ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Электротехника
  • Элементы электрических цепей
  • Схемы замещения источников
    электрической энергии
  • Анализ цепи переменного тока
     и входящих в нее элементов
  • Параллельное соединение резистивного
    и индуктивного элементов
  • Машины постоянного и переменного тока
  • Принцип действия асинхронного
    и синхронного двигателей
  • Принцип действия машин постоянного тока
  • Трансформаторы и электромагнитные устройства
  • Трансформатор
  • ПРИВЕДЕННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
  • ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ТРАНСФОРМАТОРОВ
  • ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
  • СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
  • Машины переменного тока
  •  Электрические машины разделяются
    на генераторы и электродвигатели
  • Коллекторные двигатели переменного тока
  • Разборка и сборка электродвигателя
    постоянного тока
  • Выполнению ремонтных работ
  • Электроника
  • Электрические и электронные аппараты
    и устройства
  • Некоторые лампы СВЧ диапазона
  • Полупроводниковые диоды
  • Тиристоры.
  • Выпрямители и инверторы промышленной частоты
  • Электронные усилители
  • Обратная связь в усилителях
  • Катодный и эмиттерный повторители
  • Усилители мощности
  • Повторитель напряжения
  • Шумы в усилителях
  • Генераторы электрических колебаний
  • RC-генераторы
  • Ждущий мультивибратор
  • Мультивибратор на ОУ
  • Цифровые электронные устройства
  • Реализация сложных логических функций
    на интегральных микросхемах
  • Последовательные цифровые устройства
  • Счётчик
  • Регистр
  • Комбинационное цифровое устройство
  •  Сумматоры
  • Импульсные генераторы
    на цифровых микросхемах
  • Охлаждение полупроводниковых приборов
  • Способы охлаждения полупроводниковых
    приборов
  • Воздушное, естественное
    и принудительное охлаждение
  • Системы охлаждения силовых модулей
  • Основные методы охлаждения
  • Расчет параметров охладителей
  • Выбор охладителя
  • Дискретные приборы
  •  

    Катодный и эмиттерный повторители.

    Глубокую ООС можно также осуществить в усилителях на лампе или транзисторе в схемах катодного или эмиттерного повторителей.

    Катодный и эмиттерный повторители.

    Рис. 5.10. (А) Катодный повторитель.

    Например, для усилителя на лампе (рис. 5.10 (A)) напряжение на аноде

    Ua =m (Uс-IaRk)= Ia(Ri+Rk), а анодный ток (Uс = U1)

      (5.12).

    Тогда при условии (1+m)Rk>>Ri коэффициент усиления схемы по напряжению

      (5.13).

    Таким образом, напряжение на выходе “повторяет” напряжение на входе.

    Схема эмиттерного повторителя (рис. 5.10 (Б)) аналогична катодному, где выходное напряжение будет сниматься с цепи эмиттера.

    Эмиттерный повторитель

    Рис. 5.10. (Б) Эмиттерный повторитель.

    5.4.Усилители постоянного тока.

    Усилитель постоянного тока (УПТ) предназначен для усиления медленно меняющихся напряжений, что обуславливают его специфические свойства:

    В схемах УПТ не могут быть использованы ни трансформаторы, ни разделительные конденсаторы, а для межкаскадных связей применяется только гальваническая связь в виде активных сопротивлений.

    Для УПТ важным является стабильность нулевого режима при отсутствии сигнала.

    Одна из главных причин дрейфа нуля – зависимость падения напряжения на эмиттерном переходе транзистора в активном режиме от температуры при постоянном токе эмиттера. Другой причиной дрейфа может являться нестабильность работы источника питания.

    В ряде случаев при усилении слабых по мощности сигналов усилитель должен иметь высокое значение входного сопротивления. Последнее достигается применением сильной ООС и усилительных элементов с большим входным сопротивлением: полевые транзисторы и специальные “электрометрические”лампы с источником тока 10-14¸10-15 А.

    Влияние нестабильности нуля может быть уменьшено применением стабильных источников питания, ООС, специальных схем и режимов работы.

    Типовая схема двухкаскадного УПТ приведена на рис. 5.11. Здесь для установки нуля используется мост R1¸R4 на входе и аналогичный мост Rэ2-Rк2-R5-R6 на выходе. Для установлении рабочей точки второго каскада может использоваться дополнительный источник Eсм. ООС в каждом каскаде, обусловленная сопротивлениями Rэ1 и Rэ2, стабилизирует коэффициент усиления и рабочие точки транзисторов.

    Схема двухкаскадного УПТ

    Рис. 5.11. Схема двухкаскадного УПТ.

    В многокаскадных схемах для усиления слабых сигналов применяют схему УПТ с преобразованием постоянного напряжения в переменное, с последующим усилением переменного сигнала и обратного преобразования в постоянный (рис. 5.12)

     Схема УПТ с преобразованием

    Рис. 5.12. Схема УПТ с преобразованием.

    Преимущество УПТ с преобразованием:

    Значительно меньший уровень дрейфа нуля, позволяющий усиливать слабые сигналы.

    Малая чувствительность к колебаниям питающего напряжения.

    Высокий коэффициент усиления.

    К недостатком УПТ с преобразованием можно отнести сложность схемы.

    Узкополосные (резонансные) усилители.

    Резонансные усилители (РУ) предназначены для усиления сигналов в узкой частотной области. Главной отличительной особенностью РУ является их избирательность, т.е. усиление одного “полезного” сигнала и в тоже время максимальное ослабление остальных “мешающих” сигналов. Дополнительное свойство РУ – высокая чувствительность за счет уменьшение собственных шумов.

    Схемы узкополосных усилителей приведены на рис. 5.13. Избирательность достигается применением в качестве коллекторной нагрузки параллельного колебательного контура (рис. 5.13 (а)). При работе РУ в линейном режиме коэффициент усиления будет равен:

     (5.14),

    где Q, r и wо – добротность, характеристическое сопротивление и резонансная частота контура, Dw - сдвиг частоты от резонанса, S – крутизна характеристика транзистора.

    Резонансный усилитель

    Рис.5.13. Резонансный усилитель:

     (а) с параллельным колебательным контуром в цепи коллектора, (б) с системой связанных контуров в цепи коллектора.

     Полоса пропускания ближе к прямоугольной (полосовой) форме будет в системе связанных контуров, используемого в полосовых усилителях (рис. 5.13 (б)).

    Резонансный характер коллекторной нагрузки позволяет использовать транзистор в нелинейном режиме, обеспечивая уменьшение шумов и увеличение коэффициента полезного действия. С помощью RэCэ эмиттерной цепи рабочая точка может сдвигаться даже в область отсечки (начала) характеристики. Формула (5.14) сохраняет свой вид, если вместо крутизны характеристики транзистора S взять среднюю крутизну для первой гармоники:

      (5.15),

    где q - угол отсечки, определяемый из соотношения

     (5.16).

      Здесь UH – начало прямолинейного участка кусочно-линейной аппроксимации ВАХ транзистора, Uо – рабочая точка, Uвх – амплитуда входного гармонического сигнала.

     При низких частотах f<1 кГц получить узкую частотную характеристику с помощью колебательного контура сложно. В этих случаях используют частотно-зависимую ОС, например, схему с двойным T-образным мостом (рис. 5.14). Коэффициент передачи ОС такого усилителя будет

     (5.17).

    На частоте wо =1/RC ООС отсутствует и коэффициент усиления максимален, а при

    wRC >>1 и wRC <<1 коэффициент передачи ОС b стремиться к единице, коэффициент усиления РУ к нулю.

    Резонансный усилитель с частотно-зависимой ОС.

    Рис.5.14. Резонансный усилитель с частотно-зависимой ОС.

    На высоких частотах f>10 МГц применение связанных контуров также затруднено.

    Иногда в качестве полосовых фильтров используют монолитный пьезокерамические резонаторы (ПЭР) с акустической связью (рис. 5.15).

    Полосовой усилитель на полевом транзисторе с пьезокерамическим резонатором

    Рис.5.15. Полосовой усилитель на полевом транзисторе с пьезокерамическим резонатором с акустической связью.

    ПЭР с акустической связью позволяют получить большое затухание сигнала вне полосы пропускания, так как сигнал может распространяться от одного резонатора к другому акустически без электрической связи только на резонансной частоте резонаторов

    Реализация сложных логических функций на интегральных микросхемах