Перелік завдань самостійних робіт

2.1 Самостійна робота № 15

Тема: Підсилювачі електричних сигналів. Основні положення, визначення, класифікація, характеристики ПНЧ

Мета:

Знати - основні визначення, параметри та характеристики підсилювачів

Вміти - виконувати розрахунок параметрів підсилювача

 

План вивчення теми:

1 Класифікація підсилювачів

2 Основні параметри підсилювачів.

3 Основні параметри та характеристики підсилювачів

Рекомендована література

Гершунский Б.С Основы электроники и микроэлектроники [Текст]: учебник / Б.С Гершунский.- К.: Вища школа, 1987.- с.230-241

 

Управління енергією, при якому шляхом витрати невеликої її кількості можна керувати енергією, у багато разів більшою, називається посиленням. При цьому необхідно, щоб процес управління був безупинним, плавним і однозначним. Пристрій, що здійснює таке управління, називається підсилювачем.

Якщо керуюча і керована енергія є електричними, такий підсилювач називається підсилювачем електричних сигналів.

 

2.1.1 Класифікація підсилювачів

I. По роду посилюваних сигналів:

¾ Підсилювачі гармонійних сигналів;

¾ Підсилювачі імпульсних сигналів.

II. По характеру зміни посилюваного сигналу в часі:

¾ Підсилювачі сигналів, що повільно змінюються (підсилювачі постійного струму)

¾ Підсилювачі перемінного струму:

a) Підсилювачі низької частоти;

b) Підсилювачі високої частоти;

c) Широкополосні підсилювачі (fв /fн>1000);

d) Виборчі підсилювачі (fв /fн<1,1);

¾ Універсальні багатофункціональні підсилювачі.

III. У залежності від характеру навантаження і призначення:

¾ Підсилювачі напруги;

¾ Підсилювачі струму;

¾ Підсилювачі потужності.

IV. У залежності від типу активних елементів:

¾ Підсилювачі лампові;

¾ Підсилювачі напівпровідникові;

¾ Підсилювачі магнітні;

¾ Підсилювачі оптоелектронні;

¾ Підсилювачі діелектричні.

V. По виду зв'язку між каскадами:

¾ с безпосереднім зв'язком;

¾ с трансформаторним зв'язком;

¾ резонансно – трансформаторної;

¾ с RC - зв'язком.

 

2.1.2 Основні параметри підсилювачів

1. Коефіцієнтом перетворення або коефіцієнтом передачі називають відношення вихідного сигналу до вхідного. В окремому випадку, коли вхідне і вихідне значення сигналу є однорідними, коефіцієнт перетворення називають коефіцієнтом підсилення.

(25.1) (25.2)

Розмірність і загальноприйняті позначення коефіцієнта перетворення залежать від значень і величин вхідного і вихідного сигналів, наприклад:

 

S = Iвих /Uвх (2.1)

W = Pвих / Iвх, (2.2)

де S – коефіцієнт перетворення напруги в струм, А/В;

Iвих- значення струму вихідного сигналу, А;

Uвх- значення напруги вхідного сигналу, В;

W - коефіцієнт перетворення струму в потужність;

Pвих- значення потужності вихідного сигналу, Вт;

 

У залежності від характеру вхідної чи вихідної величин коефіцієнт підсилення підрозділяють на:

-

(25.3) (25.4) (25.5)

коефіцієнт підсилення по напрузі

KU = Uвих /Uвх (2.3)

- коефіцієнт підсилення по струму

KI = Iвих /Iвх (2.4)

- коефіцієнт підсилення по потужності

Kр = Pвих /Pвх (2.5)

 

У ряді випадків коефіцієнт підсилення виражають у логарифмічних одиницях – децибелах (дБ)

 

(25.6) (25.7) (25.8)

Ku = 20 lg(Uвих /Uвх), (2.6)

KI =20 lg(Iвих /Iвх), (2.7)

KP =10 lg (Pвих /Pвх) (2.8)

 

Загальний коефіцієнт підсилення багатокаскадного підсилювача знаходиться, як алгебраїчна сума логарифмічних коефіцієнтів підсилення окремих каскадів.

2.

(25.9) (25.10)

Відношення найбільшого припустимого значення вхідної напруги до його найменшого припустимого значення називають динамічним діапазоном (D).

 

D = Uвх.max /Uвх.min, (2.9)

де Uвх.max- максимальне значення вхідного сигналу, В;

Uвх.min- мінімальне значення вхідного сигналу, В.

 

D(дБ) = 20lg (Uвх.max /Uвх.min) (2.10)

 

3. Максимально припустима вхідна напруга підсилювача обмежена перекручуваннями сигналу, викликаними виходом робочих точок підсилювальних каскадів за межі лінійної ділянки характеристики.

Мінімально припустиме значення напруги обмежене рівнем власних шумів підсилювача, на фоні яких корисний сигнал не удається виділити.