Усилители электрических сигналов. Разновидности, параметры. Характеристики.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Усилители электрических сигналов. Разновидности, параметры. Характеристики.



Усилители электрических сигналов – это электронные устройства, предназначенные для усиления напряжения, тока или мощности входных электрических сигналов за счет энергии источника питания.

Передача сигнала с помощью усилителя.

Все усилители можно классифицировать по следующим признакам.

По роду усиливаемого сигнала усилители делятся на усилители постоянного тока (УПТ), усиливающие электрические сигналы с частотой от нуля герц и выше и усилители переменного тока, усиливающие переменные сигналы с частотой, отличной от нуля.

По частоте усиливаемого сигнала могут быть выделены следующие группы: усилители низкой частоты (УНЧ) – устройства с диапазоном усиливаемых частот от единиц герц до сотен килогерц;

усилители высоких частот (УВЧ) – устройства с диапазоном усиливаемых частот от сотен килогерц до сотен мегагерц и выше;

широкополосные усилители (ШПУ)– устройства с диапазоном усиливаемых частот от десятков – сотен герц до сотен мегагерц;

избирательные (резонансные) усилители (ИУ), обеспечивающие усиление в узком диапазоне частот.

АЧХ: а) УПТ, б) УНЧ, в) УВЧ, г) ШПУ, д) ИУ

По виду усиливаемого сигнала они делятся на усилители гармонических и импульсных сигналов. По функциональному назначению они делятся на усилители напряжения, тока и мощности.

Коэффициент усиления является основным количественным параметром усилителя. В зависимости от типа усиливаемой величины различают коэффициенты усиления по напряжению KU, току KI или мощности KP: KU = UВЫХ / UВХ , KI = IВЫХ / IВХ , KP = PВЫХ / PВХ.

Типовая АЧХ и ФЧХ УНЧ:

Спад коэффициента усиления на низких частотах определяется наличием разделительных емкостей в усилителях, спад на высоких частотах – паразитными емкостями в элементах схемы.

Динамический диапазон усиления характеризует диапазон изменения входного сигнала:D = UВХ макс/ UВХмин

Коэффициент полезного действия (КПД):η = РВЫХ / Р0,

Входное и выходное сопротивление – важнейшие параметры усилительных устройств. Их значения должны учитываться при согласовании усилителя как с источником входного сигнала, так и с нагрузкой.

 

Компараторы напряжения.

Аналоговые компараторы напряжения предназначены для определения момента равенства двух напряжений и выработки цифровых выходных сигналов 0 или 1 в зависимости от знака разности сравниваемых сигналов. Компаратор представляет собой одноразрядный аналого-цифровой преобразователь.

Временные диаграммы работы компаратора без гистерезиса и с гистерезисом

Компараторы характеризуются следующими статическими параметрами.

1. Пороговая чувствительность – минимальный разностный сигнал, который можно обнаружить компаратором и зафиксировать на выходе как логический сигнал. 2. Напряжение смещения ЕСМ – определяет смещение передаточной характеристики компаратора относительно идеального положения (рис.14.1, а). Для коррекции этого смещения используют балансировку. 3. Входные токи I+ВХ и I-ВХ – токи, протекающие через входные выводы компараторов. 4. Разность входных токов ΔIВХ= I+ВХ – I-ВХ – токи, протекающие через закороченные входы. 5. Напряжение гистерезиса UГ – разность входных напряжений, вызывающих срабатывание компаратора при увеличении или уменьшении входного напряжения.

6. Коэффициент ослабления синфазного сигнала КОСС – отношение синфазного сигнала UСФ к дифференциальному сигналу ΔUВХ, вызывающему срабатывание компаратора КОСС = 20lg(UСФ / ΔUВХ). 7. Входное сопротивление – полное входное сопротивление для малого разностного сигнала.

8. Выходные логические уровни – напряжения логического 0 и 1 на выходе. Основным динамическим параметром компаратора, определяющим его быстродействие, является время задержки распространения t ЗД.Р. скачкообразного входного сигнала или время переключения компаратора (рис). Это время отсчитывают от момента подачи скачкообразного входного сигнала до момента установления на выходе логического 0 или 1.

Простейшие компараторы на операционных усилителях:

Триггер Шмитта функционально является компаратором, уровни включения и выключения которого не совпадают, как у обычного компаратора, а различаются на величину, называемую гистерезисом переключения UГ.

Инвертирующий триггер Шмита

При повышении входного напряжения UВХ, величина выходного напряжения UВЫХ сначала не меняется. Но как только UВХ достигает значения UНмакс, выходное напряжение начинает падать, а вместе с ним снижается и потенциал на неинвертирующем входе UН. Благодаря действию этой положительной обратной связи UВЫХ скачком падает до величины UВЫХмин, а потенциал UН будет достаточно большой отрицательной величиной, и достигнутое состояние – стабильным. Теперь выходное напряжение изменится опять до значения UВЫХмакс только тогда, когда входное напряжение UВХ достигнет значения UНмакс.

 

Применение ОУ.

Правила использования усилителя на ОУ: 1. В усилителе должна быть обязательно обратная связь. 2. В усилителе должна быть ООС по пост. Току. 3. Входы ОУ токов не потребляют. Rвх=10^6…10^17 Ом. 4. ООС делает разницу напряжения между входами равной.

1. Инвертирующий усилитель:

2. Неинвертирующий усилитель:

Повторитель (буфер):

Усилитель переменного тока на ОУ:

3. Интеграторы:

4. Дифференциатор на ОУ



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.204.2.231 (0.01 с.)