Презентация «УСИЛИТЕЛИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ»

Pic.1

УСИЛИТЕЛИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

Pic.2

ОСНОВНЫЕ ТЕМЫ ЛЕКЦИИ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИ-ЛИТЕЛЕЙ ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ ВЛИЯНИЕ ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ НА ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИ-ЛИТЕЛЕЙ УСТОЙЧИВОСТЬ УСИЛИТЕЛЕЙ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ КЛАССЫ …

Pic.3

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЕЙ Важнейшими характеристиками усилителя являются: коэффициент усиления, полоса пропускания (диапазон рабочих частот усилителя), входное и выходное сопротивление, …

Pic.4

КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ – отношение установившихся значений выходного и входного сигналов усилителя. КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ – отношение установившихся значений выходного и входного сигналов усилителя. В …

Pic.5

В общем случае коэффициенты усиления являются комплексными величинами, что отражает наличие фазовых искажений усиливаемого сигнала. В общем случае коэффициенты усиления являются комплексными …

Pic.6

Поскольку мощность пропорциональна квадрату тока или напряжения, то для коэффициентов усиления по току и напряжению можно записать: Поскольку мощность пропорциональна квадрату тока или напряжения, то …

Pic.7

ПОЛОСА УСИЛИВАЕМЫХ ЧАСТОТ – диапазон рабочих частот ΔF, в пределах которого коэффициент усиления по напряжению (или току) не снижается ниже значения от своего максимального значения. ПОЛОСА …

Pic.8

Если коэффициент усиления определяется в дециБелах, то значениям граничных частот Fн и Fв соответствует уменьшение коэффициента усиления на 3 дБ. Если коэффициент усиления определяется в дециБелах, …

Pic.9

На практике часто амплитудно-частотные характеристики строят в логарифмическом масштабе (как по оси частот f, так и по оси коэффициента усиления kU) и вместо плавных изогнутых линий используют …

Pic.10

Такие линейные асимптотические графики в логарифмическом масштабе называют – логариф-мические амплитудно-частотные характеритсики – ЛАЧХ. Такие линейные асимптотические графики в логарифмическом …

Pic.11

ВХОДНОЕ И ВЫХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ – важнейшие параметры усилительных устройств. Их значения должны учитываться при согласовании усилительного устройства как с источником входного сигнала, так и с …

Pic.12

ИСКАЖЕНИЯ СИГНАЛОВ В УСИЛИТЕЛЕ связано, во-первых, с нелинейной зависимостью приращений выходного сигнала от приращений входного, обусловленной нелинейностью ВАХ применяемых элементов, и, во-вторых, …

Pic.13

Причина возникновения нелинейных искажений поясняется на рис. Причина возникновения нелинейных искажений поясняется на рис. При воздействии на вход усилительного устройства гармонического …

Pic.14

Появление этих гармоник обусловлено нелинейной зависимостью коэффициента усиления от величины входного сигнала. Появление этих гармоник обусловлено нелинейной зависимостью коэффициента усиления от …

Pic.15

Частотные амплитудно-фазовые искажения (линейные искажения) усилительного устройства оценивают по виду его амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик (АЧХ и ФЧХ). Частотные …

Pic.16

ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ Понятие "ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ" (ОС) относится к числу распространенных, оно давно вышло за рамки узкой области техники и употребляется сейчас в широком смысле. В …

Pic.17

Отрицательная обратная связь (ООС) – это процесс передачи части выходного сигнала обратно на вход усилителя в противофазе, при этом погашается часть входного сигнала. Отрицательная обратная связь …

Pic.18

Uвых = Uвх_сум • kU Uвых = Uвх_сум • kU Uвх_сум = Uвх – Uвых • bос Коэффициент усиления по напряжению с ООС равен: kU_ООС = Uвых / Uвх = kU / (1 + bос • kU). Введение в усилитель ООС уменьшает …

Pic.19

Для ПОС сигнал обратной связи Uвых • bос подается в фазе по отношению ко входному сигналу Uвх, т. е. сигнал обратной связи суммируется с входным: Для ПОС сигнал обратной связи Uвых • bос подается в …

Pic.20

Если коэффициент передачи цепи обратной связи bос достигнет значения 1/kU, то знаменатель в обращается в нуль, т. е. коэффициент усиления с ПОС равен бесконечности. Если коэффициент передачи цепи …

Pic.21

По способу передачи выходного сигнала ОС разделяется на: По способу передачи выходного сигнала ОС разделяется на: ОС по выходному напряжению – с выхода снимается часть напряжения сигнала и подается …

Pic.22

По способу подачи сигнала на вход усилителя ОС разделяется на: По способу подачи сигнала на вход усилителя ОС разделяется на: последовательная ОС – сигнал ОС подается на вход усилителя …

Pic.23

Комбинируя два способа передачи выходного сигнала и два способа подачи сигнала ОС на вход усилителя, можно получить четыре схемы усилителей с обратной связью: Комбинируя два способа передачи …

Pic.24

На этих рисунках усилитель с коэффициентом усиления kU (изображен как четырехполюсник) имеет два входа (неинвертирующий и инвертирующий) и два выхода. На этих рисунках усилитель с коэффициентом …

Pic.25

ВЛИЯНИЕ ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ НА ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСИЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ПОЛОСА УСИЛИВАЕМЫХ ЧАСТОТ. Введение ООС всегда расширяет полосу усиливаемых частот.

Pic.26

Если усилитель охвачен цепью ООС, глубина которой (1 + bос • kU) = 10. Тогда коэффициент уси-ления с ООС равен: Если усилитель охвачен цепью ООС, глубина которой (1 + bос • kU) = 10. Тогда …

Pic.27

НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ. Введение в усилительное устройство цепи ООС снижает как коэффициент нелинейных искажений Кни, так и влияние на его выходной сигнал внешних помех: НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ. Введение …

Pic.28

ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. Изменение входного сопротивления усилителя, охвачен-ного цепью ООС, зависит только от способа ее введения во входную цепь устройства и не зависит от того, каким образом этот …

Pic.29

Увеличение входного сопротивления можно объяснить следующим образом: Увеличение входного сопротивления можно объяснить следующим образом: при введении последовательной ООС на входе усилителя …

Pic.30

При введении ПОС ситуация меняется на противоположную. Напряжение ПОС складывается на входе усилителя с напряже-нием источника входного сигнала, что приводит к увеличению входного тока – это …

Pic.31

Введение в усилитель параллельной ООС уменьшает входное сопротивление, так как фактически увеличивается ток, вытекающий из источника входного напряжения, за счет тока, протекающего в цепи ООС. …

Pic.32

ВЫХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ усили-тельного устройства, охваченного цепью обратной связи, зависит только от способа снятия сигнала обратной связи и не зависит от того, каким образом этот сигнал введен в …

Pic.33

Любая ООС стремится поддержать неизменным значение того параметра, который используется для получения сигнала обратной связи. Любая ООС стремится поддержать неизменным значение того параметра, …

Pic.34

Для случая усилителя с ПОС по выходному напряжению получим: Для случая усилителя с ПОС по выходному напряжению получим: Zвых_ПОС = Zвых / (1 – bос • kU). При bос > 1/ kU – выходное сопротивление …

Pic.35

Введение в усилитель ООС по выходному току увеличивает его выходное сопротив-ление: Введение в усилитель ООС по выходному току увеличивает его выходное сопротив-ление: Zвых_ООС = Zвых + Zдоб • bос • …

Pic.36

Для случая усилителя с ПОС по выходному току получим: Для случая усилителя с ПОС по выходному току получим: Zвых_ООС = Zвых – Zдоб • bос • kU , Как следует из приведенного выражения, при определенном …

Pic.37

ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЕ ИСКАЖЕНИЯ при введении ООС уменьшаются в глубину отрицательной обратной связи раз: ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЕ ИСКАЖЕНИЯ при введении ООС уменьшаются в глубину отрицательной обратной связи раз: …

Pic.38

Выводы: Введение цепи ОС может изменить основные параметры усилительного устройства как количественно, так и качественно (напри-мер, выходное сопроивление усилителя может превратиться из …

Pic.39

Способы введения и снятия сигналов ОС могут влиять на характер воздействия обратной связи на параметры усилителя; Способы введения и снятия сигналов ОС могут влиять на характер воздействия обратной …

Pic.40

Устойчивость усилителя В реальных усилителях, охваченных обратной связью, всегда имеются реактивные элементы, накапливающие энергию. Даже в усилителях на резисторах имеются такие элементы – …

Pic.41

Применение обратной связи тесно связано с проблемой устойчивости усилителя. Применение обратной связи тесно связано с проблемой устойчивости усилителя. Для правильного построения усилительного …

Pic.42

Условие устойчивости состояния покоя усилительного устройства заключается в том, что после прекращения действия входных сигналов или внешних воздействий (изменение питающих напряжений, изменение …

Pic.43

Следует отметить, что свойство устойчивости относится к усилительному устройству, содержащему цепь ОС. Это может быть: Следует отметить, что свойство устойчивости относится к усилительному …

Pic.44

Об устойчивости системы с обратной связью можно судить по характеристикам разомкнутого тракта Об устойчивости системы с обратной связью можно судить по характеристикам разомкнутого тракта

Pic.45

Частотный критерий устойчивости для систем с обратной связью можно разделить на три пункта: Частотный критерий устойчивости для систем с обратной связью можно разделить на три пункта: если при …

Pic.46

система с обратной связью неустойчива, если имеются частоты, при которых одновременно выполняются два условия: система с обратной связью неустойчива, если имеются частоты, при которых одновременно …

Pic.47

КЛАССЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ В зависимости от значения и знака напряжения смещения и напряжения сигнала в схеме транзисторного каскада возможно несколько принципиально различных режимов его работы, …

Pic.48

Работа усилителя в классе А характеризуется низким коэффициентом полезного действия – КПД, который теоретически не может превышать 0,25. Работа усилителя в классе А характеризуется низким …

Pic.49

Это объясняется постоянным током коллектора Iк вне зависимости от наличия или отсутствия входного сигнала, в результате чего на транзисторе рассеивается мощность P = Uкэ • Iк. Это объясняется …

Pic.50

Класс усиления В Режим работы транзисторного каскада, при котором ток в выходной цепи транзистора протекает только в течение половины периода изменения напряжения входного сигнала, называется режимом …

Pic.51

Это способствует суще-ственному улучшению энергетических показа-телей каскада за счет значительного (по срав-нению с режимом клас-са А) снижения мощно-сти, рассеиваемой на транзисторе в режиме покоя …

Pic.52

Транзистор n-p-n VT1 усиливает только положительную полуволну входного напряжения, а транзистор p-n-p VT2 – отрицательную полуволну Транзистор n-p-n VT1 усиливает только положительную полуволну …

Pic.53

«УСИЛИТЕЛИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ», слайд 53

Pic.54

На графиках в области параметров изображены полуволны базового тока отдельно для каждого транзистора (IбVT1, IбVT2). На графиках в области параметров изображены полуволны базового тока отдельно для …

Pic.55

Выходное напряжение на нагрузке имеет искажения в виде «ступеньки» вблизи нулевого выходного напряжении. Выходное напряжение на нагрузке имеет искажения в виде «ступеньки» вблизи нулевого выходного …

Pic.56

Максимальный (теоретический) КПД усилителя, работающего в режиме класса В достигает 0,78. Максимальный (теоретический) КПД усилителя, работающего в режиме класса В достигает 0,78. Но в реальных …

Pic.57

Усилители мощности звуковых частот очень редко работают в режиме класса В в связи со значительными нелинейными искажениями типа «ступенька». Усилители мощности звуковых частот очень редко работают в …

Pic.58

КПД усилителя, работающего в режиме класса АВ, обычно составляет 0,5 ÷ 0,6. Это меньше, чем КПД усилителя класса В, но значительно лучше, чем у усилителя, работающего в классе А. КПД усилителя, …

Pic.59

Класс усиления С Режим работы усилителя, при котором ток в выходной цепи транзистора протекает на временном интервале меньшем половины периода входного сигнала, называется режимом усиления класса С. …

Pic.60

Этот режим применяется в мощных резонансных усилителях радиопередающих устройств. Этот режим применяется в мощных резонансных усилителях радиопередающих устройств. На вход усилителя подается …

Pic.61

Класс усиления D Режим усиления, при котором усилительные элементы выходного каскада могут находиться только в состоянии включено (режим насыщения биполярного транзистора) или выключено (режим …

Pic.62

При положительном входном импульсе открыва-ются транзисторы VT1 и VT2, транзисторы VT3 и VT4 – закрыты. При положительном входном импульсе открыва-ются транзисторы VT1 и VT2, транзисторы VT3 и VT4 – …

Pic.63

Усиливаемое переменное напряжение показано на рис. пунктирной линией. Усиливаемое переменное напряжение показано на рис. пунктирной линией. При отсутствии входного сигнала средний уровень выходного …

Pic.64

Осциллограмма тока изображена ломаной линией в виде треугольных импульсов. Поэтому даже при отсутствии входного сигнала через транзисторы (которые работают в режиме насыщения) течет ток и …

Pic.65

Кроме заметной потребляемой мощности в отсутствии входного переменного напряжения эта схема имеет и еще один существенный недостаток: Кроме заметной потребляемой мощности в отсутствии входного …

Pic.66

Значительно лучший КПД у ключевых усилителей, работающих в режиме класса DB. Значительно лучший КПД у ключевых усилителей, работающих в режиме класса DB. Основное отличие схемы такого усилителя от …

Pic.67

При отсутствии усиливаемого сигнала оба мощных ключевых транзистора VT2 и VT4 закрыты и токи в схеме не протекают. При отсутствии усиливаемого сигнала оба мощных ключевых транзистора VT2 и VT4 …

Pic.68

Аналогично, при отрицательной полуволне усиливаемого сигнала входными импульсами Uвх2 открывается только ключевой транзистор VT4, который работает в паре с демпфирующим диодом VD1. Аналогично, при …

Pic.69

Вопросы для экспресс-контроля

Pic.70

Вопросы для экспресс-контроля

Pic.71

ЛЕКЦИЯ ОКОНЧЕНА СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

Скачать презентацию

Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!