електронні підсилювачі

Особливістю електронних підсилювачів є їх висока чутливість: вони здатні посилювати сигнали дуже малої потужності. Тому застосування електронних підсилювачів особливо доцільно в тих випадках, коли потужність на виході чутливих елементів або датчиків надзвичайно мала (порядку декількох мікроват).

У системах автоматичного регулювання знаходять застосування електронні підсилювачі постійного і змінного струму, однокаскадні і багатокаскадні. Схема простого електронного підсилювача постійного струму приведена в табл. V.1 (схема 1). Визначимо коефіцієнт його посилення, маючи на увазі, що напруга на аноді

Якщо - анодний струм, а напруга дорівнює напрузі на сітці то коефіцієнт посилення по напрузі в даному випадку буде

де - динамічна крутизна характеристики лампи.

Введемо поняття статичної крутизни тоді формулу (V. 1) можна переписати у вигляді

де - внутрішній опір лампи.

(Клікніть для перегляду ськана)

З формули (V.2) видно, що коефіцієнт посилення по напрузі тим більше, чим більше крутість характеристики 50 і чим більше опір. Отже, коефіцієнт посилення однокаскадного підсилювача залежить від типу лампи і може змінюватися в межах від 10 до 80.

Інші схеми однокаскадних підсилювачів постійного струму наведені в табл. V.1 під номерами 2, 3. Підсилювачі цього типу відрізняються високою швидкодією і практично вважаються безінерційний.

Принципові схеми найбільш поширених підсилювачів змінного струму також наведені в табл. V.1 (схеми 4, 5). У системах автоматичного регулювання використовують в основному підсилювачі змінного струму, так як вони не мають дрейфу нуля і забезпечують створення простих схем у всіх тих випадках, коли потрібно мати фазочувствительного підсилювач.

Електронні підсилювачі можна з'єднувати послідовно. Коефіцієнт посилення такого многокаскадного підсилювача визначається твором коефіцієнтів посилення окремих каскадів.

Електронні підсилювачі мають велику чутливість, яку прийнято характеризувати коефіцієнтом чутливості. Коефіцієнт чутливості являє собою відношення потужності в міліватах, що віддається лампою в навантаження, до квадрату напруги на вході в вольтах. Ця величина для звичайних підсилюючих ламп коливається від 2 до 5.

Недоліком електронних підсилювачів є їх мала вихідна потужність, Невисока надійність, чутливість до вібрацій і відносно велика потужність споживання.

тиратронні підсилювачі (Схема 6 в табл. V. 1). В електронних підсилювачах максимальна вихідна потужність не перевищує 100 Вт, тому для отримання значних вихідних потужностей застосовують тиратронні підсилювачі.

Тиратронами прийнято називати трьохелектродні газонаповнені електронні лампи. Колби цих ламп заповнюються інертним газом (неоном, аргоном), або парами ртуті. Внаслідок цього процеси, що відбуваються в тиратроні, істотно відрізняються від процесів, що відбуваються в звичайних електронних лампах. Тут за рахунок іонізації молекул газу, що відбувається в результаті їх зіткнення з швидко рухомими під дією потенціалу анода електронами, ток тиратрона може досягати декількох ампер. Це дозволяє використовувати тиратрони для управління потужними процесами. Коефіцієнт посилення по потужності тиратрона становить величину порядку, т. Е. При вхідній потужності близько вихідна потужність тиратрона може бути близько 2-3 кВт і більше.

Процес іонізації газу вимагає певного часу, тому тиратрони є інерційними приладами. Час запалювання тиратрона становить 10-у з, а час гасіння с. Практично інерційність тиратронів проявляється при роботі на високих частотах. При харчуванні тиратронів струмами звичайної частоти їх можна розглядати як безінерційні прилади.

Вихідний струм тиратронів можна регулювати в великих межах шляхом зміни амплітуди, фази або зсуву сіткового напруги. Крім того, тиратрон одночасно є і випрямлячем змінного струму в постійний, а його вихідна потужність досягає і більш, що в кілька разів перевищує вихідну потужність електронних приладів вакуумного типу. Всі ці переваги тиратронів зумовили їх широке застосування в пристроях автоматичного управління електроприводами, а також в системах автоматичного регулювання.

Напівпровідникові підсилювачі. Малі габаритні розміри напівпровідникових підсилювачів, незначна потужність споживання і висока надійність привели до заміни лампових підсилювачів напівпровідниковими. У системах автоматичного регулювання використовують напівпровідникові підсилювачі, що працюють на постійному і змінному струмі. Підсилювач напруги із загальним емітером показаний в табл. V.1 (схема 7). ця схема

характеризується високим вхідним опором і великим коефіцієнтом посилення по потужності.

Коефіцієнт посилення по напрузі для даної схеми визначається за формулою

де - опір навантаження; - опір генератора; - вхідний опір підсилювача.

На схемі 8 табл. V.1 показаний двотактний транзисторний підсилювач потужності, що забезпечує гарне узгодження і великий коефіцієнт посилення.

Для узгодження напівпровідникових підсилювачів з низкоомной навантаженням застосовують схеми із загальним колектором (емітерний повторювачі). Схема емітерного повторювача наведена в табл. V.1 (схема 9). Ця схема характеризується підвищеним значенням вхідного опору, зниженим значенням вихідного опору і збігом фаз вхідного і вихідного сигналів.

Коефіцієнт посилення емітерного повторювача з навантаженням може бути знайдений за формулою

Як видно з формули (V.4), коефіцієнт близький до одиниці. Схема емітерного повторювача застосовується в коригувальних пристроях і виконує в них роль розділового підсилювача.

У тих випадках, коли в системі автоматичного регулювання потрібно двохкаскадний підсилювач, можна скористатися схемою 10 з табл. V.I. Для цієї схеми неважко визначити значення вхідних опорів першого і другого каскадів:

При де маємо

Так як в даній схемі то

На практиці для схеми 10 можна отримувати значення змінюються в межах від 20 до 300 при дрейфі вихідної напруги, меншому 0,2 В. При великому числі каскадів передбачають спеціальні заходи для зниження дрейфу підсилювача і ліквідації температурної нестабільності транзисторів.

Останнім часом широке застосування знайшли підсилювачі змінного струму на транзисторах. Як каскадів попереднього посилення застосовують схеми 12-14. Схема 12 має дільник напруги в ланцюзі бази при одному джерелі живлення. Однак вимоги до стабільності джерела живлення в цій схемі досить високі. Схему 13 використовують при знижених вимогах до стабільності джерела живлення. Робота цієї схеми забезпечується за рахунок введення в підсилювальний каскад негативного зворотного зв'язку. Схему 14 застосовують при наявності двох джерел живлення і небажаність включення конденсаторів в ланцюзі емітерів. Кінцеві каскади посилення зазвичай виконують по двотактної схемою (Схема 9 в табл. V.1). Транзистори працюють в режимах класів А і Схема фазо-чувствітрльного каскаду на транзисторі показана в табл. V.1 (схема 11).

Підсилювач електричних сигналів - це електронний пристрій, призначений для збільшення потужності, напруги або струму сигналу, підведеного до його входу, без суттєвого викривлення його форми. Електричними сигналами можуть бути гармонійні коливання ЕРС, струму або потужності, сигнали прямокутної, трикутної або іншої форми. Частота і форма коливань є суттєвими факторами, що визначають тип підсилювача. Оскільки потужність сигналу на виході підсилювача більше, ніж на вході, то згідно із законом збереження енергії підсилювальний пристріймає включати в себе джерело живлення. Т.ч., енергія для роботи підсилювача і навантаження підводиться від джерела живлення. Тоді узагальнену структурну схему підсилювального пристрою можна зобразити, як показано на рис. 1.

Малюнок 1. Узагальнена структурна схема підсилювача

Електричні коливання надходять від джерела сигналу на вхід підсилювача , до виходу якого приєднана навантаження, енергія для роботи підсилювача і навантаження підводиться від джерела живлення. Від джерела живлення підсилювач відбирає потужність Ро - необхідну для посилення вхідного сигналу. Джерело сигналу забезпечує потужність на вході підсилювача Р вх Вихідна потужність Р вих виділяється на активній частині навантаження. В підсилювачі для потужностей виконується нерівність: Р вх < Р вих< Ро . отже, підсилювач- це керований вхідним сигналом перетворюваченергії джерела живлення в енергію вихідного сигналу. Перетворення енергії здійснюється за допомогою підсилювальних елементів (УЕ): біполярні транзистори, польових транзисторів, електронних ламп, інтегральних мікросхем (ІМС). варикапов та інших.

найпростіший підсилювач містить один підсилювальний елемент. У більшості випадків одного елемента недостатньо і в підсилювачі застосовують кілька активних елементів, які з'єднують за ступеневою схемою: коливання, посилені першим елементом, надходять на вхід другого, потім третього і т. Д. Частина підсилювача, складова одну сходинку посилення, називаєтьсякаскадом. Підсилювач складається зактивних і пасивнихелементів: до активним елементамвідносяться транзистори, ел. мікросхеми та інші нелінійні елементи, що володіють властивістю змінювати електропровідність між вихідними електродами під впливом керуючого сигналу на вхідних електродах.пасивними елементамиє резистори, конденсатори, котушки індуктивності та інші елементи, що формують необхідний розмах коливань, фазові зрушення і інші параметри посилення. Таким чином, кожен каскад підсилювача складається з мінімально необхідного набору активних і пасивних елементів.

Структурна схема типового многокаскадного підсилювача приведена на рис. 2.

Малюнок 2. Схема многокаскадного підсилювача

вхідний каскад і попередній підсилювач призначені для посилення сигналу до значення, необхідного для подачі на вхід підсилювача потужності (вихідного каскаду). Кількість каскадів попереднього посилення визначається необхідним посиленням. Вхідний каскад забезпечує, при необхідності, узгодження з джерелом сигналу, шумові параметри підсилювача і необхідні регулювання.

вихідний каскад (Каскад посилення потужності) призначений для віддачі в навантаження заданої потужності сигналу при мінімальних спотвореннях його форми і максимальному ККД.

Джерелами підсилюються сигналів можуть бути мікрофони, зчитувальні головки магнітних і лазерних накопичувачів інформації, різні перетворювачі неелектричних параметрів в електричні.

навантаженням є гучномовці, електричні двигуни, сигнальні лампи, нагрівачі і т. д. Джерела живленнявиробляють енергію з заданими параметрами - номінальними значеннями напруг, струмів і потужності. Енергія витрачається в колекторних і базових колах транзисторів, в ланцюгах напруження і анодних ланцюгах ламп; використовується для підтримки заданих режимів роботи елементів підсилювача і навантаження. Нерідко енергія джерел живлення потрібно і для роботи перетворювачів вхідних сигналів.

Класифікація підсилюючих пристроїв.

Підсилювальні пристрої класифікують за різними ознаками.

за увазі підсилюються електричних сигналів підсилювачі поділяють на підсилювачі гармонійних (Безперервних) сигналів і підсилювачі імпульсних сигналів.

По ширині смуги пропускання і абсолютним значенням підсилюємо частот підсилювачі поділяються на такі типи:

- Підсилювачі постійного струму (ППС)призначені для посилення сигналів в межах від нижчої частоти \u003d 0 до верхньої робочої частоти. УПТ підсилює як змінні складові сигналу, так і його постійну складову. УПТ широко застосовуються в пристроях автоматики і обчислювальної техніки.

- підсилювачі напруги, в свою чергу поділяються на підсилювачі низької, високої і понад високої частоти.

По ширині смуги пропускання підсилюються частот розрізняють:

- виборчі підсилювачі (підсилювачі високої частоти - УВЧ), для яких дійсно відношення частот /1 ;

- широкосмугові підсилювачі з великим діапазоном частот, для яких відношення частот />>1 (Наприклад УНЧ - підсилювач низької частоти).

- підсилювачі потужності - крайовий каскад УНЧ з трансформаторної розв'язкою. Для того, щоб потужність була максимальною R вн. до= R н,тобто опір навантаження має дорівнювати внутрішньому опору колекторної ланцюга ключового елемента (транзистора).

за конструктивним виконанням підсилювачі можна поділити на дві великі групи: підсилювачі, виконані за допомогою дискретної технології, тобто способом навісного або друкованого монтажу, і підсилювачі, виконані за допомогою інтегральної технології. В даний час в якості активних елементів широко використовуються аналогові інтегральні мікросхеми (ІМС).

Показники роботи підсилювачів.

До показників роботи підсилювачів відносяться вхідні і вихідні дані, коефіцієнт посилення, діапазон частот, коефіцієнт спотворень, ККД і інші параметри, Характеризують його якісні та експлуатаційні властивості.

До вхідних даних відносяться номінальне значення вхідного сигналу (напруги U вх= U 1 , струму I вх= I 1 або потужності P вх= P 1 ), Вхідний опір, вхідна ємність або індуктивність; ними визначається придатність підсилювача для конкретних практичних застосувань. вхідний зіспротивR вх в порівнянні з опором джерела сигналу R і зумовлює тип підсилювача; в залежності від їх співвідношення розрізняють підсилювачі напруги (при R вх >> R і), підсилювачі струму (при R вх << R і) або підсилювачі потужності (при R вх = R і). Вхідна їмкісткаЗ вх, Будучи реактивної компонентою опору, робить істотний вплив на ширину робочого діапазону частот.

Вихідні дані - це номінальні значення вихідної напруги U вих \u003d U 2, струму I вих \u003d I 2, Вихідної потужності P вих \u003d P 2 і вихідного опору. Вихідний опір має бути значно меншим, ніж опір навантаження. І вхідний і вихідний опору можуть бути активними або мати реактивну складову (індуктивну або емкостную). У загальному випадку кожне з них одно повного опору Z, який містить як активну, так і реактивну складові

коефіцієнтом посилення називається відношення вихідного параметра до вхідного. Розрізняють коефіцієнти посилення по напрузіK u= U 2/ U 1 , По току K i= I 2/ I 1 і потужності K p= P 2/ P 1 .

Характеристики підсилювача.

Характеристики підсилювача відображають його здатність посилювати з певним ступенем точності сигнали різної частоти і форми. До найважливіших характеристик відносяться амплітудна, амплітудно-частотна, фазо-частотна і перехідна.

амплітудна характеристика являє собою залежність амплітуди вихідної напруги від амплітуди подається на вхід гармонійного коливання певної частоти. Вхідний сигнал змінюється від мінімального до максимального значення, причому рівень мінімального значення повинен перевищувати рівень внутрішніх перешкод U п , Створюваних самим підсилювачем. В ідеальному підсилювачі (підсилювачі без перешкод) амплітуда вихідного сигналу пропорційна амплітуді вхідного U вих= K *U вх і амплітудна характеристика має вигляд прямої лінії, що проходить через початок координат. У реальних підсилювачах позбутися перешкод не вдається, тому його амплітудна характеристика відрізняється від прямої.

амплітудноі фазо-частотна характеристики відображають залежність коефіцієнта посилення від частоти. Через присутність в підсилювачі реактивних елементів сигнали різних частот посилюються неоднаково, а вихідні сигнали зсуваються щодо вхідних на різні кути. Амплітудно-частотна характеристика у вигляді залежності представлена \u200b\u200bна малюнку. Робочим діапазоном частот підсилювача називають інтервал частот, в межах якого модуль коефіцієнта K залишається постійним або змінюється в заздалегідь заданих межах.

Фазо-частотної характеристикою називається частотна залежність кута зсуву фази вихідного сигналу по відношенню до фази вхідного.

Зворотні зв'язку в підсилювачах.

зворотним зв'язком (ОС) називають зв'язок між електричними ланцюгами, за допомогою якої енергія сигналу передається з ланцюга з більш високим рівнем сигналу в ланцюг з більш низьким його рівнем: наприклад, з вихідний ланцюга підсилювача до вхідної або з наступних каскадів в попередні. Структурна схема підсилювача зі зворотним зв'язком зображена на малюнку нижче.

Передача сигналу з виходу на вхід підсилювача здійснюється за допомогою чотириполюсника В.Чотириполюсник зворотного зв'язку є зовнішнє електричне коло, що складається з пасивних або активних, лінійних або нелінійних елементів. Якщо зворотний зв'язок охоплює весь підсилювач, то зворотний зв'язок називається загальної:якщо зворотний зв'язок охоплює окремі каскади або частини підсилювача, називається місцевої.Таким чином, на малюнку представлена \u200b\u200bструктурна схема підсилювача з загальною зворотним зв'язком.

Модель підсилювального каскаду.

підсилювач ьний каскад - конструктивне ланка підсилювача - містить один або більше активних (підсилюючих) елементів і набір пасивних елементів. На практиці, для більшої наочності, складні процеси досліджують на простих моделях.

Один з варіантів транзисторного каскаду для посилення змінного струму наведено на малюнку зліва. транзистор V1 р-п-ртипу включений по схемі із загальним емітером. Вхідна напруга база - еміттерсоздается джерелом з ЕРС Е c і внутрішнім опором R c джерела. У ланцюзі бази встановлені резистори R 1 і R 2 . Колектор транзистора з'єднаний з негативним затискачем джерела E до через резистори R до і Rф. Вихідний сигнал знімається з висновків колектора і емітера і через конденсатор З 2 надходить в навантаження R н. конденсатор Сф спільно з резистором Rф утворює RС -звено фільтра ( позитивний зворотний зв'язок - ПОС), Який потрібно, зокрема, для згладжування пульсацій напруги живлення (при малопотужному джерелі E до з великим внутрішнім опором). Так само, для більшої стабільності пристрою, в ланцюг емітера транзистора V1 (негативний зворотний зв'язок - ООС) Можна додатково включити RC -фільтр, який буде перешкоджати передачі частини вихідного сигналу назад на вхід підсилювача. Таким чином, можна уникнути ефекту самозбудження пристрої. Зазвичай штучно створена зовнішня ООС дозволяє домогтися гарних параметрів підсилювача, однак це справедливо в загальному випадку тільки для посилення постійного струму або низьких частот.

Схема підсилювача низької частоти на біполярному транзисторі.

Підсилювальний каскад на біполярному транзисторі, включеному за схемою з ОЕ, є одним з найбільш поширених асиметричних підсилювачів. Принципова схема такого каскаду, виконана на дискретних елементах, зображена на малюнку нижче.

У цій схемі резистор Rк , Включений в головну ланцюг транзистора, служить для обмеження колекторного струму, а також для забезпечення необхідного коефіцієнта посилення. За допомогою дільника напруги R1R2 задається початкова напруга зсуву на базі транзистора VT, необхідне для режиму посилення класу А.

ланцюг RеСе виконує функцію емітерний термостабілізації точки спокою; конденсатори З 1 і С2 є розділовими для постійної і змінної складових струму. конденсатор Се шунтирует резистор Rе за змінним струмом, так як ємність Се значна.

При подачі на вхід підсилювача напруги сигналу незмінною амплітуди при різних частотах вихідна напруга в залежності від частоти сигналу буде змінюватися, так як опір конденсаторів C1 , C2 на різних частотах по-різному.

Залежність коефіцієнта посилення від частоти сигналу отримало назву амплітудно-частотної характеристики підсилювача (АЧХ).

Підсилювачі низької частоти найбільш широко застосовуються для посилення сигналів, що несуть звукову інформацію, в цих випадках вони називаються, також, підсилювачами звуковий частоти, крім цього УНЧ використовуються для посилення інформаційного сигналу в різних сферах: вимірювальної техніки та дефектоскопії; автоматиці, телемеханіки і аналогової обчислювальної техніки; в інших галузях електроніки. Підсилювач звукових частот зазвичай складається з попереднього підсилювача і підсилювача потужності (УМ). Попередній підсилювач призначений для підвищення потужності і напруги та доведення їх до величин, потрібних для роботи крайового підсилювача потужності, найчастіше включає в себе регулятори гучності, тембру або еквалайзер, іноді може бути конструктивно виконаний як окремий пристрій. Підсилювач потужності повинен віддавати в ланцюг навантаження (споживача) задану потужність електричних коливань. Його навантаженням можуть бути випромінювачі звуку: акустичні системи (колонки), навушники (головні телефони); радіотрансляційна мережа або модулятор радіопередавача. Підсилювач низьких частот є невід'ємною частиною всієї звуковідтворювальної, звукозаписної і радіотранслірующей апаратури.

Аналіз роботи каскаду підсилювача виробляють за допомогою еквівалентної схеми (на рис. Нижче), в якій транзистор замінений Т-образної схемою заміщення.

У цій еквівалентній схемі всі фізичні процеси, що відбуваються в транзисторі, враховуються за допомогою малосигнальних Н-параметрів транзистора, які наведені нижче.

Для живлення підсилювачів використовуються джерела напруги з малим внутрішнім опором, тому можна вважати, що по відношенню до вхідного сигналу резистори R1 і R2 включені паралельно і їх можна замінити одним еквівалентним Rб \u003d R1R2 / (R1 + R2) .

Важливим критерієм для вибору номіналів резисторів Rе, R1 і R2 є забезпечення температурної стабільності статичного режиму роботи транзистора. Значна залежність параметрів транзистора від температури призводить до некерованого зміни колекторного струму Ік , Внаслідок чого можуть виникнути нелінійні спотворення підсилюються сигналів. Для досягнення найкращої температурної стабілізації режиму треба збільшувати опір Rе . Однак це призводить до необхідності підвищувати напруга живлення Е і збільшує споживану від нього потужність. При зменшенні опорів резисторів R1 і R2 також зростає споживана потужність, що знижує економічність схеми і зменшується вхідний опір підсилювального каскаду.

Підсилювач постійного струму в інтегральному виконанні.

Підсилювач (ОУ) в інтегральному виконанні є найбільш поширеною універсальної мікросхемою (ІМС). ОУ - це пристрій з високостабільним якісними показниками, які дозволяють проводити обробку аналогових сигналів за алгоритмом, що задається за допомогою зовнішніх ланцюгів.

Операційний підсилювач (ОУ) - уніфікований багатокаскадний підсилювач постійного струму (ППС), що задовольняє наступним вимогам до електричних параметрах:

· Коефіцієнт посилення по напрузі прямує до нескінченності;

· Вхідний опір прагне до нескінченності;

· Вихідний опір прагне до нуля;

· Якщо вхідна напруга дорівнює нулю, то вихідна напруга також дорівнює нулю Uвх \u003d 0, U вих \u003d 0;

· Нескінченна смуга підсилюються частот.

ОУ має два входи, інвертується і неінвертуючий, а також один вихід. Вхід і вихід УПТ виконують з урахуванням виду джерела сигналу і зовнішнього навантаження (несиметричні, симетричні) і величин їх опорів. У багатьох випадках в УПТ, як і в підсилювачах змінного струму, забезпечують великий вхідний опір, щоб зменшити вплив УПТ на джерело сигналу, і мале вихідний опір, щоб зменшити вплив навантаження на вихідний сигнал УПТ.

На малюнку 1 наведена схема инвертирующего підсилювача, на малюнку 2 неинвертирующего. У цьому випадку коефіцієнт посилення дорівнює:

Для инвертирующего Кіоу \u003d Rос / R1

Для неинвертирующего КНГУ \u003d 1 + Rос / R1

Инвертирующий підсилювач охоплений ООС паралельної по напрузі, що викликає зменшення Rвхоу і Rвихоу. Неінвертуючий підсилювач охоплений ООС послідовної по напрузі, що забезпечує збільшення Rвхоу і зменшення Rвихоу. На базі цих ОУ можна побудувати різні схеми для аналогової обробки сигналів.

До УПТ пред'являються високі вимоги по найменшій і по високому вхідному опору. Мимовільна зміна вихідного напруги УПТ при постійній напрузі вхідного сигналу називається дрейфом підсилювача . Причинами дрейфу є нестабільність напруги живлення схеми, температурна і тимчасова нестабільність параметрів транзисторів і резисторів. Цим вимогам задовольняє ОУ в якому перший каскад зібраний по диференціальної схемою, який пригнічує все синфазних перешкоди і забезпечує високий вхідний опір. Цей каскад може бути зібраний на польових транзисторах і на складових транзисторах, де в ланцюзі емітерів (витоків) підключений ГСТ (генератор стабільного струму), що посилює придушення синфазних перешкод. Для підвищення вхідного опору застосовують глибоку послідовну ООС і високу колекторних навантаження (в цьому випадку Jвхоу прагне до нуля).

Підсилювачі постійного струму призначені для посилення сигналів, повільно змінюються в часі, т. Е. Сигналів, еквівалентна частота яких наближається до нуля. Тому УПТ повинні володіти амплітудно-частотної характеристикою у вигляді, зображеної на рис.3. Оскільки коефіцієнт посилення ОУ дуже великий, то використання його в якості підсилювача можливо лише при охопленні його глибоким негативним зворотним зв'язком (за відсутності ООС навіть вкрай малий сигнал "шуму" на вході ОУ дасть на виході ОУ напруга, близьке до напруги насичення).

Історія операційного підсилювача пов'язана з тим, що підсилювачі постійного струму використовувалися в аналоговій обчислювальній техніці для реалізації різних математичних операцій, наприклад підсумовування, інтегрування та ін. В даний час ці функції хоча і не втратили свого значення, однак складають лише малу частину списку можливих застосувань ОУ .

Підсилювачі потужності.

Що ж представляє із себе підсилювач потужності - далі, для стислості будемо називати його УМ? Виходячи з вищевикладеного, структурну схему підсилювача можна умовно розділити на три частини:

• вхідний каскад
• проміжний каскад
• Вихідний каскад (підсилювач потужності)

Всі ці три частини виконують одну задачу - збільшити потужність вихідного сигналу без зміни його форми до такого рівня, щоб можна було розгойдати навантаження з низьким опором - динамічну головку або навушники.

бувають трансформаторні і безтрансформаторні схеми УМ.

1. Трансформаторні підсилювачі потужності.

Розглянемо однотактний трансформаторний УМ, В якому транзистор включений за схемою з ОЕ (рис. Зліва).

Трансформатори ТР1, і ТР2 призначені для узгодження навантаження і вихідного опору підсилювача і вхідного опору підсилювача з опором джерела вхідного сигналу відповідно. Елементи R і D забезпечують початковий режим роботи транзистора, а З збільшує змінну складову, що надходить на транзистор Т.

Оскільки трансформатор є небажаним елементом підсилювачів потужності, тому що має великі габарити і вага, щодо складний у виготовленні, то в даний час найбільшого поширення набули безтрансформаторні підсилювачі потужності.

2. Безтрансформаторні підсилювачі потужності.

Розглянемо двотактний УМ на біполярних транзисторах з різним типом провідності. Як вже зазначалося вище, необхідно збільшити потужність вихідного сигналу без зміни його форми. Для цього береться постійний струм живлення УМ і перетворюється на змінний, але так, що форма сигналу на виході повторює форму вхідного сигналу, як показано на малюнку нижче:

Якщо транзистори мають досить високим значенням крутизни, то можлива побудова схем, що працюють на навантаження величиною одиниці Ом без використання трансформаторів. Харчується такий підсилювач від двополярного джерела живлення з заземленою середньою точкою, хоча можлива побудова схем і для однополярного харчування.

Принципова схема комплементарного емітерного повторювача - підсилювача з додатковою симетрією - приведена на малюнку зліва. При однаковому вхідному сигналі через транзистор n-p-n-типу протікає струм під час позитивних напівперіодів. Коли ж вхідна напруга негативно, струм буде текти через транзистор p-n-p-типу. Об'єднуючи емітери обох транзисторів, навантажуючи їх загальним навантаженням і подаючи один і той же сигнал на об'єднані бази, отримуємо двотактний каскад посилення потужності.

Розглянемо більш докладно включення і роботу транзисторів. Транзистори підсилювача працюють в режимі класу В. У цій схемі транзистори повинні бути абсолютно однакові за своїми параметрами, але протилежні по планарной структурі. При надходженні на вхід підсилювача позитивної напівхвилі напруги Uвх транзистор Т1 , Працює в режимі посилення, а транзистор Т2 - в режимі відсічення. При надходженні негативної напівхвилі транзистори міняються ролями. Так як напруга між базою і емітером відкритого транзистора мало (близько 0,7 В), напруга U вих близько до напруги Uвх . Однак вихідна напруга виявляється спотвореним через вплив нелінійностей вхідних характеристик транзисторів. проблема нелінійних спотворень вирішується подачею початкового зсуву на базові ланцюга, що переводить каскад в режим АВ.

Для розглянутого підсилювача максимально можлива амплітуда напруги на навантаженні Um дорівнює E . Тому максимально можлива потужність навантаження визначається виразом

Можна показати, що при максимальній потужності навантаження підсилювач споживає від джерел живлення потужність, яка визначається виразом

Виходячи з вищесказаного, отримуємо максимально можливий коефіцієнт корисної дії УМ: n max = P н.max / P потр.max = 0,78.

лекція №

Пристрої, призначені для посилення електричних сигналів за допомогою електронних приладів, називаються електронними підсилювачами.

Основним класифікаційним ознакою є діапазон частот

сигналів.

За цією ознакою розрізняють такі типи підсилювачів:

1. УНЧ - частотний діапазон від десятків герц до десятків кілогерц.

2. УПТ - (підсилювачі повільно мінливих сигналів). Частотний діапазон від до кГц. Підсилюють як постійну складову, так і змінну складову.

3. Виборчі (селективні) підсилювачі - підсилюють сигнал в дуже смузі частот. Це резонансні або вузько частотні підсилювачі.

4. Широкосмугові (імпульсні) підсилювачі, які посилюють широку смугу частот (від декількох кілогерц і нижче до декількох мегагерц і вище). Ці підсилювачі призначені для посилення сигналів в пристроях імпульсної зв'язку (радіолокації і телебачення). Часто ці підсилювачі називаються відеопідсилювачів.

Основні технічні показники підсилювачів

Найважливішим технічними показниками підсилювачів є:

1.Коефіціенти посилення (по напрузі, струму і потужності).

2. Вхідний і вихідний опір.

3. Вхідна потужність.

4. Коефіцієнт корисної дії.

5. Номінальна вхідна напруга (чутливість).

6. Діапазон підсилюють частот.

7. Динамічний діапазон амплітуд.

8. Рівень власних перешкод.

9. Показники, що характеризують рівень: - нелінійних, частотних, фазових спотворень підсилюється сигналу.

Коефіціент посилення

Коефіцієнтами посилення по напрузі називається величина, що показує у скільки разів напруга сигналу на виході підсилювача більше ніж на вході:

Для багатокаскадних підсилювачів відсутня коефіцієнт посилення, дорівнює добутку коефіцієнтів окремих каскадних.

К2

К3

К1

R4

\u003d * * Або \u003d

Тут - безрозмірна величина, причому досить велика. В електроніці набув поширення спосіб записи в логарифмічних одиницях - децибелах

Зворотний перехід: \u003d

Коефіцієнт посилення многокаскадного підсилювача в логарифмічних одиницях:

Коефіцієнт посилення по струму:

Коефіцієнт посилення по потужності:

;

Вхідний і вихідний опір

Підсилювач можна розглядати як чотириполюсника, до вхідних затискачів якого підключається джерело підсилюється сигналу, а до вихідних опір навантаження.

Вхідний опір підсилювача - це опір між вхідними затискачами підсилювача:

Вихідний опір визначають між вихідними затискачами підсилювача, при відключеному опорі навантаження.

Вихідна потужність - це корисна потужність, що розвивається підсилювачем в опорі навантаження.

При активному опорі навантаження:
де - діюче - амплітудне значення вихідної напруги.

Коефіцієнт корисної дії (ККД)

де - потужність, споживана підсилювачем від всіх джерел живлення

Номінальна вхідна напруга (чутливість)

Ця напруга, яке потрібно підвести до входу підсилювача, щоб отримати на виході задану потужність. Чим менше величина вхідної напруги, що забезпечує задану потужність, тим вище чутливість підсилювача.

Діапазон підсилюються частот (смуга пропускання підсилювача).

Називається область частот, в якій коефіцієнт посилення підсилювача змінюється не більше, ніж в раз.

Рівень власних перешкод.

Власні перешкоди діляться:

1. теплові шуми
2. Шуми підсилюючих елементів
3. Шуми через пульсацій напруги живлення і наведень, з боку зовнішніх і магнітних полів.

1. тепловий шум викликаний випадковим явищем електронів в речовині під впливом теплової енергії, одержуваної від навколишнього середовища.

Чинне значення теплового шуму:

де - постійна Больцмана

- температура в До

R - величина опору

Потужність теплового шуму, має рівномірну частотну характеристику. Такий шум називають білим (Шум Джонсона).

Напруга шумів, також може виникнути через нерівномірність руху носіїв електричних зарядів через підсилювач. Ця зміна викликає шумовий струм. це - дробовий шум.

Чинне значення шумового струму:

кг - заряд електрона

Середнє значення постійного струму

Смуга пропускання підсилювача

Це також білий шум-тобто частотнонезавісімий.

Фліккер шум - викликаний зміною швидкостей електронів, обумовлених дефектами напівпровідникового елемента. Цей шум називають також шумом, тобто він збільшується зі зменшенням частоти.

Перешкоди, через пульсації напруги харчування, а також наведення з боку зовнішніх і магнітних полів.

Для зменшення цих перешкод використовують:

1. Додаткові згладжують фільтри на виході джерел живлення
2. Ретельну екранівку найбільш відповідальних ланцюгів підсилювача (в основному вхідних)

Динамічний діапазон амплітудце відношення амплітуд найбільш сильного і найбільш слабкого сигналів на вході підсилювача.

графічна залежність підсилювача, на деякій не зміниться частоті називається амплітудної характеристикою.

де - визначається рівнем власних шумів підсилювача.

при - розходиться з ідеальної (пряма лінія), обумовлена \u200b\u200bперевантаженням підсилювача з боку елементів входу.

Реальний підсилювач підсилює без помітних спотворень напруги в діапазоні:

Ставлення амплітуд найбільш сильного і найбільш слабкого сигналів на вході підсилювача називають динамічним діапазоном амплітуд.Його зазвичай висловлюють в децибелах:

Спотворення в підсилювачах

нелінійні спотворення- зміна форми кривої підсилюються коливань, викликане нелінійними властивостями ланцюга, через яку ці коливання проходять.

Головна причина - нелінійність характеристик підсилювальних елементів.

Поява нелінійних спотворень сигналу через нелінійність вхідний характеристики транзистора.

В результаті нелінійності характеристики транзистора, форма вхідного струму відрізняється від синусоїдальної. Це призводить до спотворення форми вихідного струму і вихідної напруги.

В результаті нелінійних спотворень на виході підсилювача з'являються вищі гармоніки. Ступінь нелінійних спотворень підсилювача зазвичай оцінюється величиною коефіцієнта нелінійних спотворень (коефіцієнт гармонік).

- потужності гармонік

Р 1- потужність першої (основної) гармоніки.

при

де - діючі (амплітудні) значення відповідних гармонік вхідного напруги.

зазвичай виражають у відсотках.

Загальна величина нелінійних спотворень на виході підсилювача, створених окремими його каскадами, визначається за формулою:

частотні спотворення- спотворення обумовлені зміною величини коефіцієнта посилення на різних частотах.

Причина - наявність у схемі підсилювача реактивних елементів (конденсаторів, котушок індуктивності, междуелектродних ємностей, ємності монтажу і т.д.).

Частотні спотворення, що вносяться підсилювачем, оцінюють по його амплітудно - частотної характеристики - залежності коефіцієнта посилення від частоти підсилюється сигналу.

Ступінь спотворень на окремих частотах висловлюють коефіцієнтом частотних спотворень: М

де коефіцієнти посилення на середній частоті

Коефіцієнт посилення на даній частоті

Зазвичай визначають коефіцієнти спотворення на кордонах діапазону:

де коефіцієнти посилення на нижніх і верхніх частотах діапазону

З визначення М слід:

якщо М\u003e 1, то частотна характеристика в області даної частоти має завал;

Підсилювачем називається пристрій, призначене для посилення потужності вхідного сигналу. Посилення відбувається за допомогою активних елементів за рахунок споживання енергії від джерела живлення. Активними елементами в підсилювачах найчастіше є транзистори; такі підсилювачі прийнято називати напівпровідниковими, або транзисторними. У будь-якому підсилювачі вхідний сигнал управляє передачею енергії джерела живлення в навантаження.

Принцип дії підсилювального каскаду зручно пояснити за допомогою схеми, наведеної на рис. 2.1. Основою підсилювача є два елементи: резистор R і керований активний елемент (АЕ) - транзистор, опір якого змінюється під дією вхідного сигналу U вх. За рахунок зміни опору АЕ змінюється струм, що протікає від джерела живлення з напругою E п в ланцюзі резистора R і АЕ. В результаті будуть змінюватися падіння напруги на резисторі, а отже, і вихідна напруга U вих. Тут процес посилення заснований на перетворенні енергії джерела живлення E п в енергію вихідної напруги.

Розглянемо структурну схему підсилювального каскаду, наведену на рис. 2.2. Підсилювач представлений як активний чотириполюсник. Джерело вхідного сигналу показаний у вигляді генератора напруги E r, Що має внутрішній опір R r. На виході підсилювача включений резистор навантаження R н. ні генератор E r, Ні навантаження не є частинами підсилювального каскаду, але досить часто відіграють значну роль в його роботі. Підсилювач на рис. 2.2 представляється своїми вхідним R вх і вихідним R вих опорами.

За родом посилюваної величини розрізняють підсилювачі напруги, струму і потужності. Зручно поділяти підсилювальні каскади по співвідношенню величин R вх і R r. Якщо в підсилювачі R вх \u003e\u003e R r, То він є підсилювачем напруги. В підсилювачі струму R вх<< R r, Тобто має місце струмовий вхід. В підсилювачі потужності вхід узгоджений з джерелом вхідного сигналу, тобто R вх \u003d R r.

За співвідношенням між величинами R вих і R н підсилювачі також можна розділити на підсилювачі напруги ( R вих<< R н ), Струму з струмовим виходом ( R вих \u003e\u003e R н) І потужності, які працюють на узгоджене навантаження ( R вих \u003d R н).

Як правило, підсилювач складається з декількох каскадів (Рис.2.3). Перший каскад називається вхідним, а останній - вихідним, або кінцевим. Вхідний каскад здійснює узгодження підсилювача з джерелом вхідного сигналу, тому підсилювач напруги повинен мати великий вхідний опір. Крім того, вкрай бажано, щоб вхідний каскад мав мінімальний коефіцієнт шуму.

Вихідний каскад многокаскадного підсилювача найчастіше є підсилювачем потужності і покликаний працювати на низкоомную навантаження. Тому потрібно, щоб вихідний каскад мав велику допустиму потужність, мала вихідний опір, високий коефіцієнт корисної дії і малий коефіцієнт гармонік. Проміжні каскади необхідні для забезпечення заданого посилення, тобто основним їх параметром є коефіцієнт посилення (за напругою).

З'єднання каскадів між собою в багатокаскадного підсилювачі може бути здійснено різними способами. Один з широко поширених способів для підсилювачів змінного струму або напруги реалізується за допомогою розділових ємностей. Такий підсилювач називається підсилювачем з ємнісний зв'язком. Схема каскаду з такими зв'язками приведена на рис. 2.4.

Для підсилювачів постійного струму використовується безпосередня (гальванічна) зв'язок. Відзначимо, що безпосередній зв'язок між каскадами широко представлена \u200b\u200bв інтегральних схемах і буде розглянута далі, при вивченні операційного підсилювача.

Одними з основних параметрів підсилювача є коефіцієнт посилення. Розрізняють три коефіцієнта посилення:

Для підсилювачів можливі різні значення коефіцієнтів, але важливо те, що K p завжди повинен бути більшим за одиницю. Загальний коефіцієнт посилення многокаскадного підсилювача дорівнює добутку коефіцієнтів посилення окремих каскадів. Так, для K u можна записати
До u \u003dK u 1 ·K u 2…K uN.

Коефіцієнт посилення часто висловлюють в логарифмічних одиницях - децибелах (дБ):

K u = 20 lg(U вих / U вх) = 20 lgK u.

Аналогічно в децибелах можна уявити K i і K p. для K p справедлива наступна запис:

K p = 10 lg(P вих/P вх) = 10 lgK p.

Вираз коефіцієнтів посилення в децибелах пов'язано з тим, що людське вухо реагує на звукові коливання відповідно до логарифмическим законом слухового сприйняття.

Якщо коефіцієнт посилення кожного каскаду виражений в децибелах, то загальне посилення многокаскадного підсилювача, дБ:

До u \u003dK u 1 + K u 2 +…+ K uN .

Крім посилення сигналу необхідно, щоб підсилювач залишався вірним його форми, тобто в ідеальному випадку точно повторював все зміни (напруги або струму). Відхилення форми вихідного сигналу від форми вхідного сигналу прийнято називати спотвореннями. Спотворення бувають двох видів: нелінійні і частотні.

Нелінійні спотворення визначаються нелінійністю ВАХ транзисторів, на яких зібраний підсилювач. Так, при подачі на вхід підсилювача сигналу синусоїдальної форми вихідний сигнал не є чисто синусоїдальним, він буде містити складові вищих гармонік. Це просто поспостерігати за допомогою вхідних ВАХ біполярного транзистора, яка має форму експоненти, а не прямої лінії. Спотворення цього виду оцінюються коефіцієнтом гармонік (коефіцієнтом нелінійних спотворень), K r:

де U 1, U 2, U 3 - значення напруг сигналу в вихідний ланцюга підсилювача для основної, другої і третьої гармонік відповідно.

При оцінці нелінійних спотворень в більшості випадків враховують тільки другу і третю гармоніки, оскільки більш високі гармоніки мають малу потужність. У багатокаскадних підсилювачах загальний K r можна прийняти рівним сумі коефіцієнтів гармонік всіх каскадів. На практиці ж основні спотворення вносяться вихідним (іноді передвихідного) каскадом, який працює на великих амплітудах сигналів.

Для наближеної оцінки нелінійних спотворень можна скористатися амплітудної характеристикою підсилювача (рис. 2.5, а), Що є залежність амплітуди вихідної напруги U вих від амплітудного значення вхідного сигналу U вх незмінною частоти. при невеликих U вх амплітудна характеристика практично лінійна. Кут її нахилу визначається коефіцієнтом посилення на даній частоті. Зміна кута нахилу при великих U вх вказує на появу спотворень форми сигналу.

Частотні спотворення визначаються залежностями параметрів транзисторів від частоти і реактивними елементами підсилюючих пристроїв, зокрема, розділовими ємностями. Ці спотворення залежать лише від частоти підсилюється сигналу. залежність K u f н\u003d 20 Гц і f в \u003d 20 кГц; в широкосмугових підсилювачах f в може досягати десятків мегагерц; в частотно-виборчих підсилювачах f н? f в і для високочастотних підсилювачів може досягати сотень мегагерц; в підсилювачах постійного струму (УПТ) f н \u003d 0, а f в може становити кілька десятків мегагерц.

Необхідно відзначити, що в підсилювачах мають місце фазові зрушення між вхідним і вихідним сигналами, які можуть привести до появи фазових спотворень. Фазові спотворення проявляються лише при нелінійної залежності фазового зсуву від частоти. Цю залежність прийнято називати фазочастотной

характеристикою (ФЧХ) підсилювача. Частотні і фазові спотворення є лінійними спотвореннями і обумовлені одними і тими ж причинами, причому великим частотним спотворень відповідають великі фазові спотворення, і навпаки.

Крім розглянутих параметрів і характеристик часто необхідно знати коефіцієнт корисної дії (ККД) підсилювача, коефіцієнт шуму, стабільність, стійкість роботи, чутливість до зовнішніх перешкод і ін. Найважливішим параметром підсилювачів потужності є коефіцієнт корисної дії ? :

? \u003d P н / P про,

де P н - потужність, що виділяється на навантаженні підсилювача; P про - потужність, споживана підсилювачем від зовнішнього джерела живлення. величина ? всього підсилювача визначається головним чином ? вихідного каскаду.

Основні параметри і характеристики підсилювачів залежать як від числа каскадів, так і від типу активного елементу (транзистора) і способу його включення в усилительном каскаді.

Електронні підсилювачі - розділ Філософія, ЕЛЕКТРОТЕХНІКА і ЕЛЕКТРОНІКА 2.5.1.общіе Відомості Електронним Підсилювачем ...

2.5.1.Общіе відомості

електронним підсилювачем називають пристрій, призначений для посилення напруги, струму і потужності електричних сигналів.

При цьому найбільш важливим є посилення потужності, так як посилення напруги (без посилення потужності) можна отримати просто за допомогою трансформатора. Слід підкреслити, що потужність сигналів в електронних підсилювачах посилюється за рахунок енергії джерел живлення.

Електронний підсилювач є найбільш поширеним електронним пристроєм. Він безпосередньо використовується в дротового зв'язку, в звуковому кіно, в автоматиці для посилення сигналів датчиків, вимірювання електричних та неелектричних величин, в керуючих і регулюючих пристроях, а також в апаратурі геологічної розвідки, точного часу, медичної, музичної та багатьох інших випадках. Крім того, електронні підсилювачі застосовують в інших електронних пристроях: Електронних генераторах, перетворювачах форми і частоти сигналів і ін.

Підсилювачі можна поділити на ряд типів за різними ознаками. Найбільш часто їх класифікують за діапазонами частот підсилюються сигналів.

Підсилювачі постійного струму (УПТ) призначені для посилення напруги постійного струму або повільно змінюються сигналів. Їх використовують для посилення сигналів різних датчиків, які називаються також первинними перетворювачами.

Підсилювачі звукових частот (УЗЧ) призначені для посилення електричних сигналів в звуковому діапазоні частот (від 20 Гц до 20 кГц). Підсилювачі низької частоти (УНЧ) використовують для посилення сигналів в діапазоні частот від 20 Гц до 100 кГц.

Виборчі, або селективні (резонансні), підсилювачі підсилюють сигнали в порівняно вузькій смузі частот. Найбільш часто їх використовують в радіоелектронній апаратурі, зокрема для посилення високочастотних коливань в радіоприймачах, скорочено їх позначають УВЧ-підсилювачі високої частоти.

широкосмугові підсилювачі призначені для посилення широкого спектру частот (від десятків герц до декількох мегагерц) і використовуються, наприклад, в телевізійних приймачах.

Кінець роботи -

Ця тема належить розділу:

Електротехніка та електроніка

Федеральне державне бюджетне освітній заклад... вищої професійної освіти ... Національний мінерально сировинної університет Гірський ...

Якщо Вам потрібно додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:

Що будемо робити з отриманим матеріалом:

Якщо цей матеріал виявився корисним ля Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:

Твитнуть

Всі теми даного розділу:

порядок розрахунку
1. Задамося умовними напрямками струмів в гілках (номер введемо в відповідно до порядкового номера опорів). 2.Составім рівняння для кожного з незалежних вузлів по першому закон

Метод вузлових потенціалів
Цей метод заснований на складанні рівнянь за першим законом Кірхгофа, схема рис.5 -I1 + I2 - I3 \u003d 0

ЕЛЕКТРИЧНІ КОЛА однофазного змінного струму
Змінним струмом називається струм, періодично змінюється за величиною і напрямком: I0 (t) \u003d I0 (t + Кt). Такий режим може бути описание

контрольні завдання
1. Визначити напругу на індуктивності, якщо струм котушки Z

КОЛА З індуктивного зв'язку
Індуктивно пов'язаними елементами електричного кола змінного струму називаються індуктивні котушки, в яких крім ЕРС самоіндукції створюється ЕРС від дії змінного магнітного

Послідовне з'єднання котушок
Для ланцюга з послідовним з'єднанням, при згодному включенні рис.26:

Паралельне з'єднання котушок
При паралельному з'єднання котушок, рис 27.

ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕСИ В ЕЛЕКТРИЧНИХ ЛАНЦЮГАХ
t В електричних цепя

Потокосцепление стрибком змінитися не може
, Отже, по 1-му закону комутації в перший момент

контрольні завдання
1.В симетричною електричного кола при з'єднанні зіркою Z \u003d 5еj30B Ом;

заземлена нейтраль
Струм однофазного короткого замикання в мережі з заземленою нейтраллю досить великий і супроводжується виникненням дуги. Це робить неможливим використання таких мереж у вугільних шахтах і помещ

ізольована нейтраль
При однофазному замиканні на землю в мережі з ізольованою нейтраллю струм короткого замикання визначається опором ізоляції, яке, в свою чергу, визначається активним і ємнісним сопротивл

захисне заземлення
Захисним заземленням називається навмисне з'єднання з землею всіх нетоковедущих металевих частин електроустановки не знаходяться під напругою, але які можуть опинитися під напряже

Захисне занулення. Принцип дії
Занулением називається навмисне електричне з'єднання металевих неструмоведучих частин електроустановок з нульовим, багаторазово заземленим проводом, ріс.49.

Основні величини, що характеризують магнітне поле, і феромагнітні матеріали
У різних областях техніки широке застосування знаходять електромагнітні механізми і пристрої, які перетворюють електричну енергію в механічну. Вони також створюють магнітні поля з необхід

Закон повного струму
Розрахунок магнітного ланцюга проводиться на підставі закону повного струму.

Ферорезонансні явища в колі змінного струму
Нелінійність кривої намагнічування обумовлює нелінійність індуктивного опору котушки на магнітному осерді, для якої індуктивний опір буде у багато разів більше, ніж без се

ТРАНСФОРМАТОРИ
Трансформатори - це електротехнічні пристрої, призначені для перетворення струму одного рівня напруги в змінний струм іншої рівня напруги тієї ж частоти. Тобто

Однофазний трансформатор напруги
Розглянемо принцип роботи трансформатора на прикладі однофазного трансформатора схематично представляє собою муздрамтеатр з двома обмотками w1 і w2 (ріс.56

Асинхронний двигун
Асинхронний двигун найбільш розповсюджений як електроприводу різних механізмів завдяки своїй простоті і надійності. Більше 60% усієї вироблюваної в світі енергії перетворюється в хутра

синхронна машина
Синхронна машина змінного струму використовується з механізмами, які потребують постійного робочого моменту. До таких механізмів відносяться компресори, вентилятори, насоси і т.д.

Машина постійного струму
Електричні машини постійного струму призначені для перетворення електричної енергії, Як в механічну, так і назад. Тому в першому випадку вони називаються двигуном, а в другому - ген

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ електробезпеки
При комутації електричних ланцюгів (включення, вимикання електроприймачів) виникає або іскровий розряд, або дуга між розбіжними контактами. У вибухонебезпечних умовах (у вугільній шахт

Контроль ізоляції електричних мереж. реле витоку
Однофазне коротке замикання в мережі з ізольованою нейтраллю може залишитися непоміченим, оскільки струм замикання невеликий. Однак непомічене і вчасно не відключене однофазні

Призначення захисного відключення
Призначення захисного відключення - забезпечення автоматичного відключення електроустановки при виникненні в ній небезпеки ураження людини струмом. Заходи захисту - швидке відключення ділянки мережі

Пристрої, що реагують на струм замикання на землю
При виникненні небезпечних напруг на корпусі електроустановки (ріс.72) виникає струм витоку, спрацьовує реле струму РТ, включене між корпусом і землею, розмикає свій нормально замкнутий конт

P-n-перехід і його властивості
Дія напівпровідникових приладів засноване на використанні властивостей напівпровідників. Напівпровідники займають проміжне положення між провідниками і діелектриками. До напівпровідників относятс

напівпровідникові діоди
Напівпровідникових діодом називають двухелектродний напівпровідниковий прилад, що містить один електронно-дірковий p-n перехід. За конструктивним виконанням напівпровідникові діоди поділяють

Іноді розглядається коефіцієнт зворотного зв'язку по напрузі
Величина h12 »2 × 10-3-2 × 10-4

інтегральні мікросхеми
Інтегральна мікросхема - мікроелектронний виріб, що містить не менше п'яти активних елементів (транзисторів, діодів) і пасивних елементів (резисторів, конденсаторів, дроселів), які і

Підсилювач на біполярному транзисторі з загальним емітером
Розглянутий підсилювач (рис. 97) призначений для посилення гармонійних сигналів (сигналів синусоїдальної форми) в діапазоні низьких частот. Назва такої схеми пояснюється тим, що емітер зде

Диференціальний коефіцієнт посилення ОУ визначається співвідношенням
при Uвх1 \u003d const і Uвх2 \u003d const, соотв

LC-автогенератор синусоїдальних коливань з індуктивним зворотним зв'язком
На рис. 105 показана спрощена схема LC-автогенератора синусоїдальних коливань з індуктивним зворотним зв'язком. Вона складається з транзистора типу n-p-n, Коливального контуру L

RC-автогенератор з подвійним Т-подібним мостом
Розглянемо схему RC-автогенератора з подвійним Т-подібним мостом (рис. 106). на дуже низьких частотах, При w ® 0 коефіцієнт зворотного зв'язку b ® 1, так як опору конденсаторів ста

Позначення і таблиці істинності логічних елементів
Операція "НЕ" або логічна операція заперечення означає, що при цій операції логічна функція Y протилежна аргументу X. Аналітично це може бути записано як

інтегральних мікросхем
Для оцінки якості логічних інтегральних мікросхем використовуються їх основні параметри і характеристики. До основних параметрів відносяться: 1. Швидкодія - час реакції на з

RS-тригер
Асинхронні RS-тригери є найпростішими і набули широкого поширення в імпульсної і цифрової техніки. Зокрема, вони служать основою тригерів інших типів і легко можуть бути побудовані

Цифрові лічильники імпульсів
Цифрові лічильники імпульсів (ЦСМ) - це пристрої, що реалізують рахунок числа вхідних імпульсів і фіксують це число в будь-якому коді. Зазвичай лічильники будують на основі тригерів (ч

Аналого-цифрові і цифро-аналогові перетворювачі
Цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) - пристрій, призначений для перетворення цифрового коду в аналоговий сигнал. На рис. 114 представлена \u200b\u200bсхема найпростішого ЦАП. ЦАП являє

Мікропроцесор і мікроЕОМ
Процесор - пристрій, призначений для обробки інформації за заданою програмою. Мікропроцесор - процесор, виконаний за інтегральною технологією на одній або декількох інтегральних мікро