Линейный компенсационный параллельный

Если Uн увеличиться, U_выхDA и U_б1 так же увеличиться, VT1 приоткроется, ток через Rд, а значит и падение напряжения на нем так же увеличится возвращая значение к величине Uоп.

 

49. Повышающий стабилизатор. Схема. Принцип работы.

Когда ключ замкнут, ток протекает через дроссель, в котором запасается энергия. Когда ключ размыкается, энергия запасенная в дросселе уменьшается и изменяет полярность напряжения на нем таким образом, что напряжение на дросселе складывается с входным. Таким образом, напряжение на дросселе и входное напряжение заряжают конденсатор до напряжения больше, чем входное.

50.Функциональная схема ключевого источника питания (принципиальная схема). Принцип работы.

Ключевые стабилизаторы бывают с самовозбуждением и, чаще всего, с независимым возбуждением. Выходное напряжение сравнивается с опорным и усиленное напряжение ошибки используется для получения выходных импульсов ШИМ, которые управляют ключом стабилизатора таким образом, чтобы поддерживать вых. напряжение на заданном уровне. Импульсы ШИМ (широко-импульсная модуляция) могут быть с фиксированной длительностью замкнутого и изменяющейся длительностью разомкнутого состояния, с изменяющейся длительностью замкнутого и разомкнутого состояний, но с фиксированной частотой.

Принципиальная схема ключевого стабилизатора на таймере.

 

Таймер DA обеспечивает формирование управляющих прямоугольных импульсов, которые с вывода 3 попадают на базу VT1, из коллектора VT1 на базу ключевого VT2, работающего в понижающем преобразователе. Как только напряжение на выходе приближается к 10 В (9,1+0,6), VT5 приоткрывается и уменьшает длительность управ.импульсов вплоть до полного исчезновения. Частота и скважность импульсов зависят от R1, R2, С1 и напряжении на 5 выводе. VT3 и VT4 осуществляют защиту преобразователя от токовых перегрузок и к.з. нагрузки. При превышении Iн 120 мА, VT3 и VT4 отпираются, Uda →0, DA прекращает выработку управляющих импульсов.

 

 

Последовательный компенсационный стабилизатор напряжения на транзисторе. Схема и принцип работы.

VT2 открывается/закрывается таким образом, чтобы поддерживать на выходе напряжение, кот. задаст на базе 5,3В.

Если напряжение на выходе увеличилось, то и напряжение база-эмиттер увеличивается (Uэ=const); это вызывает приоткрываниеVT2 и увеличение тока через него, увеличение UR1, а, следовательно, уменьшение UVT1 и UВЫХ.

Изменяя часть подаваемого на базу напряжения с помощью R3, мы изменяем Uвых.

R4 и VT3 –– для защиты от к.з.

При увеличении выходного тока увеличивается UR4. При достижении им 0,6ВVT3 открывается, что препятствует увеличению выходного тока, т.к. Uбэ1 не увеличивается.

 

Источники опорного напряжения. Задание рабочего тока стабилитрона, источника тока на ОУ. Стабилитронные интегральные микросхемы.

Источники опорного напряжения

От качества источника опорного напряжения зависит выходное напряжение изделия.

При выборе источника опорного напряжения необходимо учитывать:

• Температурную и временную стабильность и точность, лежащую в их основе физического эффекта;
• Величину тока и напряжения стабилизации, при которых температурная и временная нестабильность имеет минимальное значение (ТКИ→0, ТКС→0).

Минимальное динамическое сопротивление зависит от напряжения и тока стабилизации. Минимальный разброс напряжений стабилизации – 6 В, мин ТКН – 3-5 В (3 В – для 10 mA, 5 В – для 10 мкА).

 

Задание рабочего тока стабилитрона

DAсравнивает напряжения между входами и устанавливает на выходе такое напряжение, чтобы разница была равна 0.

U_И = U_НИ =>U_вых = 10В

 

Делитель R2-R3 задаёт выходное опорное напряжение, R1 задаёт ток через стабилитрон:

Не зависит от I_нагр.

 

 

Регулируемый стабилизатор

Микросхема TL431 (2,5..35 В), TL432 (1,25..15 В)

I_ст≤100 mA

Высокая точность ()

Высокая температурная стабильность (10 pps/ºC)

 

 

26.Усилители.Классификация и основные характеристики.

Усилители - устройства, предназначенные для увеличения параметров электрического сигнала (напряжения, тока, мощности).

Усилитель имеет входную цепь, к которой подводится усиливаемый сигнал, и выходную цепь, с которой выходной сигнал снимается и подается в нагрузку.

 

 

УПТ – усилитель постоянного тока

УЗЧ – усилитель звуковых частот

УНЧ – усилитель низких частот

УВЧ – усилитель высоких частот

ШПУ – широкополосные усилители

УПУ - узкополосные усилители

Δf = f_в-f_н - полоса пропускания или полоса усиливаемых частот.

Основные параметры:

Амплитудно-частотная характеристика отражает зависимость модуля коэффициента усиления , определяемого для синусоидального входного сигнала от частоты. Однако очень редко один усилительный каскад обеспечивает требуемый коэффициент усиления. Поэтому применяют много каскадные усилители с конденсаторной связью между каскадами, общий коэффициент усиления которых определяется как произведение коэффициентов усиления всех каскадов

.

.

 

Каскады рассчитываются последовательно от оконечного к первому. Оконечный каскад обеспечивает получение требуемой мощности сигнала на нагрузке . По коэффициенту усиления оконечного каскада определяют параметры его входного сигнала, являющиеся исходными для расчета предоконечного каскада и.т.д. Наличие в схеме усилителя конденсаторов и зависимость параметров усилителя от частоты приводит к тому, что при изменении частоты входного сигнала напряжение на выходе усилителя изменяется не только по амплитуде, но и по фазе.

Поэтому второй характеристикой усилителей является фазо-частотная характеристика (ФЧХ), определяющая зависимость угла фазового сдвига от частоты.

Усилительный каскад задерживает сигнал на какое-то время. Каждые гармонические составляющие задерживаются на разное время.

Амплитудная характеристика усилителя (реальная):

 

По амплитудной характеристике можно выделить следующие основные параметры усилителя:

1. Коэффициент усиления по току ;

2. Коэффициент усиления по напряжению

3. Коэффициент усиления по мощности ;

4. Чувствительность усилителя — минимальное значение входного сигнала, при котором полезный сигнал на выходе уже различим на уровне помех (при отношении сигнал - шум)

5. Динамический диапазон - отношение амплитуды максимально допустимого выходного напряжения к минимально допустимому, при которых не возникает искажение .

 

 

Расчёт каскада с общим эмиттером по постоянному и переменному току.

Расчёт может осуществляться либо слева направо, либо справа налево. Слева направо.

Дано: R_g = 1кОм U = 20В h₂₁ = 100 k_U = 20 f_н = 200 δ_н = 6дБ

Найти: R1, R2, R_к, R_э1, R_э2, R_н,C1,2, C3.

По постоянному току:

1.

Шина питания по постоянному току эквипотенциальна земле (через Сф)

2. R_вх = R_э1h₂₁ = 10R_д = 100k => R_э1 = 1кОм

3. R_э/R_к = 0,1 – 0,3 => R_к = 5.1кОм

4. R_H=l0R_вых = 51кОм

(R_вых = R_кб||R_к)

5. U_к = U_п/2=>I_к = U_п/2·1/R_к = 2мА

6. U_э = I_эR_э1 = 2В

7. U_б =U_э+ 0,6 = 2,6В

8. R1/R2 = 17,4/2,6 = 6,7

9. => R2 = 77/6.7 = 11кОм = 12кОм

R1 = 75кОм = 82кОм
10. r_э0 = φ_Т/I_к = 25/2 = 12,5Ом

 

По переменному току:

11. k_U = R_к/(R_э+r_э0) => R_э+r_э0 = 255Ом => R_э = 242,5Ом

R_э1·R_э2/(R_э1+ R_э2) = 242,5Ом

R_э1 = 1кОм => R_э2 = 330Ом

12. δ_э = 0,5 δ = 3дБ

При понижении частоты, ёмкостное сопротивление Сэ возрастает, увеличивается эквивалентное сопротивление в эмиттерной цепи и уменьшается коэффициент усиления.

Z/R = √2 => R = X_c = R_э2+r_э0 = 342,5Ом

13.δ1 = δ2 = 1,5дБ

14.

=>X_C = 6,44кОм

C1 = 120нФ

15. δ1 = δ2 = 1,5дБ

R_н/R_д = 5 => X_C2/X_C1 = 5 => C1/C2 = 5 =>C2 =33нФ

 

Резонансные преобразователи

ПНТ: переключаются при нулевом токе

ПНН: переключаются при нулевом напряжении

 

Пример резонансного ПН

Достоинства резонансных преобразователей:

· невысокая скорость нарастания напряжения на силовом VT, что позволяет работать на более высоких частотах

· меньшая амплитуда высших гармоник, что уменьшает создаваемые радиопомехи

Недостатки:

· сложность схем управления и трудность стабилизации выходного напряжения при изменяющемся сопротивлении нагрузки.