- •Кафедра радиотехники
- •Информация о дисциплине
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.2. Объём дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.3. Перечень видов практических занятий и контроля
- •Раздел 6.
- •Раздел 7.
- •Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникационной технологии
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1 Практические занятия (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.1.2 Практические занятия (заочная форма обучения)
- •2.5.2. Лабораторные работы
- •2.5.2.1 Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)
- •2.5.2.2 Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •Показатели и характеристики аналоговых электронных устройств
- •3.2.1.1.Основные определения и классификация аналоговых электронных устройств
- •3.2.1.2. Основные энергетические показатели усилителя и количественная оценка усиления
- •3.2.1.3. Искажения, вносимые усилителем
- •Частотные искажения
- •Фазочастотные искажения
- •3.2.1.5. Переходные искажения
- •3.2.1.6. Связь между переходной и частотной характеристиками
- •Нелинейные искажения
- •Методы количественной оценки нелинейных искажений
- •3.2.1.8. Помехи и шумы
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.2. Обратная связь и её влияние на показатели и характеристики аналоговых электронных устройств
- •3.2.2.1. Основные определения и классификация видов обратной связи
- •3.2.2.2. Эквивалентные параметры усилителя с обратной связью Обратная связь по напряжению последовательного типа
- •Обратная связь по току последовательного типа
- •Обратная связь по напряжению параллельного типа
- •Эквивалентное входное сопротивление усилителя с обратной связью Последовательное введение обратной связи
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.3. Транзисторный усилительный каскад
- •3.2.3.1. Постановка задачи и упрощающие предположения
- •3.2.3.2. Схемы включения транзистора и их обобщение.
- •3.2.3.3. Первичные параметры транзистора и методы расчёта технических показателей каскада для включения об, оэ, ок
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.4. Обеспечение и стабилизация режима работы транзисторов по постоянному току
- •3.2.4.1. Основные способы осуществления исходного режима транзистора
- •Дестабилизирующие факторы
- •3.2.4.2. Стабилизация исходного режима
- •Коллекторная стабилизация
- •Эмиттерная стабилизация
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.5. Каскады предварительного усиления
- •3.2.5.1. Резистивный каскад оэ
- •Выбор исходного режима
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.6. Оконечные усилительные каскады
- •3.2.6.1. Работа транзистора при больших уровнях сигнала Построение динамических характеристик
- •Выходная динамическая характеристика
- •Входная динамическая характеристика
- •Проходная и сквозная динамические характеристики
- •Режимы работы транзистора
- •3.2.6.3. Двухтактные оконечные каскады
- •Двухтактный каскад усиления в режиме «а»
- •3.2.6.4. Схемы двухтактных оконечных каскадов и их свойства
- •Двухтактные каскады с параллельным питанием
- •Двухтактные каскады с последовательным питанием
- •Вопросы для самопроверки
- •Операционные усилители
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.8. Устройства регулировки усиления, перемножения и деления сигналов Регуляторы усиления
- •Плавная регулировка усиления
- •Ступенчатые регуляторы
- •Устройства перемножения и деления сигналов
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.9. Усилители высокой чувствительности
- •Вопросы для самопроверки
- •3.2.10. Активные rc–фильтры
- •Звенья фнч и фвч первого порядка
- •Вопросы для самопроверки
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь терминов)
- •3.4. Методические указания к выполнению лабораторных работ общие указания
- •Охрана труда и техника безопасности
- •Работа 1 исследование свойств отрицательной обратной связи
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчёта
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчёта
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V.Содержание отчёта
- •Работа 4 исследование оконечного каскада при работе транзисторов в режиме «а»
- •I. Цель работы
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчёта
- •III. Порядок выполнения работы
- •IV. Содержание отчёта
- •3.5. Методические указания к проведению практических занятий
- •Практическое занятие № 1
- •Расчёт делителя в цепи базы транзистора Каскады предварительного усиления представляют собой обычно резис-тивный каскад оэ или ок с эмиттерной стабилизацией исходного режима ра-боты транзистора.
- •Для каскада ок, схема которого изображена на рис. 2:
- •Практическое занятие № 2 Расчёт элементов низкочастотной и высокочастотной коррекции частотных характеристик каскада
- •Практическое занятие № 3 Расчёт транзисторов оконечного каскада по выходной и входной цепям
- •4. Блок контроля освоения дисциплины Общие указания
- •4.1. Задание на контрольную работу и методические указания к её выполнению.
- •Методические указания к выполнению контрольной работы
- •Содержание расчётов
- •4.2. Задание на курсовой проект и методические указания по его выполнению
- •Задачи проектирования и порядок выполнения курсового проекта
- •4.2.2. Варианты заданий в зависимости от функционального назначения рассчитываемые усилите-ли делятся на основные четыре группы.
- •4.2.3. Выбор технических решений
- •4.2.3.1. Оконечный каскад
- •4.2.3.2. Выбор типа оконечных транзисторов
- •4.2.3.3. Энергетический расчёт режима оконечного каскада
- •Расчёт по выходной цепи и далее был выполнен в контрольной работе (раздел 4.1, пункты 1…15).
- •4.2.3.4. Расчёт коэффициента гармоник оконечного каскада
- •4.2.3.5. Предоконечный каскад
- •4.2.3.6. Блок предварительного усиления
- •Резистивные каскады оэ и ок
- •Каскад ои на полевом (униполярном) транзисторе
- •Дифференциальный каскад
- •4.2.3.7. Входные цепи
- •4.2.4. Построение схем и расчёт цепей общей отрицательной обратной связи
- •4.2.4.1. Выбор глубины общей оос
- •4.2.4.2. Построение схем общей оос
- •Цепь общей отрицательной обратной связи по переменному току
- •Расчёт цепи общей оос по переменному току
- •4.2.5. Проверка чувствительности усилителя
- •4.2.6. Питающие устройства
- •4.2.7. Построение структурных схем усилителей
- •Оформление курсового проекта
- •Курсовой проект должен содержать пояснительную записку с необходи-мым графическим материалом.
- •Тесты текущего контроля
- •Тест № 1
- •Тест № 2.
- •Тест № 3.
- •Тест № 4.
- •Тест № 5
- •Тест № 6
- •Тест № 7
- •Тест № 8
- •Правильные ответы на тренировочные тесты текущего контроля
- •Итоговый контроль вопросы к экзамену по дисциплине «схемотехника аналоговых электронных устройств»
- •Справочные данные транзисторов большой мощности
- •Содержание
Для каскада ок, схема которого изображена на рис. 2:
.
(3)

Рис. 2. Эмиттерный повторитель
Входящий в выражения
1 и 2 ток покоя каскада предварительного
усиле-ния
.
Требуемое напряжение питания каскада
с учётом паде-ния напряжения
на сопротивлении развязывающего фильтра
должно лежать в пределах (8…12) В.
Напряжение
в исходном режиме
рассчитывается как:
.
Коэффициент усиления по напряжению и входное сопротивление тран-зистора рассчитываются следующим образом:
Для каскада с ОЭ:
,
(3)
параметры
и
определяются как:
–для германиевых
транзисторов;
–для кремниевых
транзисторов,
где
– коэффициент
усиления по току при включении транзистора
с об-щей базой. Этот параметр приводится
в справочниках, если в справочниках
от-сутствует a,
то
.
Сопротивление эмиттера rэ рассчитывается как:
.
Коэффициент усиления по напряжению
;
(4)
;
(5)
.
(6)
Сопротивление делителя
в цепи базы
транзистора (см. рис. 1) рассчитывается
следующим образом. Задаваясь коэффициентом
нестабиль-ности
,
находят необходимое значение
,
(7)
а также сопротивление плеч делителя:
;
(8)
.
(9)
Входящее
в выражение (8) напряжение между базой
и эмиттером тран-зистора в исходном
режиме
лежит в пределах
и может быть уточнено по справочнику
для выбранного типа транзистора.
Реактивные элементы блока предварительного усиления – ёмкости пере-ходного конденсатора Cc мкФ – необходимо определять по выражениям
,
(10)
где
– выходное сопротивление предшествующего
ёмкостиCcкаскада;
–входное
сопротивление каскада, следующего за
ёмкостью Cc.
,
(11)
где
;
(12)
yc– определяет допустимый спад частотной
характеристики за счёт влияния ём-костиCc
;yн– определяет
допустимый спад за счёт совместно-го
влияния ёмкостейCcиCэ
;
γ – глубина обратной связи, обра-зуемой
резистором![]()
.
(13)
Практическое занятие № 2 Расчёт элементов низкочастотной и высокочастотной коррекции частотных характеристик каскада
Коррекция в области низших частот
Коррекция частотной
характеристики в области низших частот
осущест-вляется с помощью звена
(рис. 3).
Действие этой
коррекции основано на возрастании
сопротивления нагруз-ки каскада,
происходящем по мере уменьшения частоты.
Это объясняется тем, что сопротивление
коллекторной цепи, равное на средних
частотах только
(вследствие того, что ёмкостное
сопротивление
шунтирует сопротивление
),
при уменьшении частоты приближается к
величине
,
поскольку при
ёмкостное сопротивление
и перестаёт шунти-ровать
.
Для получения
эффективного действия коррекции
необходимо, чтобы
было значительно больше сопротивления
,
а сопротивление цепи
до-статочно велико и практически не
шунтировало коллекторную цепь
,
,
,
если при этом ёмкость конденсатора![]()
настолько велика, что можно считаться
только с искажениями, создаваемыми
переходной ёмкостью
.
Параметрами
коррекции являются безразмерные величины
и
.

Рис. 3. Коррекция частотной характеристики в области низших частот
На рис. 4 в
качестве примера приведены нормированные
частотные ха-рактеристики
для
и
.
Здесь
– нормированная частота, а
– граничная частота переходной цепи.
Спад характеристик
в области самых низких частот и наличие
максиму-мов кривых
(рис. 4) объясняется резким увеличением
потерь вы-ходного напряжения на
конденсаторе
при
.
Рассмотренный метод корректирует также фазочастотную характеристи-ку каскада.
Студент должен, задавшись нормированной частотой X (рис. 4), рассчи-тать нижнюю частоту диапазона f для следующих исходных данных:
;
;
;
;
.

Рис. 4. Нормированные частотные характеристики корректированного каскада
В некоторых случаях
применяется индуктивная коррекция. Из
схемы ре-зистивного каскада ОЭ с
индуктивной коррекцией (рис. 5) видно,
что в данном случае корректирующим
элементом является дроссель
,
включённый в кол-лекторную цепь каскада.

Рис. 5. Схема резистивного каскада ОЭ с индуктивной коррекцией
Схема замещения
скорректированного каскада ОЭ в
интересующем нас диапазоне высоких
частот может быть представлена в виде,
показанном на рис. 6. Здесь
– эквивалентная ёмкость;
– монтажная ём-кость.
Физическая сущность коррекции рассматриваемого вида состоит в следу-ющем.
Параллельный
резонансный контур, образуемый элементами
,
,
,
настраивается на частоту усиливаемого
диапазона и имеет на ней весьма боль-шое
активное сопротивление, равное
.
При этом общее сопротивление коллекторной нагрузки транзистора воз-растает, что приводит к росту коэффициента усиления каскада на рассматри-ваемой частоте.
При
отсутствии корректирующей индуктивности
ёмкостное сопро-тивление
на высоких частотах диапазона существенно
шунтировало бы сопротивление нагрузки
,
что привело бы к значительному снижению
уси-ления на этих частотах. В качестве
коэффициента коррекции при заданном
значении
может быть принята безразмерная величина
.

Рис. 6. Схема замещения каскада ОЭ с индуктивной коррекцией в области высоких частот
Коэффициент добротности каскада при использовании индуктивной кор-рекции
,
где
– граничная частота при индуктивной
коррекции.
