ВВЕДЕНИЕ
В современной радиоэлектронной аппаратуре заметную нишу занимают усилительные устройства, которые, в виду выполнения различных задач, имеют многообразные схемные решения.
Основные положения усилительной техники достаточно полно рассмотрены в соответствующей учебной литературе, которая главным образом посвящена теоретическому анализу схем усиления. В тоже время для студентов, занимающихся проектированием радиоэлектронной аппаратуры, необходимы основные теоретические положения, принципы построения схем усиления и их отдельных узлов, методики расчета наиболее распространенных типовых усилительных каскадов.
Материал пособия излагается таким образом, чтобы при проектировании усилительных устройств имелись базовые сведения о построении соответствующей схемы усиления, необходимые соотношения, характеризующие их работу.
Пособие состоит из шести разделов. В первом разделе рассмотрены общие вопросы построения усилительных устройств, их основные параметры и характеристики, использовании обратных связей, даны общие рекомендации по проектированию.
Во втором разделе приведены основные сведения об активных элементах электронных схем, методах определения их параметров.
Третий раздел посвящен рассмотрению искажений формы усиливаемых сигналов и методам оценки линейных и нелинейных искажений, способам их снижения.
В четвертом разделе приведены основные схемы выходных каскадов усиления и методики их расчета.
Пятый раздел отведен на рассмотрение промежуточных каскадов усиления. Даны рекомендации по расчету типового каскада с общим эмиттером и каскадов, построенных на основе операционных усилителей.
Шестой раздел посвящен вспомогательным цепям схем усиления и методам их расчета. Приведены способы регулирования усиления. Пособие рассчитано на студентов радиотехнических специальностей, но может быть полезно для технических специалистов, занимающихся проектированием радиотехнических устройств.
Под усилительным устройством понимается электронная схема, с помощью которой под воздействием сигнала управления производится процесс преобразования энергии источника питания в выходную энергию. Усиление сигнала осуществляется при помощи активных элементов (транзисторов, электронных ламп).
Для усилителей принята следующая классификация.
По виду усиливаемых сигналов различаются гармонические усилители, предназначенные для усиления периодических сигналов, и импульсные усилители, служащие для усиления электрических импульсов различной формы и длительности.
По характеру изменения во времени усиливаемого сигнала выделяются усилители постоянного тока, способные работать с медленно меняющимися сигналами (низшая частота усиления близка к нулю) и усилители переменного тока.
В зависимости от диапазона усиливаемых частот усилители делятся на: усилители низкой частоты, предназначенные для усиления гармонических сигналов в определенном диапазоне частот, но не превышающем 200 кГц; усилители высокой частоты, предназначенные для усиления модулированных сигналов. избирательные усилители, усиливающие электрические сигналы в узком диапазоне частот, подразделяющиеся в свою очередь на резонансные и полосовые.
По назначению различаются усилители напряжения, тока и мощности.
В общем случае любое усилительное устройство содержит три основных блока: входной, промежуточный и выходной (Рис.1.1). Входной каскад служит для со-
Рис.1.1. Блок-схема построения усилителя
гласования источника сигнала с основным трактом усиления. Промежуточные каскады обеспечивают необходимое усиление, достаточное для возбуждения выходного. Выходной каскад предназначен для согласования с сопротивлением нагрузки и передачи в нее заданной мощности, напряжения, тока.
Каждый из названных блоков усилителя может быть построен по однотактной, двухтактной, фазоинверсной или дифференциальной схемам
(Рис.1.2). В первой схеме входная цепь возбуждается от одного источника
управления и выходная цепь несимметрична, а в последней – управление усилителем производится от двух источников, а выход симметричен.
Усилительные устройства характеризуются следующими количественными и качественными показателями.
1 Входные и выходные данные, к которым относятся уровень входного (управляющего) напряжения и величина входного сопротивления, значения выходного напряжения и мощности, выходного сопротивления.
2 Коэффициенты усиления по напряжению Ku, току Ki и мощности Kp. Поскольку схема усилительного устройства содержит реактивные элементы, то коэффициенты усиления по току и напряжению являются комплексными величинами. Так, коэффициент усиления по напряжению представляется формулой
K ==UUвых K f ⋅e j)(jjвых − вх = К f e jj , (1.1)
вх
из которой следует, что модуль коэффициента усиления изменяет свою величину с изменением частоты, а выходное напряжение и ток из-за наличия в схеме реактивных элементов сдвинуты по фазе относительно их входных значений.
3 В большинстве случаев уровень управляющего сигнала может меняться в широких пределах, степень изменения которого оценивается динамическим диапазоном сигнала Dc= Eгmax / Eгmin. Соответственно и выходной сигнал также может находиться только в определенных пределах. Нижний предел ограничен уровнем собственных шумов усилителя, а верхний – нелинейностью характеристик активных элементов, уровнем использования напряжения источника питания и конечным значением коэффициента усиления. В связи с этим усилитель тоже характеризуется динамическим диапазоном усиления
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
