УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
В этом разделе рассматриваются инженерные методы расчета усилительных каскадов на биполярных и полевых транзисторах, вычитающего и интегрирующего операционных усилителей, влияние обратной связи на параметры усилителя. Задача 2.2.1.В двухкаскадном транзисторном усилителе с ОС последовательно-параллельного типа определить собственный коэффициент усиления , если необходимо ограничить изменение результирующего коэффициента усиления в заданных пределах (табл. 2.2.1) при изменениях каждого транзистора в 2 раза. Рассчитать входное и выходное сопротивления усилителя, если заданы входные и выходные сопротивления усилительного каскада .
Таблица 2.2.1 Методические указания Для решения задачи необходимо использовать известное выражение, связывающее коэффициенты усиления замкнутого усилителя , разомкнутого усилителя и коэффициент передачи цепи обратной связи . Так как в этом выражении два неизвестных коэффициента и , то их необходимо включить в систему двух уравнений. В первое уравнение, связывающее , и , подставляется исходное заданное значение . Во втором аналогичном уравнении вместо берется в соответствии с изменением коэффициента двух транзисторов, а вместо подставляется увеличенное его значение как следствие изменения . Получив из этой системы уравнений значение коэффициента , можно рассчитать сопротивления и , которые определяются глубиной ОС, то есть отношением . Задача 2.2.2.Составить и рассчитать схему транзисторного и усилительного каскада с общим эмиттером, определить его коэффициент усиления , входное сопротивление и выходное сопротивление для условий холостого хода и при включенной нагрузке . Построить диаграммы напряжений на входе, коллекторе и нагрузке. В схеме предусмотреть эмиттерную стабилизацию режима работы транзистора. Исходные данные: – напряжение питания ; – сопротивление резистора в цепи коллектора (табл. 2.2.2); – частота входного сигнала ; – параметры транзистора .
Таблица 2.2.2 Методические указания Расчет каскада начинают с определения рабочей точки транзистора , обеспечивающей режим работы каскада в классе . Используя коэффициент передачи транзистора , определяют рабочий ток базы и напряжение , по которому рассчитываются сопротивления базового делителя. При этом задают ток делителя и напряжение на эмиттере Емкость конденсаторов на входе, выходе и эмиттере определяется из условия « , где – сопротивление резистора , или . Параметры усилительного каскада , и рассчитываются по известным формулам, при этом для нагруженного усилительного каскада вместо подставляется эквивалентное сопротивление . При построении диаграммы напряжения на коллекторе необходимо учитывать постоянную составляющую , а также сдвиг фазы этого сигнала относительно входного. В связи с малым значением сопротивлений и емкость конденсаторов может быть значительной (10 – 100 МкФ). Поэтому выбираются конденсаторы, например, типа К50 – 16 . Номинальные значения емкости этих конденсаторов соответствуют ряду Е12, а рабочие напряжения выбираются из ряда: 6,3; 10; 15; 20; 25 В и т. д. Задача 2.2.3.Представить схему вычитающего операционного усилителя (ОУ), в котором сигнал через резистор подается на инвертирующий вход, сигнал подводится через делитель напряжения к неинвертирующему входу, а в цепи ОС включен резистор . Выбрать и обосновать теоретически сопротивления резисторов , в делителе напряжения, рассчитать выходной сигнал вычитающего ОУ при заданных входных сигналах и (табл. 2.2.3). Таблица 2.2.3
Определить входное сопротивление по каждому из входов и , учитывая собственные параметры усилителя: , , . Методические указания Определение выходного напряжения осуществляется методом суперпозиции с использованием коэффициентов передачи ОУ по инвертирующему и неинвертирующему входам. Последние рассчитываются по известным зависимостям, приведенным в литературе. При определении входного сопротивления по неинвертирующему входу необходимо учитывать сопротивления делителя , , а коэффициент принять равным . Задача 2.2.4.Составить схему интегрирующего операционного усилителя (ОУ) со сбросом заряда конденсатора. Определить максимальный уровень выходного напряжения ОУ при двух видах входного сигнала: четырех однополярных импульсах со скважностью и переменном напряжении прямоугольной формы. Построить в соответствующем масштабе диаграммы напряжений на входе и выходе ОУ. Исходные данные: – сопротивление входного резистора ; – емкость конденсатора в цепи ОС ; – амплитуда входного сигнала и его частота заданы в табл. 2.2.4. Таблица 2.2.4
Методические указания Выходное напряжение интегрирующего ОУ для рассматриваемого случая можно определить, учитывая его реакцию на ступенчатый входной сигнал , (2.2.1) где – начальное напряжение на выходе ОУ. Перед вычислением выходного напряжения целесообразно построить диаграммы сигналов на входе и выходе интегратора. Как следует из выражения (2.2.1), выходное напряжение ОУ линейно нарастает за время действия каждого входного импульса. В паузах между импульсами это напряжение остается неизменным. При знакопеременном входном напряжении конденсатор перезаряжается в каждом полупериоде и на выходе ОУ формируется переменное напряжение треугольной формы. При построении диаграмм необходимо учитывать смену знака выходного сигнала относительно входного, а также удвоение скорости изменения напряжения при переменном входном сигнале. Определив по диаграммам фактическое время интегрирования при заданной частоте (и количестве) входных импульсов, подставляют эту величину в выражение (2.2.1) для определения напряжения . Рекомендуемая литература
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (440)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |