Как величина входного сигнала влияет на искажения сигнала на выходе усилителя. Показать на диаграммах

К качественным показателям относятся передаточные характеристики, основными из которых являются:

- амплитудно-частотная характеристика (АЧХ);

- фазо-частотная характеристика (ФЧХ);

- коэффициент нелинейных искажений (КНИ).

АЧХ – зависимость изменения коэффициента передачи каскада от частоты. ФЧХ – зависимость изменения фазы сигнала на выходе усилителя от частоты. Данные параметры характеризует коэффициент нелинейных искажений (М). Рабочая область (частотный диапазон) разбивается на 3 участка – низкие частоты, средние частоты (полоса работы усилителя), и высокие частоты (рисунок 3). Для каждой из частот среза (fн, fв) существует соответствующий коэффициент нелинейных искажений (Mн, Mв), характеризующий качество усилителя. Область, ограниченная fн и fв, называется рабочей полосой усилителя.

Непосредственно, сам коэффициент нелинейных искажений заключает в себе 3 основных коэффициента:

-коэффициент нелинейных искажений, характеризующий изменение в фазе;

-коэффициент нелинейных искажений, характеризующий изменение частоты;

-коэффициент нелинейных искажений, характеризующий изменение формы сигнала.

В общем случае данные коэффициенты определяются следующими зависимостями:

-коэффициент передачи

Чем ближе рабочая частота сигнала к центральной частоте АЧХ усилителя, тем меньшим будет КНИ.

Задание №21

1. Какое сопротивление называется дифференциальным, изменяется ли оно при изменении напряжения на р- n переходе?

Другим важным параметром полевого транзистора является дифференциальное сопротивление канала rК на пологом участке зависимости IС=f(UС). Оно определяется, как

при Uз=const и заданном токе Iс.

Это сопротивление обычно достаточно велико, поэтому зависимости Iс=f(Uс) на пологом участке практически параллельны оси абсцисс.

Произведение S и rК называется коэффициентом усиления напряжения полевого транзистора μ: μ=S∙rк Коэффициент μ показывает, какой предельный коэффициент усиления по напряжению можно получить, если выполнить на полевом транзисторе усилительный каскад.

Эквивалентная схема полевого транзистора с p-n переходом.

В этой эквивалентной схеме учтено, что полевой транзистор управляется полем, т.е. в отличие от биполярного транзистора входное сопротивление очень велико и в схеме не учитывается. Ёмкости Сзс, Сзи, Сис оказывают влияние только на высоких частотах, уменьшая коэффициент усиления каскадов, выполненных на полевых транзисторах. Основные усилительные свойства полевого транзистора определяются генератором тока SUзи и сопротивлением канала rк.

Следует учитывать, что запирающее напряжение на затворе, обеспечивающее режимный ток полевого транзистора, должно быть таким, что при подаче входного сигнала напряжение на затворе всегда оставалось отрицательным. В противном случае управляющий p-n переход окажется смещённым в прямом направлении и полевой транзистор потеряет своё основное достоинство - большое входное сопротивление.

2. Как выбирается ток делителя в схеме с ОЭ для усилителя слабых сигналов?

Если входного сигнала нет, то каскад работает в режиме покоя. С помощью резистора задается ток покоя базы. Ток покоя коллектора. Напряжение коллектор-эмиттер покоя. Отметим, что в режиме покоя напряжение составляет десятки и сотни мВ (обычно 0,5…0,8 В). При подаче на вход положительной полуволны синусоидального сигнала будет возрастать ток базы, а, следовательно, и ток коллектора. В результате напряжение на возрастет, а напряжение на коллекторе уменьшится, т.е. произойдет формирование отрицательной полуволны выходного напряжения. Таким образом, каскад с ОЭ осуществляет инверсию фазы входного сигнала на 180°.

Графически проиллюстрировать работу каскада с ОЭ можно, используя входные и выходные статические характеристики БТ, путем построения его динамических характеристик (ДХ). Вследствие слабой зависимости входной проводимости транзистора g от величины нагрузки, входные статические и динамические характеристики практически совпадают. Выходные ДХ - это прямые линии, которые в координатах соответствуют уравнениям, выражающим зависимости между постоянными и переменными значениями токов и напряжений на нагрузках каскада по постоянному и переменному току.

Координаты рабочей точки для малосигнальных усилительных каскадов выбирают на линейных участках входной и выходной ВАХ БТ, используя в малосигнальных усилительных каскадах так называемый режим (класс) усиления А. Другие режимы работы каскадов чаще используются в усилителях мощности, и будут рассмотрены в соответствующем разделе.

Задание №22

1. Что такое тиристор? Его назначение. Нарисовать управляемый тиристор и его вольт-амперную характеристику.

Тиристоры

Семейство тиристоров относятся к диодным структурам, использующим значение собственного барьерного потенциала или барьерного потенциала управляющего электрода для управления током через диод.

Тиристоры имеют многослойную p-n, n-p структуру.

Конструкции переходов и областей p-n выбирается такой, чтобы при определенных токах через тиристор на его ВАХ имелась область с отрицательным сопротивлением.

Тиристоры по своей структуре бывают:

§ управляемые,

§ не управляемые.

Наиболее часто используемые типы тиристоров изображены на рис.1.

динистор тиристор симистор

а) б)

Рисунок 1 - Типы силовых полупроводниковых приборов а) неуправляемые, б) управляемые

Семейство вольт-амперных характеристик тиристора.

2. Объяснить почему каскад с ОЭ осуществляет инверсию фазы входного сигнала на 180⁰.

Если входного сигнала нет, то каскад работает в режиме покоя. С помощью резистора задается ток покоя базы. Ток покоя коллектора. Напряжение коллектор-эмиттер покоя. Отметим, что в режиме покоя напряжение составляет десятки и сотни мВ (обычно 0,5…0,8 В). При подаче на вход положительной полуволны синусоидального сигнала будет возрастать ток базы, а, следовательно, и ток коллектора. В результате напряжение на возрастет, а напряжение на коллекторе уменьшится, т.е. произойдет формирование отрицательной полуволны выходного напряжения. Таким образом, каскад с ОЭ осуществляет инверсию фазы входного сигнала на 180°.

Задание №23

Дата добавления: 2015-05-06