеля - Uвх Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 7

Полупроводниковые приборы Схемотехника усилителей 1 2 3 4 5 6 7 8 1. 2. Полупроводниковые приборы Схемотехника усилителей 1 2 3 4 5 6 7 8 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Ускоряющая цепочка для ключей. Во время фронтов R=Сх 0 Диод для устранения выброса э. д. с. самоиндукции на индуктивной нагрузке Вольтдобавка: напряжение питания изменяется синхронно с выходным напряжением Выходные каскады последовательные однополярные Выходные каскады последовательные разнополярные Транзистор Дарлингтона с запирающим резистором для увеличения напряжения пробоя Параллельные каскады – для увеличения Iнагрузки. Rэ – для выравнивания UЭБ, IБ Токоограничители – при больших токах открывается транзистор, шунтирующий вход основного каскада Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 28

Полупроводниковые приборы Схемотехника: фазоинверсные каскады : Синоним названия – парафазный каскад (частный случай фазовращающих Полупроводниковые приборы Схемотехника: фазоинверсные каскады : Синоним названия – парафазный каскад (частный случай фазовращающих каскадов для φ=180°) Схема служит для получения парафазного напряжения на выходе для «раскачки» мощных выходных каскадов, работающих в режимах В и АВ. Rк=Rэ Схема представляет собой резистивный усилительный каскад с последовательной обратной связью по току Включив в схему сопротивление Rр, можно снять регулируемое по фазе напряжение. Величина фазовращения зависит от величины Cр2 и Rд Верхнее плечо представляет собой схему с ОЭ, а нижнее - схему с ОК, следовательно выходные сопротивления этих плеч различны. Выходное сопротивление верхнего плеча: Rвых1>> Rк Выходное сопротивление нижнего плеча: Rвых2 << Rэ Rвых2< Rвых1 Приведенная схема используется для возбуждения пушпульных двухтактных мостовых схем. Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 29

30 Полупроводниковые приборы Схемотехника усилителей Рисунок 2 1. а) 2. 3. 4. б) в) 30 Полупроводниковые приборы Схемотехника усилителей Рисунок 2 1. а) 2. 3. 4. б) в) Рисунок 1 Рисунок 3 Двухтактные каскады: а) схема для режима В б) диаграмма работы в) схема для режима АВ Полумостовые схемы (если вместо С 1, С 2 – транзисторы, получим мостовую схему). Схемы с резонансной Рисунок 4 нагрузкой Многокаскадные усилители Последовательное • Суммарное усиление равно соединение каскадов произведению усилений каскадов через разделительные • Межкаскадные связи бывают: конденсаторы а) трансформаторные (рис. 1, 3) б) емкостные (рис. 4) в) гальванические – непосредственное соединение, как было показано на пред. слайдах г) оптронные Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

Полупроводниковые приборы Схема 2 -х тактного усилителя мощности класса В Многокаскадный усилитель. R 1 Полупроводниковые приборы Схема 2 -х тактного усилителя мощности класса В Многокаскадный усилитель. R 1 – регулятор громкости (аттенюатор). VT 1 – усилитель по схеме с ОЭ, VD 1 – температурная коррекция выходного каскада и смещения рабочей точки в режим АВ. VT 2+VT 4 и VT 3+VT 5 – транзисторы дарлингтона. Образуют усилитель мощности - выходной пушпульный каскад (push – pull – тяни-толкай) для согласования : выходного сопротивления каскада с ОЭ (R 4, 3 к. Ом) c низкоомной нагрузкой (4 Ом). Выходной каскад повторяет напряжение на коллекторе VT 1. Усиление мощности – за счет усиления тока Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 31

Полупроводниковые приборы Схема операционного усилителя http: //www. gaw. ru/html. cgi/txt/doc/op/index. htm T 1, T Полупроводниковые приборы Схема операционного усилителя http: //www. gaw. ru/html. cgi/txt/doc/op/index. htm T 1, T 2 – дифференциальный каскад T 3, Т 4 – токовое зеркало Т 9, Т 10 – источники тока Т 5, Т 6 – составной транзистор (Дарлингтона) Т 7, Т 8 – пушпульный двухтактный выходной каскад класса АВ Ск – конденсатор частотной коррекции Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 32

Полупроводниковые приборы http: //www. gaw. ru/html. cgi/txt/doc/op/index. htm 33 Операционные усилители (ОУ) Свойства идеального Полупроводниковые приборы http: //www. gaw. ru/html. cgi/txt/doc/op/index. htm 33 Операционные усилители (ОУ) Свойства идеального ОУ: 1. 2. 3. 4. Кус Rвх Uвых=(Uвх+ - Uвх-)*Кус Нижняя граница частоты=0 (пост. ток) Следствия: 1. 2. Iвх 0 ΔUвх 0 в линейном режиме работы, когда выходной каскад ОУ находится не в режиме насыщения (напряжение на выходе близко к напряжению питания) Разновидности ОУ: • С гальванической связью • С промежуточным преобразованием • модуляционные (промежуточные частоты) • параметрические (управляемые генераторы) 3. По назначению: универсальные, инструментальные, микромощные, быстродействующие, малошумящие Реально Кус=50 000 … 1 000 Схема неинвертирующего усилителя с учетом внутренних входных (динамическое rд и статическое rвх) и выходного сопротивлений Благодаря наличию обратной связи к сопротивлению r д приложено очень малое напряжение Uд = Uвых/K = U 1/(1+K∙b), где b = R 1/(R 1+R 2) - коэффициент передачи делителя в цепи обратной связи. Таким образом, через это сопротивление протекает только ток, равный U 1/r д(1+K ∙ b). Поэтому дифференциальное входное сопротивление, благодаря действию обратной связи, умножается на коэффициент 1+K ∙ b. Поэтому для результирующего входного сопротивления схемы имеем: Rвх=rд(1+K ∙ b)||rвх Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

Полупроводниковые приборы http: //www. gaw. ru/html. cgi/txt/doc/op/index. htm 34 Параметры операционных усилителей 1. § Полупроводниковые приборы http: //www. gaw. ru/html. cgi/txt/doc/op/index. htm 34 Параметры операционных усилителей 1. § § § Входные параметры Напряжение смещения нуля (1 … 50 м. В) Входной ток (1 н. А … 1 мк. А) Разность входных токов (1. 5∙ 10 -4 мк. А) Синфазное входное сопротивление r. ВХ: Uвх/Iвх, U+=UДифференциальное входное сопротивление r. Д: ΔUвх/ΔIвх Коэффициент ослабления синфазного сигнала: Uвх. с. ф. /Uвх. диф при Uвых. с. ф. =Uвых. диф (40 -60 д. Б) § Максимальное синфазное напряжение на входе (Uпитания за вычетом 1… 5 В) § Температурный дрейф напряжения смещения, ΔUсм/ΔT, мк. В/C° (менее 0. 1) § Напряжение шумов, приведенное ко входу: Uш. вх=sqtr((U 2 ш+i 2 ш∙R 2 г)/Δf+4 к. Т∙Rг), либо Kш=10 log U 2 ш/вх 2. Коэффициент влияния нестабильности напряжения питания: ΔUсм/ΔUпит, мкв/В Типовые значения прочих параметров ОУ: 1. Выходное напряжение: на 1 … 4 В меньше напряжения питания, реже – на 0. 2 … 0. 5 В (для ОУ типа «rail to rail» ) 2. Сопротивление нагрузки – 1 к. Ом … 5 к. Ом 3. Скорость нарастания выходного напряжения – до 30 В/мкс 4. Напряжение питания: обычно биполярное симметричное, реже однополярное – от ± 2 В до ± 20 В 5. Частота граничного усиления – от 200 к. Гц до нескольких Мегагерц Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника.

http: //www. gaw. ru/html. cgi/txt/doc/op/index. htm Полупроводниковые приборы Простейшие схемы на ОУ 1 2 http: //www. gaw. ru/html. cgi/txt/doc/op/index. htm Полупроводниковые приборы Простейшие схемы на ОУ 1 2 3 4 1. 3. Схема инвертирующего усилителя: К = -R 2/R 1 Схема неинвертирующего усилителя: К=(R 2+R 1)/R 1 Масштабирующий сумматор, микшер 4. Компаратор 5. Дифференцирующий усилитель. 6. 5 Интегрирующий усилитель 2. 6 Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 35

http: //www. gaw. ru/html. cgi/txt/doc/op/index. htm Полупроводниковые приборы Типовые схемы на ОУ 1 2 http: //www. gaw. ru/html. cgi/txt/doc/op/index. htm Полупроводниковые приборы Типовые схемы на ОУ 1 2 3 4 5 При R 1 = R 2 и Rf = Rg 6 7 8 9 1. Инвертирующий усилитель с компенсацией токов смещения по обоим входам 2. Повторитель напряжения 3. Усилитель переменного напряжения 4. Преобразователь отрицательного сопротивления 5. Гиратор (эквивалент индуктивности) 6. Триггер Шмитта (компаратор с гистерезисом) 7. Дифференциальный усилитель 8. Выпрямитель (пропускает сигналы >0) 9. Пиковый детектор (запоминает максимум) 10. Логарифмический усилитель 11. Экспоненциальный усилитель 10 11 Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 36

Полупроводниковые приборы Коррекция частотных характеристик ОУ 1. 2. 3. Использование специальных внутренних корректирующих цепей Полупроводниковые приборы Коррекция частотных характеристик ОУ 1. 2. 3. Использование специальных внутренних корректирующих цепей Использование специальных внешних корректирующих цепей Включение конденсаторов в обычные цепи ОС Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 37

Полупроводниковые приборы Экспериментальное определение параметров ОУ 1. 2. 3. 4. 5. 6. Нахождение коэффициента Полупроводниковые приборы Экспериментальное определение параметров ОУ 1. 2. 3. 4. 5. 6. Нахождение коэффициента усиления Напряжение смещения Входное дифференциальное сопротивление Входное синфазное сопротивление Выходное сопротивление Коэффициент синфазных помех Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 38

Полупроводниковые приборы Вопросы по лаб. работе 6 1. Что называется электронным усилителем? Объяснить принцип Полупроводниковые приборы Вопросы по лаб. работе 6 1. Что называется электронным усилителем? Объяснить принцип действия усилителя. 2. Перечислить основные параметры и характеристики усилителя. 3. Объяснить назначение элементов, входящих в схему усилительного каскада на транзисторе. 4. Объяснить характер экспериментальных зависимостей и осциллограмм, полученных в работе. 5. Что такое обратная связь? Как она влияет на параметры и характеристики усилителя? 6. Как осуществляется температурная стабилизация в усилителе? 7. Что такое полоса пропускания усилителя? Как ее определить? 8. Что называется операционным усилителем? Каково его условное обозначение? 9. Что представляет собой операционный усилитель в интегральном исполнении? 10. Назовите возможные области применения электронных усилителей. 11. Назовите назначение используемых в работе электронных приборов. Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 39

Полупроводниковые приборы Активные фильтры Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть Полупроводниковые приборы Активные фильтры Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 40

Полупроводниковые приборы Активные фильтры Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть Полупроводниковые приборы Активные фильтры Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 41

Полупроводниковые приборы ФНЧ и ФВЧ второго порядка Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника Полупроводниковые приборы ФНЧ и ФВЧ второго порядка Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 42

Полупроводниковые приборы Полосовой и заграждающий фильтры Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и Полупроводниковые приборы Полосовой и заграждающий фильтры Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 43

Полупроводниковые приборы Усилители электрических сигналов o. Физические принципы работы ПСЗ приборов o. Конструкция линейных Полупроводниковые приборы Усилители электрических сигналов o. Физические принципы работы ПСЗ приборов o. Конструкция линейных и матричных ПЗС o. Основные электрические и оптические характеристики черно-белой линейки ILX 510 o. Блок-схема установки, характеристика ее частей o. Чем определяются электрические параметры ПЗС o. Чем определяются спектральные характеристики ПЗС o. Применение ПЗС приборов Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 44

Полупроводниковые приборы Усилители электрических сигналов : o. Физические принципы работы ПСЗ приборов o. Конструкция Полупроводниковые приборы Усилители электрических сигналов : o. Физические принципы работы ПСЗ приборов o. Конструкция линейных и матричных ПЗС o. Основные электрические и оптические характеристики черно-белой линейки ILX 510 o. Блок-схема установки, характеристика ее частей o. Чем определяются электрические параметры ПЗС o. Чем определяются спектральные характеристики ПЗС o. Применение ПЗС приборов Алт. ГТУ. ВСИБ. Якунин А. Г. Электротехника и электроника. Часть 2. Электроника. 45