Резистивно-емкостные усилители на биполярных транзисторах

RC-усилители в области средних частот, назначение компонентов их схемы. Сравнительный анализ функций схем, их вторичные параметры. RC-усилители в области больших времён и нижних частот. Порядок и этапы определения параметров частотных характеристик.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 22.02.2011
Размер файла 1,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Резистивно-емкостные усилители на биполярных транзисторах

RC-усилители в области средних частот

Назначение компонентов схемы:

R1, R2 - резистивный делитель в цепи базы, обеспечивает исходный потенциал базы, а, следовательно, и начальный ток базы. Обычно ток делителя IR1 = IR2, если Id =IБ 0

Rэ - терморегулирующий, термостабилизирующий резистор в цепи эмиттера транзистора, обеспечивает начальный потенциал эмиттера, а следовательно обеспечивает смещение рабочей точки Q, во-вторых стабилизирует напряжение смещения при изменениях температуры Rє Ом

Rк - нагрузочный резистор в цепи коллектора транзистора, на нём выделяется усиленная мощность (усиливает напряжение или ток). Все схемы усиливают по мощности Rк кОм

Rн - нагрузочный резистор усилителя, который может быть входным сопротивлением следующего каскада, обычно Rн Rвых

Cэ, Cб - блокирующие (шунтирующие) конденсаторы в цепи эмиттера или базы, то есть устраняется отрицательная обратная связь, а следовательно в схеме увеличивается усиление

C - разделительный конденсатор, который не пропускает постоянную составляющую в нагрузку Rн, а пропускает усиленный переменный сигнал в нагрузку C 10…100 мкФ

E - напряжение питания

E1 - генератор входного сигнала

Zг - внутреннее сопротивление генератора

Сравнительный анализ функций схем приведен в таблице:

Функции

RC-усилитель в схеме

Направление роста функции

RВХ

ОБ (маленькое)

ОЭ

ОК (большое)

KU

ОК

ОЭ

ОБ

KI

ОБ

ОЭ

ОК

KP

ОБ

ОК

ОЭ

RВЫХ

ОК

ОЭ

ОБ

Статический режим работы RC - усилителя

(E, U, tt)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.1.1

Динамический режим RC - усилителя

(E, U, t > t)

Рассмотрим RC - усилитель в схеме с ОЭ (t=tt)

Не зависимо от типа транзистора p-n-p или n-p-n, если входное напряжение положительной амплитуды UБЭ возрастает, то есть на базу «+», а на эмиттер «-», переменный ток базы IБ и переменный ток коллектора IK будут втекать внутрь транзистора, а ток эмиттера IЭ вытекать. Пусть входное напряжение U1 будет равным переменному току база-эмиттер UБЭ положительной полярности амплитуда будет возрастать (рис. 1.1.1.а, б), тогда транзистор Т - запирается по базе (постоянный и переменные составляющие направленные в разные стороны, а следовательно, ток коллектора IK будет уменьшаться, (рис. 1.1.1.в)), а значит RK параллельно Rн. Если переменный ток коллектора IK уменьшается, тогда уменьшается падение сопротивления нагрузки по переменному току, переменное напряжение коллектор-эмиттер отрицательной полярности UКЄ уменьшается.

В динамическом режиме все источники постоянного напряжения и блокирующие конденсаторы закорачиваются. Только схема с ОЭ инвертирует фазу входного напряжения, усиливает напряжение.

Входное напряжение равняется напряжению база-эмиттер положительной полярности, которое возрастает, а выходное напряжение, равное UКЄ отрицательной полярности уменьшается. U1=UБЭ и U2 = UКЄ.

RC - усилитель в схеме с ОБ (t=t3 t4)

Пусть входное напряжение U1 равное переменному напряжению положительной полярности UКЭ возрастает (рис. 1.1.1 а, б). Отпирается по эмиттеру увеличивающийся переменный ток коллектора IK, увеличивается падение напряжения, (рис. 1.1.1.в), RK параллельно Rн, возрастает напряжение положительной полярности UКЄ (рис. 1.1.1.г), выходное напряжение U2 равное переменному напряжению UКЄ будет равным суммарным напряжениям UКЄ и UБЭ и будет возрастать (рис. 1.1.1.д)

Найдем вторичные параметры схемы

1.RC-усилитель в схеме ОЭ

;

2.RC - усилитель в схеме ОБ

3.RC - усилитель в схеме ОК

RC-усилители в области больших времён и нижних частот

В области БВ и НЧ необходимо учитывать влияние блокирующих конденсаторов Сэ, СБ, С.

При частоте стремящийся к бесконечности и уже не шунтируется Сэ (RБ, СБ), следовательно в схеме действует ООС, которая уменьшает усиление в схеме. Но наибольшее влияние на усиление оказывает разделительный конденсатор, так как при выходное напряжение становится равным нулю.

Учтем влияние разделительного конденсатора полагая, что , .

На рис 1.2.1 приведена макромодель усилителя в НЧ.

рис 1.2.1

Найдём передаточную функцию схемы:

- коэффициент передачи усиления в области СЧ

Представим переходную функцию в нормированном виде:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.2.2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.2.3

Подадим на вход импульс длительностью ?:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.2.4

Тогда h(t) будет иметь вид:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.2.5

Происходит скол вершины импульса.

Разложим в ряд

Найдём частотные характеристики в области НЧ.

.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.2.6

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.2.7

АЧХ усилителей в нормированном виде:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.2.8

RC - усилители в области малых времен, верхних частот

В этой области необходимо учитывать влияние паразитных ёмкостей, а также паразитную ёмкость нагрузки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.3.1.

;

Рис. 1.3.2.

Со стороны выхода - учитываем паразитную ёмкость нагрузки (10-15пФ)

;

Рассмотрим RC - усилитель с ОБ.

Запишем передаточную функцию усилителя в схеме с ОБ:

;

Найдем переходную и импульсную характеристики.

Найдем изображение переходной характеристики:

; ;

- оригинал переходной характеристики.

- импульсная характеристика. (1.3.3)

Задавшись значением времени t (табл. 1.3.1), произведем вычисления по (1.3.2) и (1.3.3) и строим графики переходной и импульсной характеристики усилителя с ОБ в области МВ (рис. 1.3.3).

0

……….

0

……….

0

……….

0

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис. 1.3.3

Найдем временные параметры переходной характеристики. Для этого запишем передаточную функцию KU(p) в нормированном виде:

Найдем частотные характеристики усилителя в области средних частот:

(1.3.4) АЧХ

(1.3.5) ФЧХ

Задавшись значением частоты , произведем вычисления по (1.3.4) и (1.3.5) и строим графики АЧХ (а), ФЧХ (б), АФХ (в) (рис. 1.3.4)

0

……

…….

…….

…….

0

0

…….

-

…….

-

а)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

б)

в)Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.3.4.

Найдем параметры частотных характеристик, задавшись, допустим коэффициентом неравномерности МВД=0,707. Найдем коэффициент неравномерности АЧХ:

частота усилитель параметр

Найдем верхнюю граничную частоту:

;

;

RC усилитель в широком диапазоне времён и частот.

На рис 1.4.1 приведена обобщенная макромодель RC усилителя в широком диапазоне времён и частот.

Рис. 1.4.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.4.2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.4.3

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

рис 1.4.4

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Проектирование структурной схемы усилительного устройства звуковых частот. Составление принципиальных электрических схем и проведение расчета основных параметров регулятора амплитудно-частотных характеристик, оконечного и предоконечного каскадов.

    курсовая работа [167,5 K], добавлен 03.12.2010

  • Определение сигнальных параметров транзистора и разработка принципиальной схемы однокаскадного усилителя. Расчет сопротивления резисторов и составление схемы каскада в области средних частот. Линейная схема и повышение коэффициента усиления каскада.

    контрольная работа [316,5 K], добавлен 29.08.2011

  • Основные характеристики и параметры разрабатываемого усилителя напряжения низких частот. Обзор существующих устройств аналогичного назначения. Выбор и обоснование функциональной схемы. Расчет входного каскада. Оценка метрологических характеристик.

    контрольная работа [1,2 M], добавлен 17.12.2013

  • Операционные усилители общего применения. Прецизионные и программируемые операционные усилители. Разработка и расчет входного усилителя, компаратора с положительной обратной связью, фоточувствительного выпрямителя, фильтра частот, погрешностей устройства.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 22.08.2013

  • Виды транзисторных усилителей, основные задачи проектирования транзисторных усилителей, применяемые при анализе схем обозначения и соглашения. Статические характеристики, дифференциальные параметры транзисторов и усилителей, обратные связи в усилителях.

    реферат [185,2 K], добавлен 01.04.2010

  • Операционные усилители - идеальные усилители напряжения. Они применяются в аналоговой схемотехнике с отрицательной обратной связью. Операционный усилитель состоит из дифференциального входного каскада, промежуточного каскада усиления и оконечного каскада.

    лекция [351,0 K], добавлен 26.01.2009

  • Динамический режим работы усилителя. Расчет аналоговых электронных устройств. Импульсные и широкополосные усилители. Схемы на биполярных и полевых транзисторах. Правила построения моделей электронных схем. Настройка аналоговых радиотехнических устройств.

    презентация [1,6 M], добавлен 12.11.2014

  • Частотные и временные характеристики усилителей непрерывных и импульсных сигналов. Линейные и нелинейные искажения в усилителях. Исследование основных параметров избирательных и многокаскадных усилителей. Усилительные каскады на биполярных транзисторах.

    контрольная работа [492,6 K], добавлен 13.02.2015

  • Общая характеристика и принцип действия фильтров нижних частот. Схема простейшего низкочастотного фильтра. Схематическое изображение пассивного RC-фильтра нижних частот и его амплитудно-частотная характеристика. Области применения данных фильтров.

    презентация [3,2 M], добавлен 16.12.2013

  • Способы решения задач синтеза. Этапы расчета элементов фильтра нижних частот. Определение схемы заданного типа фильтра с минимальным числом индуктивных элементов. Особенности расчета фильтр нижних частот Чебышева 5-го порядка с частотой среза 118 кГц.

    контрольная работа [525,0 K], добавлен 29.06.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.