Усилитель с отрицательной обратной связью.

Понятие обратной связи (ОС) отражает один из важнейших механизмов управления, заключающийся в том, что на выходе некоторого устройства выделяется часть получаемой информации и вновь вводится на его вход для сравнения с заданным значением и для выполнения соответствующей коррекции. Выходной сигнал может передаваться с выхода на вход либо через цепи, специально вводимые для этого и образующие внешнюю ОС, либо через уже имеющиеся в усилителе для выполнения других функций и создающие внутреннюю ОС. Последние в большинстве случаев вредно влияют на характеристики усилителей.

Обратная связь существенно изменяет процесс работы и первоначальные свойства усилителя. Они определяются теперь свойствами собственно усилителя и цепи ОС вместе взятыми и зависят как от вида ОС, который обусловлен фазами напряжений, поступающих на вход усилителя от источника сигнала и по цепи ОС, так и от способа присоединения последней к входной и выходной цепям усилителя.

Обратная связь называется отрицательной (ООС), если фазы входного сигнала усилителя и сигнала обратной связи отличаются на угол p. Влияние ООС на основные показатели усилителя.

Рассмотрим влияние ООС на работу усилителя на примере последовательной ОС по напряже-

нию. K = Uвых / Uвх - коэффициент усиления усилителя без обратной связи; Kос = Uвых / U1 - это коэффициент усиления усилителя с ОС. β = Uвых.ос / Uвх.ос = Uвых.ос / Uвых (1). Kос = Uвых / U1 = Uвых / (Uвых.ос + Uвх) (2). Из формулы (1) видно, что Uвых.ос будет равняться β, умноженному на Uвых и подставленному в формулу (2). Kос = Uвых / (Uвх + β * Uвых). В знаменателе последней формулы вынесем Uвых за скобку: Kос = Uвых / (Uвх*1 + β * Uвых / Uвх). Kос = K / (1+ β*K). Величина (1+ β*K) - называется глубиной обратной связи. Вывод: последняя формула показывает то, что ООС уменьшает коэффициент усиления усилителя.

 

 

24 Основные параметры кварцевого резонатора..

Монокристалл кварца (двуокись кремния), являющийся основной частью резонатора, обладает пьезоэлектрическими свойствами. Приложение электр потенциала к кварцевой пластине вызывает ее деформацию и наоборот, деформация кристалла приводит к появлению на поверхностях пластины элект зарядов. Приложение переменного элект потенциала приводит к возбуждению механ колебаний кварцевой пластины. Если част этих колебаний близка к част собственного механ резонанса кварцевой пластины, то амплитуда колебаний значительно возрастает, а вместе с тем увеличивается величина зарядов, обусловленных пьезоэффектом. В этом случае резонатор, включенный в элект цепь, проявляет себя эквивалентно контуру, рис 1.Эквивалентные параметры резонатора. Такая схема называется эквивалентной схемой замещения резонатора, а величины С₁, С₀, L₁, R₁ – эквивалентными параметрами резонатора. С₀ - статическая емкость. На частотах, далеких от резонанса резонатор ведет себя как обычный конденсатор с емкостью С₀. С₁, L₁, R₁ - динам емк-ью, динам инду-тью и динам сопр-ием соответ, поскольку они проявляются только при колебаниях с част-ой, близкой к частоте собственного резонанса кварцевой пластины. Производные параметры: С₀/С₁ - емкостной коэф-нт, а также С₁/(2С₀)*100% - резонансный промежуток, характеризуют способность резонатора к перестройке частоты при включении последовательно резонатору реактивной нагрузки

2.Точность настройки. Частота резонанса, назыв номинальной.Max допустимое отклонение частоты резонатора, измеренной при t = 25±5 ⁰С, от номинальной наз точностью настройки прибора. Этот параметр,=(f-fн)/fн, где f - реальная частота резонатора, а fн - его номинальная частота, измеряется в милл-ных долях от номинальной частоты, обоз-мых 1х10^-6.

3.Нагрузочная емкость. Если контур, показанный на рис, включить в реальную элект цепь, то из-за влияния реактивных элементов этой цепи резонансная част. будет несколько отличаться от резонансной част. контура. Зная параметры эквивалентной схемы резонатора и реактивных элементов цепи можно определить величину изменения частоты резонанса. При включении резонатора || с нагрузочной емкостью, измеренная частота должна соответствовать номинальной с учетом указанной точности настройки.

4.Температурная стабильность резонатора. При изменении температуры среды изменяются линейные размеры кристаллической пластины, упругие, пьезоэлектрические и диэлектрические постоянные материала, возникают напряжения и деформации в элементах конструкции. Все это приводит к изменению резонансной частоты прибора

6.Уход частоты в ИРТ.(интервал раб. темпер) -max допустимое отклонение частоты резонатора от номинальной в ИРТ, (f_t-fн)/fн измеряется, как точность настройки

7.Интервал предельных температур. Для резонатора – это такой интервал, в кот изделие сохраняет работоспособность, но отклонение частоты от номинала может выходить за пределы, гарантируемые производителем.
8. Долговременная стабильность. При длительном хранении или эксплуатации резонатора в нем происходит ряд процессов – окисление и рекристаллизация электродов, релаксация напряжений в элементах конструкции и т. п., все это приводит к некоторому изменению его рабочей частоты.max допустимое изменение наз долговременной нестабильностью частоты (старением).

 

25 Эквивалентнаясхема ОУ.

При построении высокоточных схем на ОУ необходимо учитывать влияние неидеальности усилителя на характеристики схемы. Для этого удобно представить усилитель схемой замещения, содержащей существенные элементы неидеальности. Полная схема замещения ОУ для малых медленных изменений сигналов представлена на рис. У ОУ с биполярными транзисторами на входе входное сопротивление для дифференциального сигнала r_д составляет несколько мегаом, а входное сопротивление для синфазного сигнала r_вх несколько гигаом. Входные токи, определяемые этими сопротивлениями, имеют величину порядка нескольких наноампер. Существенно бoльшие значения имеют постоянные токи, протекающие через входы операционного усилителя и определяемые смещением транзисторов дифференциального каскада. Для универсальных ОУ входные токи находятся в пределах от 10 нА до 2 мкА, а для усилителей со входными каскадами, выполненными на полевых транзисторах, они составляют доли наноампер.

 

Триггеры на транзисторах.

Триггер представляет собой устройство с двумя устойчивыми состояниями: 0 и 1. Он удобен для обработки двоичной информации. Двум устойчивым состояниям триггера отвечают различные значения выходного сигнала, каждый из которых соответствует логическим 0 и 1. Записанная в триггере двоичная информация (0 или 1) сохраняется до тех пор, пока состояние триггера не изменится. В случае необходимости входным сигналом триггер переводится из одного устойчивого состояния в другое, тем самым изменяется записанная в нем информация. Для изготовления триггеров могут быть использованы приборы, вольтамперные характеристики которых содержат участки отрицательной крутизны (туннельные диоды, тиристоры, двухбазовые диоды и др.). Однако наиболее широкое применение получили триггеры, построенные на базе ключей в дискретном или интегральном исполнении. На рис. изображена наиболее распространенная схема триггера на дискретных элементах - двух активных элементах - транзисторах VT1 и VT2 с добавлением пассивных элементов типа резисторов, диодов, конденсаторов. Триггер образован соединением выхода одного резисторно-транзисторного ключа со входом другого и выхода последнего со входом первого. Триггер характеризуется статическим состоянием и процессом опрокидывания. В статическом состоянии один из транзисторов закрыт, а второй открыт, причем это состояние может сохраняться сколь угодно долгое время. Например, если транзистор VT1 закрыт, на его коллекторном электроде выделяется практически полное напряжение питания. Это напряжение через резистор Rб2 создает базовый ток у транзистора VT2, открывая его. При этом коллекторный электрод VT2 почти накоротко соединен с землей, следовательно, в цепи базового резистора Rб1 и базы VT1 тока нет, что соответствует его исходному закрытому состоянию. Для повышения устойчивости статического состояния на базы транзисторов VT1 и VT2 через резисторы R1, R2 подается напряжение +Eб, которое создает на базе закрытого транзистора VT1 дополнительное закрывающее смещение. Таким образом, дополнительное смещение +Еб удерживает транзистор VT1 в закрытом состоянии, предохраняя триггер от ложных срабатываний при воздействии случайных помех. Это напряжение также создает обратный ток в цепи базы транзистора VT2, но величина этого тока выбирается в несколько раз меньше по сравнению с прямым током через Rб2 на коллекторный электрод транзистора VT1.