русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Понятие о динамическом режиме усилительных каскадов


Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 3955; Нарушение авторских прав


Лекция 5 Динамический режим усилительных каскадов

 

Динамическим режимом усилителя называется режим, при котором в электродах транзистора кроме постоянных составляющих существуют и переменные токи и напряжения.

Динамический режим возникает, на вход усилителя подключается источник переменного напряжения.

Важными показателями каскада являются его коэффициенты усиления по току KI, напряжению Ku и мощности Kp, а также вход­ное Rвх и выходное Rвых со­противления. Задача определе­ния этих показателей решается при расчете усили­тельного каскада по переменному току. Метод расчета основан на замене транзистора и всего каскада его схемой замещения по переменному току.

Рассмотрим RС-усилитель, который мы рассмотрели при расчете параметров статического режима (рис. 1).

Рис. 1

 

Конденсатор С1 называемый разделительным, препят­ствует связи по постоянному току источника входного сигнала с усилителем, что может вызвать нарушение ре­жима работы транзистора по постоянному току. Конден­сатор С2, также называемый разделительным, служит для разделения выходной коллекторной цепи от внешней на­грузки по постоянному току. Конденсатор Сэ обеспечивает увеличение коэффициента усиления усилителя по напря­жению, так как уменьшает амплитуду переменной состав­ляющей напряжения икэ (говорят, что конденсатор Сэ ликвидирует отрицательную обратную связь на перемен­ном токе).

Проведем анализ усилителя с эмиттерной стабилизаци­ей по переменному току . Но для этого вначале изображают эквива­лентную схему усилителя, заменяя транзистор его эквивалентной схемой замещения. Для упрощения анализа часто в эквивалентной схеме замещения транзи­стора источником тока и резистором пренебрегают, так как велико , а мало .Получают эквивалентную схему замещения усилителя (рис. 2).



 

 

 

Рис. 2

 

Параметры элементов усилителя (в частности, емкос­ти конденсаторов C1 C2 и Сэ) выбирают таким образом, чтобы в области средних частот переменные составляющие напряжений на конденсаторах C1 C2 и Сэ были пре­небрежимо малы.

Полезно отметить, что амплитуды указанных перемен­ных составляющих зависят не только от емкостейC1 C2 и Сэ. В соответствии с изложенным в линейной эквива­лентной схеме для средних частот сопротивлениями ука­занных конденсаторов пренебрегают.

Транзистор для усилителя выбирают таким образом, чтобы в области средних частот ухудшение его усилитель­ных свойств было незначитель­ным при увеличении частоты. Если обратиться к комплексному коэффициенту β, то сказанное означает, что выбирают транзистор с такой предельной частотой fпред, которая не меньше наибольшей частоты из области средних частот. Поэтому в линейной эквивалентной схеме усилителя для средних частот не ис­пользуют емкости транзистора, а коэффициент β считают вещественным и постоянным.

В соответствии с изложенным, а также с целью упро­щения расчетов, в эквивалентной схеме транзистора ос­тавлены только резисторы с сопротивлением rб, rэ и ис­точник тока, управляемый током β•iб.

Поскольку нас интересуют только переменные состав­ляющие токов и напряжений, то величиной Ек и сопро­тивлением источника питания Ек пренебрегают. Будем считать, что RГ = 0 и влиянием резисторов R1 и R2 на ко­эффициент усиления переменного сигнала ивх можно пре­небречь.

Рассмотрим линейную эквивалентную схему для сред­них частот, изображенную на рис. 3.

Рис. 3

 

 

Ценность этой схемы не ограничивается тем, что она позволяет выполнить ручной расчет режима усиления. Еще более важно то, что эта схема помогает уяснить вли­яние параметров различных элементов усилителя на спо­собность усиливать входной сигнал. Из этой схемы хоро­шо видно, что для переменных составляющих токов и напряжений резисторы RK и RH включены параллельно. При ручных графических расчетах этот факт находит от­ражение в том, что на выходных характеристиках строят так называемую линию нагрузки на переменном токе ЛН~, наклон которой определяется величиной

Выше указывалось, что наклон линии нагрузки на по­стоянном токе ЛН= определяется величиной RK+ RЭ . Именно по линии ЛН~ перемещается рабочая точка РТ (не НРТ!), характеризующая режим работы усилителя при наличии переменного входного сигнала uвх. На рис. 4 указана амплитуда Uнт напряжения на нагрузке uН, равная амплитуде переменной составляющей напряжения uкэ, и соответствующие предельные точки k и е на линии ЛН~. При этом предполагается, что ток базы изменяется в пре­делах от iб1 до iб3

Рис. 4

 

Изобразим временные диаграммы, ха­рактеризующие работу усилителя (рис. 5).

 

Рис. 5

 

Обратим внимание на тот факт, что выходной сигнал ин сдвинут относительно входного ивх на 180 ۫, т. е. RC-усилитель инвертирует сигнал по фазе. Иногда этот факт под­черкивают тем, что считают коэффициент усиления по напряжению отрицательной величиной.

Коэффициент усиления усилителя по напряжению Кu является одним из наиболее важных параметров усилите­ля. При условии, что RГ = 0, коэффициент Кu определя­ется выражением

где Uвх.m —амплитуда входного напряжения uвх.

Обратимся к линейной эквивалентной схеме для сред­них частот (рис. 3). Обозначим через Iб.m амплитуду пе­ременной составляющей тока базы. Тогда амплитуда Iэ.m переменной составляющей тока эмиттера iэ равна (1 + β)·Iб.т величина Uвх определяется

Величина Uн.т определяется выражением

 

С учетом выражений для Uвх и U н.m получим

Обозначим через rд.оэ входное дифференциальное со­противление транзистора для схемы с общим эмиттером. Очевидно, что

В соответствии с этим можно записать:

Важными параметрами усилителя являются его входное и выходное сопротивления. Из линейной эквивалентной схемы, соответствующей принятым допущениям, хорошо видно, что входное сопротивление усилителя фактически является входным дифференциальным сопротивлением транзистора для схемы с общим эмиттером (rд.оэ). Очевид­но и то, что выходное сопротивление усилителя равно ве­личине RK.

Коэффициент усиления по току Ki определяют выра­жением

где Iвхm и Iнm — соответственно амплитуды тока источника входного сигнала и тока нагрузки.

В соответствии с принятыми допущениями Легко заметить, что

С учетом этого получим

АЧХ и ФЧХ усилителя аналогичны типовым характеристикам, рассмотренным в предыдущем параграфе. Спад АЧХ в области низких частот обусловлен уменьшением коэффициента усиления усилителя за счет увеличения реактивного сопротивления емкостей С1, С2, Сэ Спад АЧХ в области высоких частот обусловлен ограниченными частотными свойствами транзистора.



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
И медицинских работников. | Лекция №5 Системный анализ и его этапы


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Полезен материал? Поделись:

Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.002 сек.