RC байланысы бар күшейткіштер

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы: RC байланысы бар күшейткіштер.

МАЗМҰНЫ

1. Резистивті-сиымдылықты байланысы бар апериодты күшейткіштер . . . 3

2. Транзистордағы күшейткіш құрылғылар . . . 3

3. Күшейткіштің негізгі параметрі мен сипаттамасы . . . 3

4. Күшейткіш транзистордың жұмыс режимі . . . 4

5. RC байланысы бар күшейткіштер ( А периодты ) . . . 6

5. 1 Кері байланысты сызықты тізбек . . . 9

5. 2 Теріс және оң кері байланыс . . . 10

6. ООС күшейткіштің негізгі сипаттамасына әсер етуі . . . 11

7. Паразитті сигналдарды өшіру . . . 12

8. Жиілік мінездемесінің корреляциясы . . . 13

Резистивті-сыйымдылықты байланысы бар апериодты күшейткіштер.

Транзистардағы күшейткіш құрылғылар.

Күшейткіш элементтер қатарында биполярлы және МДП-транзисторлары қолданылады.

Күшейтілетін сигналдар аралық (диапазон) жиілігі бойынша бөлінеді. УПТ; Дыбыстық жиілік күшейткіштер f<=20 КГц; УВЧ, f= 20-300 Мгц; Өте жоғары жиілікті күшейткіштер (СВЧ), f >300.
Күшейтілетін сигналдар жиілігі спектрдің еніне байланысты күшейткіштер төмендегідей болады: Таржолақты күшейтілетін сигналдың жиілік жолағының орташа аралық жиілігінің қатынасы бойынша, яғни ∆f / f0 <<1; Кеңжолақты, яғни ∆f / f0 >1.
Жүктелудің мінездемесіне байланысты бөлінуі:

Таңдалынғандар және апериодталынғандар.

Күшейткіш тағайындалуына байланысты U, I және P күшейткіштері болып бөлінеді.

Күшейткіштің негізгі параметрі мен сипаттамасы.

U күшейткіші үшін Ku = Uшығ/Uену.

I күшейткіші үшін Ki = Iшығ/ Iену, Kp = Pшығ/Pену.

АЧХ (K-ның f-тен тәуелділігі әдетте логарифмдік масштабта, яғни K-ның lg f-ке тәуелділігімен тұрғызылады) .

Күшейткіштің жиіліктік жұмыс диапазоны жиіліктің жолақ өткізуіне сәйкес болады. Ол жолақта жиілікті бұрмалану (искажения) рұқсат етілген мәннен артық емес болуы керек.

Фазалық өзгеру жиілік өзгеру сияқты күшейткіштің жиілікке тәуелді элементтерінің болуынан пайда болады.
Сызықсыз өзгеру күшейткіште ВАС-ы сызықсыз транзисторлар қолданғандықтан пайда болады.
Күшейткіштің жүктемесінде пайда болатын жоғарғы мәнді қуатты оның шығыс қуаты деп атайды. Бұл кезде сызықты емес бұрмалануы рұқсат етілген мәннен артық болмауы керек.
Күшейткіштің сезімталдығы - жүктемеде пайда болатын номиналды қуатқа сәйкес күшейткіштің кірісіндегі кернеудің аз мәні. Күшейткіш қуатының көрсеткіші ПӘК болып табылады. (Pном/Pкер) *100%.
Жақсы күшейткіштердегі бөгеттің деңгейі - <=50дб. Lдб=20 lg(Uб/Uном) .
Динамикалық күшейткіштер аралығы

Күшейткіштегі транзистордың жұмыс режимі.

Күшейтуге қажетті сигналды транзистор негізіндегі күшейткіш кірісіне берер алдында, транзистордың бастапқы жұмыс режимін қамтамасыз ету керек (статикалық режим, тұрақты ток режимі, тыныштық режимі) . Бастапқы жұмыс режимі транзистор электродтарының тұрақты тогымен және осы электрод арасындағы кернеумен сипатталады. ”Транзистордың бастапқы жұмыс режимі” деген термин және оған тең “Күшейткіштің бастапқы жұмыс режимі” термині қолданылады.

Бұны анықтау үшін жалпы эмиттерлі және транзистор шығу сипаттамасына сәйкес келетін сұлбаны қарастырамыз. Онда бастапқы жұмыс режимі Uкэ, Iкк координаталарымен бастапқы жұмыс нүктелері деп аталатын жағдаймен сипатталады, бұнда Uкэ-бастапқы коллектор және эмиттер арасындағы кернеу, Iкк- бастапқы коллектор тогы. Күшейткіштің тұрақты жұмысы үшін бастапқы жұмыс нүктесінің жағдайымен өзгеріс жібермеу керек.

Бастапқы режимді қамтамасыз ету мәселелерін сипаттау үшін әдетте келесі үш сұлба қарастырылады:

- нақтыланған база тогы;

- коллекторлы тұрақтылықпен;

-эмиттерлі тұрақтылықпен;

Осы сұлбалардың біріншісі тәжірибеде мүлдем қолданбайды. Қалған екі сұлбаның ішінде эмиттерлі тұрақтылық сұлбасына жиі мән беріледі. Осы сұлбалардың әрқайсысын қарастырамыз.

Нақтыланған база тогы сұлбасы келесі себептермен сирек пайдаланылады:

- тұрақтандырмайтын факторлар (мысалы, температураның) әсерінен келесі шамалардың β _ст и I _ko мәндері өзгереді, оған сәйкес коллекторлы тізбектегі токтың I _kн және бастапқы жұмыс нүктесінің жағдайы өзгереді.

- күшейткіштің βтұр коэффициентінің әр мәні үшін Rб кедергісінің сәйкес келетін мәні алынуы керек, бірақ оларды дискретті аспаптарда (интегралдыемес технология бойынша жасалған аспаптар) және интегралды сұлбаларда пайдалану ыңғайсыз.

Коллекторлы тұрақтылығы бар сұлбасы бастапқы режимнің өте күшті тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Сұлбада кернеу бойынша теріс кері байланыс орын алады (сұлбаның шығуы - транзистордың коллекторының сұлбасының енуімен - транзистор базасы Rб кедергісінің көмегімен жалғастырылған) . Бұның пайда болуын келесі мысалда қарастырамыз. Белгілі бір жағдаймен (мысалы, температураның ұлғаюынан) Iк тогы үлкейе бастады делік. Бұл Urk кернеуінің ұлғаюына, Uкэ кернеуінің кемуіне және Iб тогының (Iб ≈ Uкэ/Rб) кемуіне әкеледі, яғни Iк тогының едәуір ұлғаюына кедергі жасайды, яғни коллектор тогының тұрақтылығы пайда болады.

Эмиттерлі тұрақтылығы бар сұлбасы (суреті төменде көрсетілген) . Шетел әдебиеттерінде мұндай сұлбаларды Н-ығысуы сұлбасы (сұлбаның конфигурациясы Н-әрпіне сәйкес келеді) деп атайды. Негізгі идея, іске асырылған сұлба, Iэ тогын және Iк тогы арқылы (Iк ≈ Iэ) нақтылау үшін құралады. Көрсетілген мақсаттамен эмиттер тізбегіне Rэ кедергісін қосады және осында Urэ тұрақты кернеуін құрайды. Сондықтан

I _э ≈ u _{к э} / Rэ = const.

Urэ кернеуін құру үшін R1 және R2 кедергілерінде кернеу бөлгішті қолданады. R1 және R2 кедергілердің мәндерін iб тогы Ur2 кернеудің мәніне әсер етпейтіндей өте кіші етіп алады. Сонымен

u _r2 = E _k * R ₂ / (R ₁ + R ₂ ) .

Кирхгофтың екінші заңына сәйкес u _rэ = u _r2 - u _бэ .

Uбэ кернеуі тұрақтыланбаған факторлардың әсерінен аз ғана өзгереді, сондықтан Urэ шамасы да аз өзгереді. Әдетте тәжірибе жүзінде Urэ кернеуі Eк кернеуінің азғантай үлесін құрайды.

RC байланысы бар күшейткіштер. (А периодты)

Кедергілері салыстырмалы аз мәнді кернеуді бөлгіш резисторлар R1 және R2 коллекторлық өтуінің кері тогы өзгерерде транзистордың базасының тұрақтылығын қамтамасыз етеді, ал Rэ кедергісі теріс кері байланысты тудырады және күшейткіштің сипаттамаларының тұрақтылығын жақсартады. Басқаша айтқанда таңдалынып алынған жұмыс нүктесінде Iк коллектор тогының және транзистордың күшейткіш коэффициентінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

мұндағы, R және R - резистивті кернеуді бөлуші.

R және R арқылы жұмыс нүктесінің бастапқы жағдайы транзистордың берілу сипаттамасының сызықты учаскесінің ортасында таңдалынып алынады.

Басқаша айтақанда транзистор бұл күшейткіште А классын күшейту режимінде пайдаланылады.

Күшейтуді (жұмыс нүктесінің бастапқы жағдайы) тұрақтандыру үшін схемаға Н резисторы арқылы теріс, кері байланыс енгізілулер қажет. Теріс кері байланысты азайту үшін R эмиттерге параллель S эмиттер конденсаторын қосамыз.

Жоғарыдағы жиіліктердің шығыс сигналының амплитудасының күшейткіш коэффициенттерінің төмендеуі паразиттік жүктемелік сиымдылық пен транзистордың p-n ауысуларының сиымдылықтың әсерінен болады.

Төмендегі жиілікті де сигналды, амплитудалық сигналды күшейту кедергілерінің төмендеуі С және С көмегімен болады.

Сонымен осы паразиттік сиымдылықтың және С және С конденсатордың әсерінен күшейткіштің жиілікті өткізу жолағы азаяды. Оны кеңейту үшін әртүрлі схематехникалық әдістер пайдаланылады. Мысалы, жоғарғы және төменгі жиілікті корректрлеуші тізбектер пайдаланылады.

К = S * R

мұндағы, S - транзистордың берілу сипаттамасының жоғарылығы;

Орта және жоғарғы жиіліктерде С конденсатордың кедергісі өте төмен, ол R кедергіні шунттайды.

Сол себепті транзистордың коллекторлық тізбегінің эквивалентті кедергісі R -ның мәнімен анықталады.

Ал жиілік төмендеген сайын С конденсаторының кедергісі жоғарылайды, бұл конденсатор R -ті шунттамайды. Сондықтан транзистордың коллекторлық тізбегінің эквивалентті кедергісі R пен R -ның қосындасына тең болады. Басқаша айтқанда төменгі жиіліктерде артады. Яғни жиілікті өткізу жолағы төменгі жиіліктерде кеңейеді.

R1 және R2 кедергілері аз болса күшейткіштің Rе ену кедергісі айнымалы токқа дейін түседі, сондықтан резисторлық кернеу бөлгіштің қосынды кедергісі бірнеше кОм-ға тең болуы керек. Сондықтан Rэ кедергісі транзистордың жұмыс нүктесінің вольт-амперлік сипаттамада тұрақтандыру керек. Rэ резисторды Cэ онша үлкен емес сиымдылықты конденсатормен шунттайды, ТКБ (ООС) тек тұрақты ток құраушысы арқылы іске асады.

Rэ көмегімен жұмыс нүктесінін тұрақтандыру эмитерлік тұрақтандыру деп аталады. Коллекторлық токты қиып жұмыс істейтін күшейткіштерде мұндай тұрақтылық қолданылмайды, өйткені бұл жағдайда тұрақты ток құрайшысы кіріс сигналының амплитудасына байланысты.

Периодты емес үшін күшейткіштер көбінесе алғашқы сатыларда кездеседі, оларды ортақ эмиттер сұлбасы бойынша жинайды, ал ол I және Uбойынша күшейтуді іске асырады. Осындай күшейткіштерде сатыаралық байланыс бөлгіш конденсаторлары арқылы асырылады; сондықтан оларды резисторлық-сиымдылық байланысты күшейткіштер деп те атайды.

Күшейткіштерде каскад аралық байланысты R және С тағы да тікелей (голваникалық) және трансформаторлық байланыс қолданылады.

Жалпы коллектер арқылы жиналған күшейткіштердің ену кедергісі Rену>(io-ioo кОм) ; ең кіші кедергісі (Rену кіші 100Ом ) ; Ku<1, Kр<Кр оэ Кр ж.

Сигнал фазасы өзгермейді. ЭП 100% 00С сұлбасын жасайды, ол басқа күшейкіштерден жоғары тұрақтлық жұмысымен және салыстырмалы кіші сызықтық емес өзгерісімен ерекшеленеді.

Кері байланысты сызықты тізбек

Кері байланысты сызықты байланысты қарастырайық, оның сұлбасы төменде суретте көрсетілген

Бұл суретте төмендегідей белгілер қолданылады: мұндағы, К(р) активті аймақтағы негізгі элементтің беруші функциясы, В(р) пассивті аймақтағы негізгі элементтің беруші функциясы. Бағыттаушылар ОС жүйесіндегі сигналдың бағытын көрсетеді және ондағы шығыс сигналы немесе кейбір бөліктері жүйеге қайтадан түседі.

Егер Uену(р) жәнеUшығ(р) - кіру және шығу сигналдары болса онда

Uшығ(р) =k(р) [Uкір(р) +b(р) *Uшығ(р) ] (1)

ОС жүйесінің таратқыш функциясы

Кос (р) = (2)

(2) формуладан байқағандай, ООС-ң жүйесінің жиілік қасиеттері К(р) және В(р) әсерлерінен өзгеріп отырады.

Теріс және оң кері байланыстар.

(2) -формуланы ОС таратқыш жүйесінің жиілік каэффициенті p=jω болғанында қарастырамыз

Kос(jω) = . (3)

Егер берілген ω жиілікте келесі теңсіздік орындалса

1 - β(jω) * k(jω) > 1, (4)

онда теріс ОС кірістіру жүйенің таратқыш каэффициентінің модулін кемуге әкеліп соқтырады, және бұдан Uшығ шығару кернеуінің амплитудасы кемиді. Бұндай байланыс ООС деп аталады.

Егер берілген ω жиілікте келесі теңсіздік орындалса

1 - β(jω) * k(jω) < 1, (5)

онда бұндай байланыс оң ОС деп аталады.

ООС және ТОС радиотехникалық құрылғыларда кеңінен қолданылады. ООС жүйенің тұрақсыздығына әкеліп соғуы мүмкін. Мысалы, β=β ₀ және k=k ₀ нақты сандар болсын. Онда β ₀ * k ₀ = 1 → k _oc = ∞, өзін-өзі қоздыратын жүйе - кіріс сигналысыз шығыс сигналының пайда болуының белгісі. ООС-ны қолдану күшейткіш құрылғысының жиілік сипаттамасын жақсартуға мүмкіндік береді.

ООС күшейткіштің негізгі сипаттамасына әсер етуі.

Күшейту сипаттамасының тұрақтылығы.

Күшейткіштің жұмыс уақытында оның күшейту каэффициенті әр түрлі кездейсоқ себептерден өзгеріп отырады: ток көзі кернеуінің өзгеруінен, күшейткіш параметрінің элементтерінен және т. б.

ООС болуынан бұл факторлардың әсері лезде төмендейді.

Ол үшін күшейткішке ООС ендіреміз, яғни (3) формуладан β(jω) = -β ₀ < 0

(6)

(6) формуладан

, (7)

аламыз.

Егер β ₀ *k ₀ >>1, күшейткіш коэфицентінің нәтижесінің тұрақсыздығына қатысты β ₀ *k ₀ есе азаяды. Шындығында, күшейткіш коэфицентінің өзі сонша рет азаяды, бірақ бұл қиындық туғызбайды, яғни әрқашан қосымша буын қосу арқылы керек күшейткіш алуға болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.