- •2. Аналоговые электрические устройства
- •2.1. Общие сведения. Классификация и основные характеристики усилителей.
- •2.1.1. Общие сведения об усилителях.
- •2.1.2. Классификация усилителей.
- •2.1.3. Основные характеристики усилителя
- •2.1.3.1. Коэффициент усиления
- •2.1.3.3 Входное и выходное сопротивления
- •2.1.3.4. Искажение сигналов в усилителе
- •2.1.3.5. Переходные характеристики
- •2.1.4 Типовые функциональные каскады полупроводникового усилителя.
- •2.1.5. Математическое описание усилительных устройств
- •2.1.6. Представление передаточной функции элементарными звеньями
- •2.1.7. Частотные характеристики усилительных устройств
- •2.2. Обратные связи. Понятие устойчивости.
- •2.2.1. Обратная связь
- •2.2.2. Влияние цепи обратной связи на основные характеристики усилительного устройства
- •2.2.2.1. Коэффициент усиления
- •2.2.2.2. Полоса усиливаемых частот
- •2.2.3. Понятие об устойчивости усилителя
- •2.2.3.1. Частотный критерий устойчивости
- •2.2.3.2. Алгебраический и фундаментальный критерии устойчивости
- •2.3. Усилительные каскады на транзисторах.
- •2.3.1. Принцип работы усилителей.
- •2.3.2. Токи покоя и напряжения покоя в усилительных каскадах
- •2.3.3. Понятие о классах усиления усилительных каскадов
- •2.3.3.1. Класс усиления а
- •2.3.3.2. Класс усиления в
- •2.3.3.3. Класс усиления ав
- •2.3.3.4. Класс усиления с и d
- •2.3.3.5. Методы стабилизации рабочей точки
- •2.3.4. Каскад с последовательной отрицательной обратной связью по току нагрузки
- •2.3.5. Каскад с параллельной отрицательной обратной связью по выходному напряжению
- •2.3.6. Формирование частотной характеристики каскадов с цепями оос
- •2.3.7. Усилительный каскад по схеме с общим истоком
- •2.3.7.1 Основные параметры каскада усилителя на полевом транзисторе
- •2.3.8. Эмиттерный и истоковый повторители.
- •2.4. Каскады предварительного усиления
- •2.4.1 Условия работы каскадов предварительного усиления
- •2.4.1.1. Требования к каскадам и режим работы
- •2.4.1.2. Определение частотной, фазовой и переходной характеристик
- •2.4.2 Резисторный каскад
- •2.4.2.1. Применение, принципиальные и эквивалентные схемы
- •2.4.2.2 Характеристики и расчетные формулы резисторного каскада
- •2.4.2.3. Расчетные формулы каскада в области средних частот.
- •2.4.2.4. Расчет транзисторного резисторного каскада
- •2.4.2.5. Резисторные каскады предварительного усиления, работающие на внешнюю нагрузку, и резисторные входные цепи
- •2.5. Выходные каскады
- •2.5.1. Условия расчета каскадов мощного усиления
- •2.5.2. Расчет однотактного транзисторного каскада мощного усиления в режиме а
- •2.5.3. Расчет двухтактного транзисторного каскада мощного усиления в режиме в
- •2.5.4. Бестрансформаторные двухтактные каскады мощного усиления
- •2.5.5. Расчет бестрансформаторных двухтактных каскадов
- •2.6. Широкополосные каскады и каскады специального назначения
- •2.6.1. Особенности широкополосных усилителей.
- •2.7. Схемы коррекции без обратной связи
- •2.7.1. Низкочастотная коррекция
- •2.7.2. Высокочастотная коррекция
- •2.8. Схемы коррекции с обратной связью
- •2.8.1. Низкочастотная коррекция
- •2.8.2. Высокочастотная коррекция
- •2.9. Повторители
- •2.9.1. Простые повторители
- •2.10. Усилители постоянного тока
- •2.10.1. Основные свойства и применение
- •2.10.2. Усилители постоянного тока, с непосредственной связью
- •2.11. Дрейф нуля и способы его уменьшения
- •2.11.1 Причины дрейфа нуля
- •2.12. Балансные и дифференциальные каскады
- •Библиографический список
2.4.1.2. Определение частотной, фазовой и переходной характеристик
Анализ свойств и характеристик многокаскадных усилителей, как указывалось ранее, производят следующим образом. Вначале определяют свойства и характеристики отдельных каскадов и цепей по их эквивалентным схемам, подвергая их анализу и расчету, а затем по данным этих каскадов находят показатели всего усилительного устройства. Наиболее наглядным и простым методом анализа характеристик усилительного каскада является метод составления уравнений контурных токов и узловых напряжений для его эквивалентной схемы, по которым затем находят частотную, фазовую или переходную характеристику каскада и электрические данные деталей принципиальной схемы.
При выводе уравнений частотной и фазовой характеристик каскада, необходимых для определения свойств и расчета усилителей гармонических сигналов, обычно предполагают, что на вход каскада от внешнего источника сигнала подается установившееся синусоидальное электрическое колебание известной амплитуды и частоты Uвх=Uвхmsinωt. Затем для эквивалентной схемы каскада составляют систему уравнений Кирхгофа в комплексной форме для контурных токов и узловых напряжений, решив которую находят установившееся для произвольной частоты ω значение выходного сигнала Uвых=Uвыхmsin(ωt+φ). Поделив Uвых на Uвх или Еист, получают уравнение частотно-фазовой характеристики К=F1(ω)или К*=F2(ω), которое затем можно привести к нормированному виду Y=F3(ω) или Y=F4(ω). Выражения, определяющие модуль К, К* или Y, являются уравнениями частотной характеристики анализируемого каскада; они могут быть представлены в обычном или нормированном виде. А уравнениями его фазовой характеристики являются выражения, определяющие вносимый каскадом угол сдвига фазы φ= F5(ω) или φ=F6(Х). Решив уравнение частотной характеристики относительно электрических данных деталей каскада, получают формулы для их расчета по допустимым частотным искажениям на нижней ωн и верхней ωв рабочих частотах.
При выводе уравнения переходной характеристики каскада, необходимого для определения свойств и расчета усилителей импульсных сигналов, обычно полагают, что на вход усилителя от источника сигнала подается мгновенный скачок напряжения uвх. Составив по эквивалентной схеме каскада систему уравнений Кирхгофа для мгновенных значений контурных токов и узловых напряжений, решением этой системы находят зависимость мгновенного значения выходного напряжения от времени uвых= F(t), представляющую собой переходную характеристику каскада, которую затем можно привести к нормированному виду y=f(x). Решив уравнение переходной характеристики относительно электрических данных деталей принципиальной схемы, получают формулы для их расчета по допустимым искажениям фронта и вершины усиливаемых импульсов.
Если уравнение частотно-фазовой характеристики Y=F(ω) уже имеется, то уравнение переходной характеристики каскада можно получить из него с помощью так называемого операционного метода.