Схемотехника аналоговых электронных устройств
Методическое пособие - Радиоэлектроника
Другие методички по предмету Радиоэлектроника
?ы …………………………………………………..
Список использованных источников ……………………………..
5
5
5
7
13
15
15
17
18
27
35
38
42
46
49
53
53
56
57
58
58
64
64
67
70
71
74
75
75
76
77
80
80
80
83
84
94
94
94
98
101
104
106
106
108
112
114
116
119
124
124
131
138
138
144
145
147
152
154
157
159
159
161
161
165
170
176
176
1. ВВЕДЕНИЕ
Изучение дисциплины Схемотехника аналоговых электронных устройств (Схемотехника АЭУ) необходимо в плане создания аналоговых устройств и их применения при разработке аналоговых трактов различных радиоэлектронных средств.
Данное учебное пособие не дает полного изложения материала в части получения строгих расчетных соотношений, указывая лишь методику их получения. В определенной степени оно схоже с учебными пособиями [1,2]. Но, в отличие от последних, данное пособие содержит не только тот минимум материала, который необходим студенту для понимания физических основ функционирования АЭУ, а еще и расчетные соотношения, позволяющие проектировать АЭУ. При необходимости более глубокого рассмотрения отдельных теоретичиских вопросов рекомендуется воспользоваться литературой, на которую есть ссылки в соответствующих разделах пособия. Естественным образом предполагается, что студент, приступивший к изучению курса "Схемотехника аналоговых электронных устройств", в достаточной мере владеет необходимыми математическими навыками, знаком с основными понятиями в области теории электрических цепей и полупроводниковых приборов.
2. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ТРАНЗИСТОРАХ
2.1. Классификация усилительных устройств
Одна из основных функций, реализуемых аналоговыми устройствами, - усиление. Поэтому в курсе АЭУ особое внимание уделяется усилительным устройствам (УУ).
УУ называется устройство, предназначенное для повышения (усиления) мощности входного сигнала. Усиление происходит с помощью активных элементов за счет потребления мощности от источника питания. В УУ входной сигнал лишь управляет передачей энергии источника питания в нагрузку.
В качестве активных элементов чаще всего применяются транзисторы, такие УУ принято называть полупроводниковыми, или транзисторными.
УУ принято классифицировать по ряду признаков:
> по характеру усиливаемых сигналов - УУ непрерывных (гармонических) и УУ импульсных сигналов;
> по диапазону рабочих частот - УУ постоянного тока (=0 Гц) и УУ переменного тока. В свою очередь, УУ переменного тока в учебной литературе (и в данном пособии) подразделяются на:
усилители звуковых частот (от 20 до 20000 Гц) или низкочастотные усилители;
усилители высоких частот (ВЧ) ( до 300 МГц);
усилители сверхвысоких частот (СВЧ) ( › 300 МГц).
В специальной литературе принято классифицировать УУ переменного тока по диапазону рабочих частот согласно таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Границы частотных диапазонов
ДиапазонАббревиатураГраницы
диапазонаЕдиницы
измеренияОчень низкие частотыОНЧ3 - 30000ГцНизкие частотыНЧ30 - 300КГцСредние частотыСЧ300 - 3000КГцВысокие частотыВЧ3 - 30МГцОчень высокие частотыОВЧ30 - 300МГцУльтравысокие частотыУВЧ300 - 3000МГцСверхвысокие частотыСВЧ3 - 30ГГцКрайне высокие частотыКВЧ30 - 300ГГцГипервысокие частотыГВЧ300 - 3000ГГц
Кроме того, УУ ВЧ и СВЧ диапазонов подразделяются на:
узкополосные (, );
где - средняя частота рабочего диапазона УУ;
широкополосные ().
> импульсные усилители классифицируются по длительности усиливаемых импульсов на микро-, нано- и пикосекундные;
> по типу активных элементов УУ подразделяются на ламповые, транзисторные, квантовые и др.;
>по функциональному назначению УУ подразделяются на усилители напряжения, тока и мощности;
> по назначению УУ подразделяются на измерительные, телевизионные и т.д.
Кроме рассмотренных основных признаков УУ могут классифицироваться по ряду дополнительных признаков - числу каскадов, типу питания, конструктивному исполнению и т.д.
2.2. Основные технические показатели и характеристики УУ
Технические показатели УУ представляют собой количественную оценку его свойств. К техническим показателям относятся (рис.2.1):
входное сопротивление . Чаще всего носит емкостной характер;
выходное сопротивление . Чаще всего носит так же емкостной характер;
коэффициенты передачи:
по напряжению или просто :
,
где - фазовый сдвиг между входным и выходным сигналами.
Значение К на средних частотах рабочего диапазона УУ, обозначаемого как , называют коэффициентом усиления.
В логарифмических единицах:
.
Для n-каскадных УУ (каскады включены посл?/p>