рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Электроника
/
Режим усиления переменного сигнала

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Режим усиления переменного сигнала

Режим усиления переменного сигнала - раздел Электроника, ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Область Средних Частот. Областью Средних Частот (Сч) Считает...

Область средних частот. Областью средних частот (СЧ) считается частотный диапазон нормальный работы каскада, когда сопротивления проходных конденсаторов С1, С2 и конденсатора С_Э пренебрежимо малы, а инерционность транзистора еще не сказывается на работу каскада. Схема замещения строится для усиливаемого сигнала переменного тока, при этом источники других сигналов заменяются их внутренними сопротивлениями. Источник питания, обладающий нулевым внутренним сопротивлением, заменяется закороткой. При малой амплитуде переменного сигнала параметры транзистора изменяются не существенно и его можно заменить линейной схемой замещения. Схема замещения каскада для области средних частот приведена на рис.2.4.

Рис.2.4. Схема замещения каскада с ОЭ для области средних частот:

– входное сопротивление транзистора;

r_Б , r_Э – базовое и эмиттерное сопротивления схемы замещения;

- эквивалентное сопротивление делителя

Из рис.2.4 видно, что благодаря нулевому сопротивлению емкости С_Э в области СЧ эмиттер является общей точкой для входного U_ВХ и выходного U_Н сигналов. Это свойство и определило название каскада.

Анализ схемы замещения ведется как анализ обычной линейной электрической цепи. Для входного тока транзистора справедливо отношение

. (2.5)

Ток источника тока распределяется между тремя, включенными параллельно, сопротивлениями r_K, R_K, R_H. Выходной ток каскада (ток нагрузки) равен

, (2.6)

где сопротивлением r_K обычно можно пренебречь, так как оно много больше остальных, включенных параллельно ему, сопротивлений.

Коэффициент усиления каскада по току в области средних частот, с учетом (2.5), (2.6), равен

. (2.7)

Коэффициент усиления каскада по напряжению в области СЧ

, (2.8)

где . (2.9)

Выходное сопротивление каскада – это сопротивление относительно точек, к которым подключена нагрузка (без учета самой нагрузки). Так как источник тока обладает бесконечным внутренним сопротивлением, то согласно рис.2.4. оно равно

. (2.10)

Коэффициенты усиления к_I, к_U и сопротивления R_ВХ, R_ВЫХ являются основными параметрами, описывающими усилительные свойства каскада.

Область низких частот. В области низких частот (НЧ) необходимо учитывать сопротивление конденсаторов С1, С2. Конденсатор С_Э выбирается с большим запасом и его сопротивление начинает сказываться только на сверхнизких частотах. Для области НЧ схема замещения приведена на рис.2.5.

Рис.2.5 Схема замещения каскада для низких частот

Рассмотрим входные цепи и оценим ослабление сигнала, связанное с сопротивлением конденсатора С1. Сопротивление Х_С1 включено последовательно с входным сопротивлением R_ВХ, при этом к R_ВХ приложена часть входного напряжения

, (2.11)

где - постоянная времени входной цепи каскада.

Из выражения (2.11) следует, что коэффициент ослабления напряжения входной цепью равен

. (2.12)

В выходной цепи ток распределяется следующим образом

Коэффициент ослабления выходной цепи в области НЧ равен

, (2.13)

где - постоянная времени выходной цепи.

Область высоких частот. В области высоких частот (ВЧ) начинает сказываться инерционность транзистора, которая проявляется в уменьшении коэффициента усиления по току и влиянии емкостей переходов транзистора. Снижение коэффициента усиления по току с ростом частоты описывается уравнением

, (2.14)

где , предельная постоянная времени,

– предельная частота усиления транзистора,

f_ГР – частота, на которой коэффициент усиления снижается до единицы.

Из емкостей транзистора практическое влияние оказывает только емкость коллекторного перехода С_К, которая включена параллельно сопротивлению r_K и соответственно R_K и R_H. Без учета r_K результирующее сопротивление равно

, (2.15)

где - постоянная времени коллекторной цепи.

Эти два фактора учитывают общей эквивалентной постоянной времени

, а коэффициент ослабления, обусловленный коллекторной емкостью и снижением коэффициента передачи по току, равен

. (2.16)

Комплексный коэффициент усиления каскада. Для всего частотного диапазона коэффициент усиления каскада должен рассматриваться как комплексная величина. С учетом всех коэффициентов ослабления комплексный коэффициент усиления по напряжению равен

. (2.17)

Так как входной ток каскада не ослабляется, то в комплексном коэффициенте усиления по току не учитывается коэффициент ослабления к₁

. (2.18)

Зависимость модуля коэффициента усиления от частоты называется амплитудной частотной характеристикой . Для удобства просмотра всей частотной характеристики ее строят в функции десятичного логарифма частоты, и называют логарифмической амплитудной частотной характеристикой (ЛАЧХ)

. (2.19)

Полосой пропускания усилителя называют диапазон частот, в котором коэффициент усиления уменьшается не более чем раз (по ЛАЧХ на -3 децибела). Граница по минимальной частоте называют нижней частотой пропускания , по максимальной частоте - верхней частотой пропускания . Для коэффициента усиления по напряжению, при условии , нижняя частота примерно равна , отсюда значения емкостей

, . (2.20)

___________________________________

Рис.2.5. Примерный вид ЛАЧХ для каскада с общим эмиттером

___________________________________

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Дальневосточный государственный технический университет... ДВПИ им В В Куйбышева... ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Режим усиления переменного сигнала

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Исследование стабилитрона
1.1.1. Используя моделирующий пакет программ Electronics Workbench, соберите испыта

Исследование характеристик биполярного транзистора
1.2.1. Входная характеристика транзистора. Соберите схему рис.1.2. Изменяя положение движка резистора R1 снимите не менее 10 точек на входной характеристике транзистора при U

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) p-n перехода Большинство ПП приборов включают один или несколько p-n переходов.

Замещения биполярного транзистора
Наиболее полно статические параметры биполярного транзистора описываются входной ВАХ и семейством выходных характеристик. Входная ВАХ транзистора

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ
Таблица 1.7. Параметры транзисторов малой и средней мощности n-p-n типа Тип 2N2218 2N2222 2N3391

ПРОГРАММА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
2.1.1. Цель работы: Ознакомится с работой каскада усилителя переменного тока. Приобрести навыки определения характеристик каскада и выбора режима его работы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
2.2.1. Принципиальная схема усилительного каскада. Принципиальная схема усилительного каскада переменного тока с общим эмиттером и высокой стабильностью на

Порядок расчета начального режима
Из условия получения максимального к.п.д. выбирается коллекторное сопротивление , где RН

ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Таблица 2.3 Варианты заданий к лабораторной работе № варианта Транзистор RH, Ом RГ, Ом

Исследование одиночного операционного усилителя (ОУ)
Неинвертирующий вход ОУ соединить с общей шиной, к инвертирующему входу , который на принципиальной

Суммирующий инвертирующий усилитель
3.1.3.1. Рассчитайте номиналы резисторов двухвходовой схемы суммирующего усилителя, обеспечивающие заданные (табл.3.1) коэффициенты усиления по каждому из входов (рис.3.1 и п.3.4.2

Назначение и параметры операционного усилителя
Операционным усилителем (ОУ) - называется усилитель постоянного тока с бесконечно большими коэффициентами усиления по току и напряжению. При конечных значениях выходных напряжения и тока входные то

Пропорциональный суммирующий, инвертирующий усилитель
Наиболее распространенная схема включения ОУ приведена на рис.3.1. Эта схема обеспечивает суммирование нескольких сигналов с индивидуальными коэффициентами и инвертирование выходного напряжения. Пр

Пропорциональный неинвертирующий усилитель
Рис.3.2 Принципиальная схема

Ограничение выходного напряжения усилителя
Выходное напряжение ОУ ограничено напряжением насыщения, которое несколько меньше напряжения питания. В ряде случаев требуется ограничение выходного напряжения на более низком уровне, что осуществл

Компараторы сигналов
Компаратором (схемой сравнения) называется устройство, сравнивающее два сигнала, и формирующее дискретный (логический) выходной сигнал согласно уравнению

Синтез и анализ комбинационной схемы
4.1.3.1. Преобразовать заданную вариантом лабораторной работы (приложение 2) логическую формулу к виду, удобному для получения логической схемы из элементов указанных в варианте за

Синтез дешифратора единичного кода в двоичный
4.1.5.1. Согласно логическим формулам: X = d ; Y = b + c ; Z = a + c составить логическую схему для получения двоичного числа XYZ. Переменные a, b, c

Основные определения алгебры логики
Логической называется переменная, которая может принимать только два значения «0» (логический ноль) или «1» (логическая единица). Логическому нулю обычно соответствует низкое, а логической единице

Представление логических функций
Наиболее наглядно, но и наиболее громоздко, логическая функция представляется таблицей соответствия, где каждому набору аргументов ставится в соответствие значение функции (см. табл.4.2). От таблиц

Способы минимизации логических функций
Минимизация логических функций (уменьшение числа букв в логической формуле) необходима для реализации функции минимальным числом логических элементов. Минимизация осуществляется путем преобразовани

Переход от логической формулы к логической схеме
Логические элементы, при построении логической схемы, располагаются в том же порядке, в каком выполняются логические операции в формуле. При этом формула преобразуется так, чтобы группы операций со

Работа ОУ с нелинейными обратными связями
Принципиальная схема ОУ с нелинейными элементами (диодами) в цепи обратной связи приведена на рис. 5.1. Работа схемы рис.5.1, без учета диодов VD1, VD2 описывается уравнением:

Описание принципиальной схемы ФП
Принципиальная схема функционального преобразователя приведена на рис. 5.5, а его функциональная схема на рис.5.4. ФП состоит из двух нелинейных элементов НЭ1, НЭ2 и сумматора.

Теоретические расчеты
5.3.2.1. Рассчитайте теоретические значения коэффициентов усиления по отдельным входам для нелинейных элементов, без учета диодов. 5.3.2.2. Рассчитайте на

Исследование статических характеристик отдельных нелинейных элементов
5.3.3.1. Потенциометрами R3, (R4) установить, полученные в пункте 5.3.2.2., напряжения смещения для первого (второго) нелинейных элементов, которые замерьте в точках XS3 (XS4).

Исследование результирующей статической характеристики всего функционального преобразователя
5.3.4.1. Соединить перемычками гнезда XS5 - XS6, XS7 - XS8. 5.3.4.2. Выбрать произвольную точку на теоретической характеристике ФП, лежащую много левее то

ОПИСАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Генератор периодических сигналов (ГПС) собран на сменной плате УС7, принципиальная схема которой приведена на рис.6.1, а функциональная схема ГПС на рис.6.2. ГПС формирует прямоугол

ПРОГРАММА РАБОТЫ
6.3.1. Осциллографируя напряжение U1 при двух крайних положениях потенциометра R4, Определите частотный диапазон работы ГПС и амплитуду напряжения

ПРОГРАММА РАБОТЫ
7.1.1. Цель работы: Освоить методику синтеза заданной частотной характеристики операционного усилителя путем выбора вида и параметров входного четырехполюсника и четырехполюсника ц

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Схема усилителя, обладающего частотно-зависимой передачей, изображена на рисунке 7.1

ПРОГРАММА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
8.1.1. Цель работы. Научиться определять экспериментально параметры стабилизаторов напряжения. Проверить правильность расчетов, выполненных в курсовой работе. Закре

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Компенсационный стабилизатор напряжения (КСН) является схемой стабилизации с отрицательной обратной связью по выходному напряжению. Функциональная схема, пригодная для всех типов КС