Күшейткіштің құрылымдық схемасын таңдау және негіздеу


1КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
2.КҮШЕЙТКІШТІҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ СХЕМАСЫН ТАҢДАУ ЖӘНЕ НЕГІЗДЕУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
2.1 Күшейту каскадының санын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
2.2Күшейткіштің принципиалдық схемасын таңдау және негіздеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
2.3Ақырғы каскадты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
2.4 Тұрақты ток бойынша схема элементтерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ...21
2.5Күшейткіштің күшейту коэффициентін есептеу және тексеру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..24
2.6Жалпы ООС тізбегіндегі ұзартқышты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..26
Зертханалық жұмыс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..27
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..33
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..34
Ғылым мен техникада көп кездесетін инженерлік мәселелерді шешкен кезде электрлік емес мәндерді электрлік мәндерге түрлендіріп өлшегенде, технологиялық процесстерді тексеріп және автоматизация жасағанда немесе әр түрлі өнеркәсіптік электрониканың қондырғыларын жасағанда электрлік сигналдарды күшейту үшін биполярлық транзисторлар, өрістік транзисторлар және интегралдық микросхемалар кеңінен қолданылады. Бұл күшейткіштер өте әлсіз электрлік сигналдарды (кернеулері 10-7 В, токтары 10-14 А шамалас) күшейтуге мүмкіндік береді. Транзисторлар арқылы аса үлкен күшейтуге жету үшін бірнеше күшейткіш каскадтар қолданылады. Бір транзистордан немесе күшейткіш элементтен және оған қарасты байланыс элементтерінен тұратын 15 күшейткішті – каскад деп атайды. Күшейту процесі, қоректену көзінің энергиясын күшейткіштің сыртқы сигналының энергиясына түрлендіру болып табылады. Бұл процесті басқару күшейткіш элементіне немесе транзисторға әсер ететін кірме сигнал арқылы жүргізіледі. Шығыс сигнал кіріс сигналының функциясы болып табылады, сонымен қатар шығыс күшейтілген сигналдың қуаты, кіріс күшейтілген сигналдың қуатынан қоректену көзінің арқасында, әлдеқайда артық. Сонымен, электрондық күшейткіш деп электр сигналдарды, олардың формасын өзгертпей, қоректену көзінің энергиясының арқасында, қуатын ұлғайтып, күшейтетін құрылғыны айтады. Транзисторлық күшейткіштің электрондық деп аталу себебі, транзисторлардың жұмыс істеу принципі жартылай өткізгіштегі жүріп жататын электрондық процесстермен анықталады. Күшейткіштің кірісіне электр қозғаушы күшінің (ЭҚК) әрекетестік мәні еr, ішкі кедергісі Rr, кіру сигналының көзі қосылған. Кішкене қуатты кіру сигналы жоғары дәрежедегі қуаты бар қоректену көзін пайдалана отырып, кіріс сигналдың қуатын күшейтуге мүмкіндік бар. Күшейткіштің шығыс тізбегінде күшейтілген сигнал әсер етеді. kUкір кернеу көзімен анықталады. Күшейтілген сигналдың энергиясын пайдаланатын сыртқы жүктеме Rж күшейткіштің шығысына қосылады. Күшейтілген сигналдың түріне қарай күшейткіштерді екі топқа бөлуге болады: а) Гармоникалық сигналдардың күшейткіштері – әр түрлі шамадағы және формадағы гармоникалық және квазигармоникалық (гармоникалық деп есептеуге болатын), яғни периодтық сигналдарды күшейтуге арналған. Мұндай күшейткіштерге: микрофондық, трансляциялық және формадағы сигналдарды күшейтуге арналған. ә) Импульстік сигналдардың күшейткіштері – әр түрлі шамадағы және формадағы периодтық және периодтық емес сигналдарды күшейтуге арналған. Импульстік күшейткіштерге: байланыс жүйелерінің импульстік күшейткіштерінің, теледидар бейнелеу сигналдарының, импульстік радиолокациялық құрылғылардың, электронды есептеу техникасы негіздерінің, реттеу және басқару жүйелерінің күшейткіштері жатады. Күшейтілген жиіліктерінің абсолютті мәндеріне және жиілік жолағына ұзындығына (диапазонына) байланысты күшейткіштер: Тұрақты ток күшейткіштері – төменгі жиілікті fт =0 – ден жоғары жиілігі fж =20 кГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы электрлік сигналдарды күшейтуге арналған. Төменгі жиілік күшейткіштері – fт =100 Гц -тен fж =100 кГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы айнымалы ток сигналдарын күшейтуге арналған. Жоғары жиілік күшейткіштері – fт =100 кГц -тен fж =100 МГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы сигналдарды күшейтуге арналған. Кең жолақты және импульстік күшейткіштері – fт бірнеше кГц-тен fж бірнеше МГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы сигналдарды күшейтуге арналған.
1. Рывкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. – М.:
Физматгиз, 1963.
2. Роуз А. Основы теории фотопроводимости. – М.: Мир, 1966.
3. Элементарный учебник физики. Т. 2. Электричество и магнетизм/Под ред.
Г.С. Ландсберга. – М.: Наука, 1967.
4. Сахаров Д.И., Блудов М.И. Физика для техникумов. – М.: Наука, 1967.
5. Маделунг О. Физика полупроводниковых соединений элементов ІІІ и V
групп. – М.: Мир, 1967.
6. Жданов Л.С., Маранджян В.А. Курс физики для средних специальных
учебных заведений. Ч. 2. Электричество. Оптика. Атомная физика. – М.:
Наука, 1968.
7. Блудов М.И. Физика жайлы әңгімелер. 2 бөлім. – Алматы: Мектеп, 1969.
8. Цидильковский И.М. Электроны и дырки в полупроводниках. – М.:
Наука, 1972.
9. Тамм И.Е. Основы теории электричества. – М.: Наука, 1976.
10. Зеегер К. Физика полупроводников. – М.: Мир, 1977.
11. Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников. – М.: Наука, 1978.
12. Пикус Г.Е. Основы теории полупроводниковых приборов. – М.-Л.: Наука,
1978.
13. Смит Р. Поупроводники. – М.: Мир, 1982.
14. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. – М.: Мир, 1984.
15. Буравихин В.А., Егоров В.А. Биография электрона. – М.: Знание, 1985.
16. Мустафаев Р.А., Кривцов В.Г. Физика в помощь поступающим в вузы. –
М.: Высшая школа, 1989.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 24 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге




МАЗМҰНЫ
1КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
2.КҮШЕЙТКІШТІҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ СХЕМАСЫН ТАҢДАУ ЖӘНЕ НЕГІЗДЕУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
2.1 Күшейту каскадының санын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
2.2Күшейткіштің принципиалдық схемасын таңдау және негіздеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
2.3Ақырғы каскадты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
2.4 Тұрақты ток бойынша схема элементтерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ...21
2.5Күшейткіштің күшейту коэффициентін есептеу және тексеру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
2.6Жалпы ООС тізбегіндегі ұзартқышты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..26
Зертханалық жұмыс ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .27
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .33
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... .34

КІРІСПЕ
Ғылым мен техникада көп кездесетін инженерлік мәселелерді шешкен кезде электрлік емес мәндерді электрлік мәндерге түрлендіріп өлшегенде, технологиялық процесстерді тексеріп және автоматизация жасағанда немесе әр түрлі өнеркәсіптік электрониканың қондырғыларын жасағанда электрлік сигналдарды күшейту үшін биполярлық транзисторлар, өрістік транзисторлар және интегралдық микросхемалар кеңінен қолданылады. Бұл күшейткіштер өте әлсіз электрлік сигналдарды (кернеулері 10-7 В, токтары 10-14 А шамалас) күшейтуге мүмкіндік береді. Транзисторлар арқылы аса үлкен күшейтуге жету үшін бірнеше күшейткіш каскадтар қолданылады. Бір транзистордан немесе күшейткіш элементтен және оған қарасты байланыс элементтерінен тұратын 15 күшейткішті - каскад деп атайды. Күшейту процесі, қоректену көзінің энергиясын күшейткіштің сыртқы сигналының энергиясына түрлендіру болып табылады. Бұл процесті басқару күшейткіш элементіне немесе транзисторға әсер ететін кірме сигнал арқылы жүргізіледі. Шығыс сигнал кіріс сигналының функциясы болып табылады, сонымен қатар шығыс күшейтілген сигналдың қуаты, кіріс күшейтілген сигналдың қуатынан қоректену көзінің арқасында, әлдеқайда артық. Сонымен, электрондық күшейткіш деп электр сигналдарды, олардың формасын өзгертпей, қоректену көзінің энергиясының арқасында, қуатын ұлғайтып, күшейтетін құрылғыны айтады. Транзисторлық күшейткіштің электрондық деп аталу себебі, транзисторлардың жұмыс істеу принципі жартылай өткізгіштегі жүріп жататын электрондық процесстермен анықталады. Күшейткіштің кірісіне электр қозғаушы күшінің (ЭҚК) әрекетестік мәні еr, ішкі кедергісі Rr, кіру сигналының көзі қосылған. Кішкене қуатты кіру сигналы жоғары дәрежедегі қуаты бар қоректену көзін пайдалана отырып, кіріс сигналдың қуатын күшейтуге мүмкіндік бар. Күшейткіштің шығыс тізбегінде күшейтілген сигнал әсер етеді. kUкір кернеу көзімен анықталады. Күшейтілген сигналдың энергиясын пайдаланатын сыртқы жүктеме Rж күшейткіштің шығысына қосылады. Күшейтілген сигналдың түріне қарай күшейткіштерді екі топқа бөлуге болады: а) Гармоникалық сигналдардың күшейткіштері - әр түрлі шамадағы және формадағы гармоникалық және квазигармоникалық (гармоникалық деп есептеуге болатын), яғни периодтық сигналдарды күшейтуге арналған. Мұндай күшейткіштерге: микрофондық, трансляциялық және формадағы сигналдарды күшейтуге арналған. ә) Импульстік сигналдардың күшейткіштері - әр түрлі шамадағы және формадағы периодтық және периодтық емес сигналдарды күшейтуге арналған. Импульстік күшейткіштерге: байланыс жүйелерінің импульстік күшейткіштерінің, теледидар бейнелеу сигналдарының, импульстік радиолокациялық құрылғылардың, электронды есептеу техникасы негіздерінің, реттеу және басқару жүйелерінің күшейткіштері жатады. Күшейтілген жиіліктерінің абсолютті мәндеріне және жиілік жолағына ұзындығына (диапазонына) байланысты күшейткіштер: Тұрақты ток күшейткіштері - төменгі жиілікті fт =0 - ден жоғары жиілігі fж =20 кГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы электрлік сигналдарды күшейтуге арналған. Төменгі жиілік күшейткіштері - fт =100 Гц -тен fж =100 кГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы айнымалы ток сигналдарын күшейтуге арналған. Жоғары жиілік күшейткіштері - fт =100 кГц -тен fж =100 МГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы сигналдарды күшейтуге арналған. Кең жолақты және импульстік күшейткіштері - fт бірнеше кГц-тен fж бірнеше МГц-ке дейінгі жиілік жолағындағы сигналдарды күшейтуге арналған.

2.КҮШЕЙТКІШТІҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ СХЕМАСЫН ТАҢДАУ ЖӘНЕ НЕГІЗДЕУ
Қандай да болмасын күшейткіш қуат күшейткіші болып табылады. Сондықтан да, қуат күшейткіші дегеніміз - жүктемеге нақты немесе максималды мүмкін қуатты беретін қуатты күшейткіштер, кейде шығу күшейткіштері деп те аталады. Бұл күшейткіштер үлкен ПӘК пен жиілік және сызықтық емес бұрмалаулардың шектеулі белгілерінде жұмыс істеуі тиіс. Сөйтіп, қуатты шығу каскадтары үлкен сигнал режимінде жұмыс істейтіндіктен, олардың ең маңызды көрсеткіштері болып мыналар аталады: жүктемеге берілетін қуат (немесе қуат бойынша күшейту коэффициенті), ПӘК, сонымен қатар күшейтілетін сигналдың сызықтық емес бұрмалаулар деңгейі. Күшейткіштің ПӘК-і мен сызықтық емес бұрмалауларының деңгейі жұмыс нүктесінің бастапқы орнына өте қатты байланысты болады. Сызықты қамтамасыз етілуі мүмкін, ал максималды мүмкін ПӘК В және С классы режимінде болады. Қуатты күшейткіштерді біртактылымен қатар екітактылы орындалуында жобалап жасайды. Біртактылы каскадтар әдетте, А классы режимінде жұмыс істейді, ал екітактылы В және С режимінде. Біртактылы А режиміндегі қуат күшейткіші Каскадтың принципиальды электрлік схемасында транзистордың коллекторы шығыс трансформатордың біріншілік орамасы арқылы бірден ток көзіне қосылады. Сондықтан, кіріс сигнал жоқ болған жағдайда статистикалық жүктемелік түзу тіптен тіке жүреді, себебі трансформатор орамасының тұрақты токқа кедергісі тіптен аз, ал Ек - ның мәнін, Iоэ ≅ Iок тогы жүргенде Rэ - резисторына түсетін кернеуден әлдеқайда үлкен қылып алады. Әдетте, Uоэ = Iоэ Rэ = 0,1 Ек, Сонымен, Uок = Ек− Iоэ Rэ ≈ Ек. Кіріс сигналы берілген кезде, транзистордың коллектор тізбегіндегі кедергісі, трансформатордың біріншілік орамасына келтірілген күшейткіштің жүктемесінің кедергісімен анықталады. Қуат күшейткішінің В классы режиміндегі екітактылы каскады. Қуат күшейткіштерінің біртактылы каскадтарының біраз айтарлықтай кемшіліктері бар, олар: а) каскадтың кішкене пайдалы әсер коэффициенті; ә) күшейткіш аспап пен шығыс трансформатордың магнит өткізгішін магниттейтін, тұрақты токтар тудыратын салыстырмалы үлкен сызықтық емес бұрмалаулары; б) салыстырмалы үлкен жиіліктік бұрмалаулары. Сондықтан, көбіне В классы режиміндегі қуатты, әрі экономды екітактылы күшейткіш каскадтар қолданылады. Орталық жүктеме жұмыс істейтін схеманың екі бірдей симметриялы иығын құрайтын екі элементтен (транзистордан) тұратын каскадтарды екітактылы деп атайды. Трансформаторлық кірісі мен шығысы бар В класында жұмыс істейтін екәтактылы қуат күшейткішінде қандай да болмасын уақыт моментінде екі 17 транзистордың тек қана біреуі ашық болады. Егер де, кіру жағында генератордан сигнал берілмесе, онда екі транзистор Т1 және Т2 екеуіде жабық, себебі олардың эмиттерлері - базалық өткелдерінде потенциалдар айырымы жоқ, өйткені эмиттерлерге бірден, ал базаларға Тр1 трансформаторының екіншілік орамасының жартысы арқылы қоректену көзі Ек - дан + Uк кернеуі беріліп тұр. Екітактылы трансформаторлы В классындағы күшейткіштердің ерекшеліктері: а) Токтар айырмасында тұрақты құрамалар жоқ болғандықтан шығыс трансформатор салмағы жағынан жеңіл, аумағы жағынан кіші; ә) Токтар айырмасында жұп гармоникалық жоқ, сондықтан жиіліктік бұрмалау коэффициенті тек үшінші гармоникамен бағаланады; б) Схема симметриялы болғандықтан әр түрлі фондар, әсіретпелер, бөгеулер аз болады. Ал кемшіліктеріне: а) Трансформатор иықтарын өте қатаң симметриялау керек; ә) Ортақ нүктеден шығу сымдары бар екі трансформатор қажеттігі. 1.1.3 Транзисторлар негізіндегі күшейткіш құрылғылар. Күшейткіштер деп активті (күшейткіш) элементтердің көмегімен электрлік қорек көзі есебінен электрлік сигналдарды (тербелістерді) күшейту үшін арналған құрылғыларды айтады. Күшейткіш элементтері ретінде схемаларда биполярлы және өрісті (МДЖ) транзисторлар қолданылады. Күшейткіштердің жіктелуі: а) күшейтілетін сигналдардың жиіліктер диапазоны бойынша бөлінеді: ә) тұрақты токты күшейткіш (ТТК); б) дыбысты жиіліктік күшейткіштер (күшейтілетін сигналдардың жиілігі f = 20 кГц); в) жоғарғы жиіліктер күшейткіштері (ЖЖК), f = 20 кГц - 300 Мгц; г) аса жоғары жиіліктік күшейткіштер (АЖЖК), f 300 Мгц. ғ) күшейтілетін сигналдар жиілігі спектрдің еніне байланысты күшейткіштер төмендегідей болады: таржолақты және кең жолақты күшейткіштер. Таржолақты күшейткіштерде күшейтілетін сигналдардың ∆f жиіліктер жолағының жиіліктер диапазонының f0 орта мәніне қатынасы бірден төмен, яғни ∆f f0 1, ал кеңжолақты күшейткіштерде бұл қатынас бірден үлкен, яғни ∆f f0 1. д) Жүктемелердің түрлеріне байланысты: талғайтын және апериодты күшейткіштер болып бөлінеді. е) Орындайтын функциясына байланысты кернеуді U, ток I және қуатты P күшейткіштер болып бөлінеді. Күшейтілетін сигналдардың түрлеріне сәйкес гармоникалық және импульсті сигналдарды күшейткіштер болып бөлінеді. Бұл топқа микрофондық, радио қабарлаушы, магнитафондық және басқа да күшейткіштер жатады. 18 Күшейтілетін сигналдардың жиіліктер мәніне және олардың жолағының тұрақты және айнымалы токты, төменгі және жоғарғы жиілікті, кең жолақты және тар жолақты(таңдалмалы) болып келеді. Тұрақты токты күшейткіштер, тек тұрақты токты ғана емес, сонымен бірге оның баяу электрлік тербелістерін күшейтеді, ал айнымалы токты күшейткіштер тек сигналдардың айнымалы құрамалырын күшейтеді. Бірінші топтағы күшейткіштер автоматика және телемеханикада, өлшеу техникасында және санау-есептеу құрылғыларында, ал екіншілері - радиотехникалық құрылғыларда қолданылады. Төменгі жиіліктік күшейткіштерді радио хабарлауыштарда, сымдық байланыс аппаратураларында және басқа құрылғыларда дыбысты спектрдегі (20 Гц-тен 20 кГц-ке дейінгі аралықтағы) тербелістерді күшейту үшін пайдаланады. Дыбыстың жақсы шығуын қамтамасыз ету үшін пайдалы сигналдың бұрмалауы аз болуы керек және олар жиіліктердің тар жолағында (50 - 10000 Гц) берілуі қажет. Жоғарғы жиілікті күшейткіштерді жиіліктері бірнеше жүз килогерцтен жоғары (мысалы, радиотаратқыш және радиоқабылдағыш құрылғыларында жоғарғы жиілікті модуляцияланған тербелістерді) радиожиілікті сигналдарды күшейту үшін қолданады. Кеңжолақты және таржолақты күшейткіштерді импультік байланысты құрылғыларда, телевиденияда және радиолокацияда жиіліктер жолағы кең (бірнеше герцтен ондаған және оданда көп мегагерцке дейін) және тар сигналдарды күшейту үшін пайдаланады. Күшейткіштердің қасиеттері бірқатар эксплуатациялық және сапалы көрсеткіштерімен сипатталады. Кернеу, ток немесе қуат бойынша күшейту коэффициенттері күшейткіштің шығысындағы кернеу (ток немесе қуат), оның кірісіндегі кернеуден (токтан немесе қуаттан) қаншалық көп екендігін анықтайды. Сонымен, күшейткіштердің негізгі параметлері мен сипаттамасы: а) күшейткіштің кернеу бойынша күшейту коэффициенті: Ku: Ku = Uшығ Uкі; (1) ә) күшейткіштің ток бойынша күшейту коэффициенті: Kі: Kі = Ішығ Ікі; (2) б) күшейткіштің қуат бойынша күшейту коэффициенті: Kр: Kр = Ршығ Ркі. (3) 19 күшейткіштік амплитудалық сипаттамасы, ол шығыс сигналы кернеуінің кіріс кернеуге байланысын бейнелейді. в) амплитудалы-жиіліктік сипаттама (1.1 сурет). Ол күшейткіштің күшейту К коэффициентінің күшейтілетін тербелістер f жиілігіне байланысын бейнелейді. Амплитудалы-жиіліктік сипаттама (АЖС) әдетте логарифмдік масштабта, яғни K-ның lg f-ке тәуелділігімен тұрғызылады. Амплитудалы-жиіліктік сипаттаманы (1.1 сурет) түсірген кезде күшейткіштің кірісіндегі кернеу тұрақты етіп алынады. 1.1 сурет - Күшейткіштің амплитудалы-жиіліктік сипаттамасы Амплитудалы-жиіліктік сипаттама бойынша жиіліктік бұрмалауларды анықтауға болады. Оларды анықтауды жеңілдету үшін амплитудалы-жиіліктік сипаттаманы логарифмдік масштабта тұрғызады. Егер күшейткіште бұрмалаулар жоқ болса, онда оның жиіліктік сипаттамасы сызықты болып келеді. Реалды күшейткіштерде күшейту коэффициенті жоғарғы және төменгі жиіліктерде (реактивті кедергілердің: сыйымдылықтардың және 1.1- суреттегі индуктивті элементтердің әсерінен) күшейту коэффициентінің ортанғы жиіліктегі мәнінен аз немесе көп болады. Жиіліктік бұрмалаулар жиіліктер диапазонында күшейту коэффициентінің тұрақсыздығынан болады. Жиіліктік бұрмалаулар коэффициенті орта жиіліктегі күшейту коэффициентінің қарастырылған жиіліктегі күшейту коэффициентінің мәніне қатынасымен анықталады: M = KoKf. Фазалық бұрмалауды күшейткіштің фаза-жиіліктік сипаттамасы бойынша бағалайды. Бұл сипаттама күшейтілетін сигналдың шығыс жәнеи кіріс кернеулері арасындағы фазалық ығыстыруды бейнелейді. Фазалық бұрмалаулар, жиіліктік бұрмалаулар сияқты, күшейткіш схемасында 0олданылатын кедергілері жиілікке байланысты элементтердің әсерінен пайда болады. Сызықты емес бұрмалаулар күшейткіш схемасында қолданылытын вольт-амперлік сипаттамалары сызықты емес транзистордың және басқа да (мысалы, трансформаторладың, дроссельдердің) сызықты емес элементтердің 20 әсерінен пайда болады. Сызықты емес бұрмалаулар сызықты емес бұрмалаулар коэффициентімен Ксе немесе гармоникалар коэффициентімен бағаланады. Мұнда U1 және I1 - сәйкесінше, кернеу және токтың бірінші гармоникалық құрамалары; Uі және Iі - кернеу және токтың жоғарғы құрамалары. Шығыс сигналдың формасына үшінші реттен жоғарғы гармоникалардың әсері үлкен емес. Ксе коэффициентінің шектік мәні күшейткіштердің орындайтын функциясына байланысты: жоғарғы сапалы дыбыс сөйлеуді және музыканы күшейту үшін (1-2) %, ал телефония үшін - 10 %. Номиналды шығыс қуаты Рном - сызықты емес бұрмалаулар шектік мәнінен жоғары емес кезіндегі күшейткіштің шығыс тізбегінде бөлінетін қуаттың жағарғы мәні. Күшейткіштің пайдалы әрекеттік коэффициенті(пэк) оның экономдылығын бейнелейді және ол жүктемеге күшейткішпен берілетін сигналдың пайдалы қуатының қорек көзінен тұтынатын жалпы қуатқа қатынасымен анықталады. Күшейткіштің сезімталдылығы сұлба шығысында пайда болатын қуаттың номиналды мәні кезіндегі күшейткіштің кірісіндегі кернеудің минималды мәнімен бағаланады. Бөгеттің деңгейі: L (дб) = 20 lg (Uб Uном). Жақсы күшейткіштерде L = 50 дб. Күшейткіштің динамикалық диапазоны кіріс сигналдың максималды мәнінің оның минималды мәніне қатынасымен анықталады. Кіріс сигнадың минималды мәні транзистордың меншікті шуымен немесе бөгеулер деңгейімен шектелінеді, ал максималды мәні күшейткіш элементердің сипаттамалының сызықты еместігінен күшейткіште болатын бұрмалаулар деңгейімен шектелінеді. Сұлба түрінде құрастырылуы бойынша күшейткіштер бір және көп каскадты болады. Каскадтардың саны күшейткіштерге қойылатын талаптарға байланысты. Күшейткіштің құрылымдық сұлбасы кіріс, алғашқы және қуатты шығыс каскадтардан, жүктемеден және қорек көзінен тұрады. Кіріс құрылғы сигнал көзінен сигналды бірінші күшейткіш элементтің кіріс тізбегіне беру үшін қажет. Ол кедергілерді және сигнал деңгейлерін сәйкестендіру үшін, сигнал көзінен күшейткіш элементтің кіріс тізбегіне сигналдың тұрақты құрамасын өткізбеу үшін қажет. Күшейткіштің алғашқы каскады(біреу немесе бірнеше) сигнал кернеуін, тоғын немесе қуатын, күшейткіштің қалыпты жұмыс жасау үшін, жеткілікті дәрежеде күшейтуді қамтамасыз етеді. Күшейткіштердің жіктелуі Жіктелудің белгілері: а) кіріс сигналдың сипаттамасы; ә) тағайындалуы; б) сызықты емес активті элементтің жұмыс істеу режимі; 21 в) активті элементтің типі; г) жолақтың күшейтілетін жиілігі. Күшейтілетін сигналдың сипаттамасына қарай бөлінеді: а) Үздіксіз сигналдарды күшейткіш. Мұнда құру процесстерімен іске асады. Негізгі сипаттамасы - жиіліктік алмастыру; ә) Импульстік сигналдарды күшейткіш. Кіріс сигналдың соншалықты жылдам өзгерісі, күшейткіштің шығысындағы сигнал формасының пайда болуын анықтайтын өтпелі процесстер болып табылады. Негізгі сипаттамасы - күшейткіштің импульстік алмастыру сипаттамасы болып табылады. Күшейткіштің тағайындалуына қарай үшке бөлінеді: а) кернеу күшейткіштері; ә) ток күшейткіштері; б) қуат күшейткіштері. Бұлардың бәрі кіріс сигналының қуатын күшейтеді. Алайда, қуат күшейткіштерінің өздері жоғарғы ПӘК кезінде (пайдалы әсер коэффициенті) жүктемеге берілген қуатты беруге қабілетті. Активті элементтің жұмыс істеу режиміне қарай бөлінеді: а) Әлсіз сигнал режимі. Сызықты емес активті элемент квазисызықты режимде жұмыс істейді. Кернеу немесе ток күшейткіштерінде қолданылады; ә) Күшті сигнал режимі. Қуат күшейткіштерінде қолданылады. Күшейткіштер активті элементтердің қолданылу типіне қарай шамдық; транзисторлық; диодтық; параметрлік; ӨЖЖ күшейткіштер арнайы ӨЖЖ аспаптармен және басқалардың көмегімен жұмыс істейді. Күшейткіштердің жиіліктік алмастыру сипаттамасының тәуелділігінің түріне және жиілік жолағының абсолютті мәніне қарай бөлінеді: а) Тұрақты ток күшейткіштері (ТТК). Мұндай атау болудың себебі, өте әлсіз сигналдардың өзгерісін (соның ішінде тұрақты) күшейтуге қабілетті, сонда жұмыс жиілігінің жолағы нөлдік жиіліктен бірнеше жоғарғы шекаралық жиіліктен бастау алады. Жоғарғы шекаралық жиіліктің fж шамасы күшейтілген сигналдың түріне тәуелді. Егер, осы ТТК-і арнаның теледидарлық жүйенің бейнеленуінде қолданылса, онда fж 6-6,5 МГц-ті құрайды, сондықтан бұл ТТК ереже бойынша, кеңжолақты күшейткіш болып табылады; ә) Төменгі жиілікті күшейткіштері (дыбыстық жиілікті күшейткіштер). Атауы шартты, себебі, төменгі шекаралық жиілік төменгі жиіліктер аумағында жоғарғы шекаралық жиілікке қарағанда үйлесімсіз төмен жатыр. Жоғарғы шекаралық жиіліктің мағынасының өзі әр түрлі болуы мүмкін: бірден - ондаған кГц-тен жүздеген МГц-ке дейін, мұндай күшейткіштердің АЖС мынадай түрге ие: fв − fн 2f ⁄ 0 ≈ 1; б) Радиожиіліктік күшейткіштер (жолақты күшейткіштер, жоғары жиілікті күшейткіштер, сұрыпталған күшейткіштер). Мұндай күшейткіштердің АЖС мынадай түрге ие: f0 2∆f0,7 ≫ 1, себебі күшейткіштің жиіліктік жолағы ортаңғы жиіліктен біршама кіші.
Байланыс техникасында беру жүйесінің қондырғылары көптеген электр сигналдарының күшейткіштерінен тұрады.Ең күрделі күшейткіш болып аралық күшейткіш пунктілерінде орналастырылатын сызықтық күшейткіштер саналады.Сызықтық күшейткіштің негізгі параметрлері болып мынадай параметрлер саналады:
1. Жиілікті жұмыс диапазоны.
2. Номиналды күшеюі.
3. Кіріс және шығыс кедергілері.
4. Сызықты емес күшею.
5. Күшею тұрақсыздығы.
Сызықтық күшейткіштің жиілікті жұмыс диапазоны-беру жүйесінің сызықты спектрімен анықталады.
Күшейткіштің номиналды күшеюі деп- күшейткіштің жиіліктік жұмыс диапазонының жоғарғы жиілігіндегі өшу мәнін күшейтуін атаймыз.
S- номиналдық күшею.
S=20 lgUшығ.Uкіріс [дБ]

Күшейткіштерде бір уақытта әртүрлі арналардың сигналдарын күшейтетін сызықты емес бұрмаланудың болуы арнада шуылдың болуына әсерін тигізеді.Бұл құбылыс өшу коэффициентімен бағаланады. а-өшу коэффициенті.

аг=20lg 1Kг [дБ]

Күшею тұрақсыздығы мына формуламен есептелінеді.

St=20lg [1+KK] [дБ]

мұндағы: K- күшею коэффициентінің өзгеруі.
K-күшею коэффициенті.Сызықтық күшейткіш құрылым схемасы 1- суретте көрсетілген.Сызықтық күшейткіштің кіріс және шығыс қондырғысы ретінде трасформаторлы дифференциалдық жүйелері қолданылады.
Күшейткіштің (ОК) ақырғы каскады теріс кері байланысы ескерілген сызықты емес бұрмаланудың рұқсат етілген мәніндегі жүктемені сигналдың берілген қуатымен қамтамасыз етеді.
Алдын ала күшейту каскад ақырғы каскадты басқару үшін қажет болатын сигналдың ток мәнін алу үшін қолданылады , күшейткіштің сапалық күшейткіштерінің мәндерін барлық күшейту каскадтарын қамтитын теріс кері байланыстың максималдық тереңділігімен анықталады.Теріс кері байланыс тізбегінің құрамына мыналар жатады :
1) дБ-айнымалы ұзартқыш, бұл жиілікке тәуелсіз күшейткіш бөлігінің ұзындығына сәйкес күшеюді реттейді.
2) Аалғашқы иілу контуры. Бұл тұрақты параметрлі - берілген амплитуда-жиіліктік сипаттаманы қамтамасыз ететін , жиілікке тәуелді төртполюстік.
3) Автоматты түрде реттеу қондырғы - бұл тізбектің өшуінің температуралық өзгеруіне сәйкес күшеюін реттейтін, айнымалы параметрлі жиілікке тәуелді төртполюстік
Трансформаторлы диференциалды жүйе 3 орамды трансформатордан және баланс кедергілерінен тұрады. Сигнал көзі және жүктеме ретінде байланыс желілері алынған.

2.1 Күшейту каскадының санын есептеу.
Күшейткіш каскадтар бірнеше түрлі режимдерде жұмыс істеуі мүмкін: А кластық режим; В кластық режим; С кластық режим; D класстық кілттік режим. Аталған класстық режимдер тұрақты ток бойынша жұмыс нүктесін таңдап алумен ажыратылады.
А класстық режимде транзистордың кіріс және шығыс тізбектеріндегі ток транзситрдың бүкіл жұмыс уақытында кірісте пайдалы айнымалы сигналдың бар-жоғына тәуелсіз, біршама қоры бар мәнде жүреді.
В класстық режим анағұрлым үнемді болып табылады. Бұл режим қуатты күшейткіш каскадтарға тән. Бұл режимде тыныштық жұмыс нүктесі транзистордың бастапқы жұмыс аймағында - бейсызықтық аймағынан ары болады. Транзситор бұл жағдайда сәл ғана ашық, сондықтан электр энергиясының шығыны шамалы. Бірақ кіріс тізбегіне синусоидалық сигнал берілсе, 33 суретт көрсетілгендей сигналдың тек жарты толқыны (мысалы оң мәнді) ғана күшейеді, ал екінші жарты толқын кесілу аймағына түсіп қалады.

33 Сурет - В кластық режимдегі күшейткіш каскадтың жұмысы
Есептеулерге арналған практикалық ұсыныстар
Мысалы төменгі қуатты төменгі жиілікті күшейткішті жобалау барысында мынадай техникалық шарттар мен сипаттамалары берілсін делік:
Um кір, мВ - сигнал көзінің амплитудалық мәні;
Um шығ , В - күшейткіштің шығысындағы кернеудің амплитудалық мәні;
Rж ,кОм - күшейткіштің жүктемелік тізбегіндегі кедергі;
Fт Fж ,кГц - күшейтілетін жиіліктер диапазоны;
Мж = Мт= 1,18 - кернеулік қисаю коэффициенті;
t[o]орта,[о]С - күшейткіштің жұмыс температурасы;
Ек, В - коллектор тізбегіндегі қорек кернеуі;
Rк - сигнал көзінің ішкі кедергісі(генератордың ішкі кедергісі).
Нмесе басқадай нұсқа болуы мүмкін: сигнал көзінің белгілі бір параметрлеріндегі кернеу бойынша күшейту коэффиценті беріледі.
Жобалаудың басында төменгі жиілікті күшейткіш үш каскад схема негізінде жасалады делік. Көпкаскадты күшейткіштің жалпы күшейту коэффициенті әрбір жеке каскадтардың күшейткіш коэффициенттерінің көбейтіндісіне тең екені белгілі:
К = К1 К2 ... ... ..Кn.
Жеке каскадтар өзара тұрақты ток арқылы әсер етпеу үшін каскадтардың арасындағы байланыс бөлгіш конденсаторлар көмегімен жүзеге асады.
Төменгі қуатты төменгі жиілікті күшейткіштерде бірінші каскад ретінде, 34 суретте көрсетілгендей, практикада ортақ эмиттерлі схеманы қолдану кеңінен таралған.

34 Сурет - Ортақ эмиттерлі күшейткіш каскады схемасы [2]
Күшейткіштерді есептеу итерациялық үрдіс болып табылады. Яғни барлық күшею жолдары мен есептеулерді бағалағаннан кейін (мысалы күшею коэффициенті есептелгеннен кейін) кейбір каскадтарды қайта есептеу қажеттігі туындауы мүмкін. Күшейткіш шығысындағы қуат берілген болса есептеулер соңғы каскадтан басталуы мүмкін, немесе, датчиктің параметрлері (мысалы, датчиктің немесе оның көзінің ішкі кедергісі - Rг, оның шығысындағы сигнал - Еж) берілген болса бірінші каскадтан бастап жүргізілуі мүмкін. Және бұл есептеулер кезінде берілген күшейту коэффициенті мен кернеудің амплитудасы және басқа да талап етілген күшейтуші параметрлердің дәл келуін қамтамасыз ету керек.
Деңгейі шу деңгейімен шамалас төмен амплитудалы әлсіз кіріс сигналдарын күшейткен кезде күшейткіштерді есептейтін арнайы схемалар бар. Бұл кезде төмен шулы биполяр немесе өрістік транзисторлар қолданылады.
Бірінші каскадты есептеу алдын-ала болжамдық есептеу болып табылады, оны транзистордың ВАС-ын пайдаланып аналитикалық немесе графоналитикалық түрде жүргізуге болады. Алдын-ала күшейтуге арналған каскадтар үшін есептеулерді аналитикалық жүргізген дұрыс, ал қуатты күшейткіштерді есептеу үшін графоаналитикалық әдіс дұрыс болады. Бірақ бұл жағдайда мысал ретінде екі әдіс те қолданылған.
Күшейткіш каскадын есептеу әдетте үш этаптан тұрады: каскадтың шектік параметрлерін бағалау, транзисторды таңдап алу, тұрақты ток бойынша және айнымалы ток бойынша есептеулер.
Транзистордың шектік параметрлеріне мыналарды жатқызуға болады: транзистордың коллекторы мен эмиттерінің арасындағы максимал кернеу, ол мына қатынаспен анықталады: Uкэмах=1,2*Ек. Төменгі қуатты күшейткіштердегі транзситордың коллекторлық тізбегіндегі ток шамасы аз болғандықтан (коллектор тізбегіндегі ток шамасын 1 мА мен 3 мА арасында етіп алу ұсынылады [9]), транзситорды таңдап алу екі параметр арқылы жүзеге асады: Uкэмах және Fм - максимал жиілік. Бұл кезде ток бойынша статикалық күшейту коэффициенті h21э жоғарыn-p-nтипті транзистор алған жөн. Анықтамаларда бұл коэффициенттің минимал және максимал мәндері беріледі, таңдау барысында минимал мән бойынша бағдар алған дұрыс.
Транзистордың тұрақты ток бойынша күшейту режимі күшейткіштің барлық техника-үнемдік параметрлерін анықтайды. Бірінші кезекте транзистордың кіріс және ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Бағдарламалау аймағын таңдау және негіздеу
Автокөліктің күрделі жөндеу әдісін таңдау және негіздеу
Ғимараттың конструктивтік схемасын құру
Программаны құрудың техникалық тапсырмасы. Программаларды техникалық жобалау кезеңдерін сипаттау. Алгоритмдердің құрылымдық схемасын дайындау
Күшікті таңдау және өсіру
Өндірістік бағдарламаны жасау және негіздеу
Жар таңдау және отау тігу
Түлектердің мамандық таңдау мәселесі
Құрылыс ауданын таңдау
Каналдар санын есептеу және тарату жүйесін таңдау
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь