Лекции по "Схемотехнике аналоговых устройств"
Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Февраля 2013 в 00:47, курс лекций
Описание работы
1. Принцип электронного усиления и классификация усилителей
2. Основные показатели качества усилительных устройств
3. Анализ работы УК с помощью ВАХ
4. Критерии выбора положения ИРТ
5 Принципы обеспечения заданного положения ИРТ
Работа содержит 45 файлов
1
Принципы построения многокаскадных усилительных трактов
Как правило, требуемое усиление сигнала трудно получить от одного
каскада. В таких случаях усилительные тракты делают многокаскадными.
Многокаскадные усилительные тракты различаются по способу электриче-
ской связи между каскадами или видом цепей межкаскадной связи. Рассмот-
рим их.
1. Емкостная связь.
В этом случае работа каскадов на постоянном токе реализуется незави-
симо, а связь между каскадами по переменному току осуществляется с по-
мощью разделительных конденсаторов.
Например, два каскада по схемам ОЭ строятся, как показано на рис. 1.
Рис. 1
В этой схеме связь между каскадами выполнена с помощью конденсато-
ра С
р2
. Поучительно для полных принципиальных схем строить их эквива-
лентные схемы на переменном токе. В этом случае все конденсаторы и ис-
точники ЭДС заменяются короткими замыканиями, а все катушки и источни-
ки постоянного тока – разрывами цепей. Для схемы, изображенной на рис. 1
эквивалентная схема на переменном токе приведена на рис. 2
Рис. 2
2
Заметим, что замена конденсаторов короткими замыканиями, а катушек
разрывами допустима только в том случае, если во всем диапазоне рабочих
частот емкостное сопротивление конденсатора пренебрежимо мало по срав-
нению с сопротивлениями окружающих его цепей, а индуктивное сопротив-
ление катушки значительно превышает сопротивления окружающих ее це-
пей.
Другой пример схемы с емкостными связями между каскадами приведен
на рис. 3
Рис. 3
Это комбинация каскадов ОК, ОЭ, ОК. Здесь конденсаторы С
р2
и С
р3
служат для связи между каскадами на переменном токе и разделения цепей
на постоянном токе.
В общем случае емкостная связь между двумя каскадами может быть
представлена эквивалентной схемой (рис. 4).
Рис. 4
Комплексный коэффициент передачи этой цепи от источника к зажимам
2-2' выражается соотношением
( )
( )
( )
вх(
1)
2
2
вых
вх(
1)
р
ω
ω
1
ω
ω
N
N
N
N
R
U j
K j
E
j
R
R
j С
+
+
=
=
+
+
.
3
Зависимость модуля этого коэффициента передачи от частоты приведе-
на на рис. 5
Рис. 5
Разделительная емкостная связь есть фильтр нижних частот с граничной
частотой среза
н
ω . Для того, чтобы самые нижние частоты спектра сигнала
передавались без существенного затухания, емкости разделительных конден-
саторов должны быть достаточно большими.
2. Трансформаторная связь
Разделять цепи на постоянном переменном токах можно не только с
помощью конденсаторов, но и с помощью трансформаторов. Пример схемно-
го построения двух каскадов ОЭ с трансформаторной связью приведен на
рис. 6
4
Рис. 6
Приведенные 2 варианта схемы отличаются только способом подачи по-
стоянного напряжения на базу второго транзистора.
Трансформаторы позволяют не только гальванически разделять цепи, но
обеспечивать трансформацию сопротивлений, обеспечивая согласование им-
педансов. В частности нагрузкой первого каскада будет входное сопротивле-
ние второго с учетом коэффициента трансформации.
Если трансформаторы считать идеальными, то эквивалентная схема на
переменном токе для второй из схем рис. 6 может быть изображена так, как
это представлено на рис. 7.
Рис. 7
5
Рассмотренные виды связей – это связи с гальванической развязкой кас-
кадов или с развязкой по постоянному току. Другой тип связей – непосредст-
венные связи или связи без гальванической развязки.
3. Непосредственная связь с местными обратными связями
При соединении каскадов без гальванической развязки возникает задача
обеспечения стабилизации положения ИРТ. Это может быть сделано с по-
мощью местных обратных связей в каждом каскаде. Примеры непосредст-
венной связи между двумя каскадами ОЭ приведены на рис. 8
Рис. 8
В первом случае используются транзисторы одного типа проводимости,
во втором случае – противоположного.
На рис. 9а приведен пример непосредственной связи каскадов ОК и ОБ,
а на рис. 9б – несколько иное начертание этой же схемы. В последнем случае
видна полная симметрия схемы на постоянном токе.
Рис. 9
6
4. Непосредственная связь с общими обратными связями
Использование общей обратной связи, охватывающей несколько каска-
дов, для стабилизации положения ИРТ также удобнее всего рассмотреть на
примерах. На рис. 10 приведены 2 варианта непосредственной связи между
каскадами ОЭ-ОЭ, но с различными способами организации общей обратной
связи.
Рис. 10
Важно, чтобы общая обратная связь была отрицательной. Поэтому для
петли обратной связи в обоих случаях один из транзисторов включается по
схеме, отличной от ОЭ.
7
5. Последовательное питание
Другим способом непосредственной связи является схема с последова-
тельным питанием (каскодная схема). Примеры каскодного соединения при-
ведены на рис. 11
Рис. 11
Две приведенные схемы иллюстрируют различные способы подачи на-
чальных смещений на базы транзисторов. В этих схемах нижний транзистор
включен по схеме ОЭ, а верхний – по схеме ОБ.
Информация о работе Лекции по "Схемотехнике аналоговых устройств"