Методы анализа транзисторных усилительных каскадов

Академия России

Кафедра Физики

Реферат на тему:

МЕТОДЫ АНАЛИЗА ТРАНЗИСТОРНЫХ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ

Орел 2009

Содержание

Вступление

1. Постановка задачи

2. Анализ статического режима работы

3. Анализ динамического режима работы

Библиографический список

Вступление

Усиление электрических сигналов является фундаментальным и исключительно важным свойством аппаратурных средств обработки сигналов, которое очень широко используется для совершенствования технических показателей самых различных радиотехнических устройств. Усилители находят самое широкое применение и как самостоятельные устройства, и как составные части более сложных устройств. Кроме аппаратуры связи их используют в бытовой электронике, звуковом кино, радиолокации, медицине, технике измерений, автоматике и т.д. На основе усилительных каскадов строится большинство аналоговых электронных устройств посредством добавления тех или иных обратных связей. Особое значение усилительные устройства имеют в радиоприемных трактах, поскольку на входы радиоприемников поступают сигналы очень малой мощности, а оконечные устройства требуют мощности, на несколько порядков большей.

1. Постановка задачи

Эффект увеличения мощности полезного сигнала при сравнительно точном сохранении его формы (и спектрального состава соответственно) называют усилением, а устройство, реализующее этот эффект, усилительным. Принцип электронного усиления заключается в том, что с помощью активного электронного прибора (усилительного элемента УЭ) энергия постоянного источника напряжения преобразуется в энергию полезного электрического колебания по закону изменения входного сигнала. Для управления процессом преобразования энергии на вход усилительного элемента подают малую мощность Р _ВХ . Таким образом, при усилении источник сигнала малой мощности Р _ВХ управляет работой усилительного элемента по преобразованию большой мощности источника питания Р ₀ в мощность выходного колебания Р _ВЫХ , выделяемого в нагрузке усилительного устройства. Безусловно, Р _ВЫХ < Р ₀ , но в оконечных каскадах усилителей эти мощности близки по величине, и отношение Р _ВЫХ /Р ₀ определяет коэффициент полезного действия усилителя h .

Поскольку в данной лекции речь пойдет о различных методах анализа усилительных каскадов, необходимо разобраться с основными понятиями. Анализ (от греч. analysis - разложение, расчленение) - метод научного исследования, состоящий в мысленном разложении сложного объекта на более простые составные части с целью оценки эффективности и качества функционирования этого объекта.

В данном случае речь идет об оценке качества работы типовых усилительных каскадов с транзистором в роли активного электронного прибора (усилительного элемента) и гармоническим сигналом на выходе. Так как основное предназначение усилителя - это получение на выходе сигнала большей мощности, чем на входе, то оценка качества усилительного каскада будет заключаться в решении следующих задач:

1. Во-первых, это традиционная задача анализа электрических цепей - определить реакцию цепи на заданное воздействие. Поскольку в качестве воздействия используется моногармонический сигнал

(6.52)

то в случае идеальной работы усилительного каскада на выходе также должен быть моногармонический сигнал

(6.53)

где k - коэффициент пропорциональности, определяющий степень усиления (чаще всего k > 1).

В реальных схемах усилительных каскадов выходной сигнал, как правило, отличается по форме от входного. Происходит это из-за нелинейности характеристик усилительного элемента (УЭ), а проявляется в зависимости усилительных свойств транзистора от амплитуды воздействия.

Таким образом, форма выходного сигнала будет отличаться от гармонической и спектр его обогатится соответственно новыми спектральными составляющими, которых не было во входном сигнале. Такие искажения, как нам уже известно, носят название нелинейных и оцениваются с помощью коэффициента гармоник К _Г . Кроме нелинейных усилительный каскад вносит так называемые линейные (т.е. не связанные с искажением формы и обогащением спектра) или частотные искажения. Суть их заключается в том, что из-за наличия реактивностей в схеме усилительного каскада (в основном, это емкости разделительных и блокировочных конденсаторов, а также различные паразитные емкости и индуктивности) коэффициент пропорциональности k в выражении (6.53) является частотно-зависимым, т.е. имеет комплексный характер. В результате амплитуда и начальная фаза выходного сигнала не являются постоянными величинами, как во входном сигнале, а изменяются в зависимости от частоты воздействия.

2. Таким образом, вторая задача анализа - оценить величину искажений (линейных и нелинейных), которые усилительный каскад вносит в усиливаемый сигнал.

Для того чтобы решить эти две задачи, надо вычислить основные параметры и характеристики усилительного каскада, позволяющие оценить в количественной форме степень усиления и искажений гармонического входного сигнала. Кроме того, необходимо вычислить те параметры и характеристики усилительного каскада, которые определяют влияние данного усилителя н

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать