WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 33 |

«АНАЛОГОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА РОСТОВ НА ДОНУ 2010 ВВЕДЕНИЕ Данная книга написана на основе многолетнего опыта автора в конструировании аналоговых электронных устройств, а ...»

-- [ Страница 3 ] --

Шумовые сигналы появляются не только в усилителе, но и в источнике сигнала. Поэтому шумовые свойства усилителя оценивают по коэффициенту шума, который показывает насколько относительная шумовая помеха при использовании данного усилителя больше относительной шумовой помехи источника сигнала. Обычно коэффициент шума выражают в децибелах.

Коэффициенту шума в 1 дБ соответствует повышение относительной шумовой помехи на 12%, что мало заметно. В том случае, когда коэффициент шума усилителя составляет 1-2 дБ, то говорят, что этот усилитель малошумящий.

Рисунок 2.7 показывает типичную схему для расчета коэффициента шума.

На схеме изображен источник сигнала Eг, с его внутренним сопротивлением Rг, являющимся источником шумового сигнала Eшг. Усилитель имеет входное сопротивление Rвх. Все шумовые сигналы, рождающиеся в усилителе, пересчитываются к его входу в виде двух генераторов шумовых сигналов:

генератора шумового тока (Jш) и генератора шумовой ЭДС (Eш). После этого пересчета считается, что усилитель уже не шумит и соотношение между суммарной шумовой помехой и полезным сигналом на его входе сохраняется и на выходе усилителя. Результат расчета коэффициента шума для этой схемы представлен на рисунке 2,8 в виде графика зависимости коэффициента шума Kш от сопротивления источника сигнала Rг.

Из графика видно, что при некотором значении Rгопт коэффициент шума будет минимальным Kш мин. Расчет, проведенный в соответствие со схемой рисунка 2.7 показывает, что Rг опт=Eш/Jш.

Следовательно, для получения минимального значения коэффициента шума следует добиваться выполнения этого соотношения. Однако источник сигнала обычно задан и изменять его внутреннее сопротивление нет возможности. Единственный способ добиться желаемого результата - это подобрать параметры шумовых свойств усилителя Eш и Jш так, чтобы выполнилось приведенное выше соотношение. Подробно об этом написано в книге Отт Г. «Методы подавления шумов и помех в электронных системах». М.

Мир.1979г. Некоторые рекомендации по уменьшению шумовых помех сводятся к следующему. Шумовые свойства транзисторов зависят от выбора типа транзистора и режима работы его. Если использовать интегральный усилитель, то повлиять на режим работы его первого усилительного каскада почти невозможно. Данный интегральный усилитель будет давать минимальное значение коэффициента шума только при вполне определенном значении внутреннего сопротивления источника сигналов, причем, скорее всего совсем не таком, какое имеет применяемый источник. Следовательно, минимальное значения коэффициента шума можно добиться только используя на входе усилителя одиночный транзисторный каскад с подобранным типом транзистора и определенным режимом его работы. Краткие рекомендации сводятся к следующему. При сопротивлении источника сигналов до 1 Мом на входе усилителя следует применять биполярный транзистор. При сопротивлении источника сигналов от 1Мом до 100Мом лучшие результаты получаются с применением полевого транзистора с PN переходом в цепи затвора. Если внутреннее сопротивление источника сигналов превышает 100 Мом, то лучше использовать полевые транзисторы с изолированным затвором. Далее следует иметь в виду, что результат зависит от типа и режима работы транзистора. Так, при большом внутреннем сопротивлении источника сигналов и использовании биполярного транзистора приходится работать с очень малым (несколько микроампер) током коллектора.

Вопрос о понижении шумовых помех стоит не всегда, а только тогда, когда величина усиливаемого сигнала становиться сравнимой с сигналом шумовой помехи, то есть при усилении очень малых сигналов.

3.СВОЙСТВА УСИЛИТЕЛЕЙ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ

ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

В большинстве электронных схем, использующих усилители, применяются цепи обратной связи, предназначенные для изменения характеристик усилителей в нужном направлении, создания генераторов, систем стабилизации и авторегулирования.

Обратной связью называют передачу сигнала (или его части) с выхода некоторого электронного устройства на его вход. Обратная связь бывает двух типов: положительная и отрицательная.

Положительная обратная связь увеличивает коэффициент усиления, но уменьшает устойчивость работы усилителя и неблагоприятно сказывается на ряде важнейших параметров. Поэтому в чистом виде положительную обратную связь применяют только в схемах генераторов, а в схемах усилителей ее применяют исключительно редко. Иногда применяют одновременно и положительную, и отрицательную обратные связи, что дает возможность получить ряд новых свойств усилителя. В схемах усилителей, как правило, используют только отрицательную обратную связь.

Отрицательная обратная связь уменьшает коэффициент усиления, но одновременно значительно улучшает другие важнейшие параметры и характеристики усилителя, что и обусловливает ее широкое применение.

На рисунке 3.1 показана блок-схема усилителя с коэффициентом усиления Ko, охваченного цепью отрицательной обратной связи с коэффициентом передачи сигнала. Через цепь обратной связи часть сигнала с выхода усилителя U2 подается последовательно с источником входного сигнала на вход усилителя, так что U1=E+U2. Это соотношение совместно с выражением U2=-KoU1 дает возможность определить коэффициент усиления по напряжению усилителя с отрицательной обратной связью:

отрицательной обратной связи, меньше ко эффициента усиления Kо усилителя б ез обратной связи.

Отрицательная обратная связь, показанная на рисунке 3.1, называется последовательной обратной связью по напряжению. При этом типе связи напряжение обратной связи, переданное с выхода усилителя, вычитается из напряжения источника сигнала. При этом увеличивается входное сопротивление усилителя, уменьшается коэффициент усиления напряжения и не меняется коэффициент усиления тока. Одновременно уменьшается выходное сопротивление усилителя и расширяется полоса пропускания частот.



На рисунке 3.2 изображена блок-схема усилителя, охваченного параллельной отрицательная обратная связью по напряжению, при которой ток обратной связи вычитается из входного тока. При этом типе связи уменьшает входное сопротивление усилителя, уменьшает коэффициент усиления тока и не меняет коэффициента усиления напряжения.

На рисунке 3.3 изображена блок-схема усилителя, охваченного параллельной отрицательная обратная связью по току. В этой схеме напряжение отрицательной обратной связи пропорционально выходному току. Этот тип обратной связи увеличивает выходное сопротивление усилителя и может привести к сокращению полосы пропускания.

Конкретный выбор вида обратной связи определяется тем, в каком направлении требуется изменить параметры усилителя.

Правильно сконструированная цепь отрицательной обратной связи прежде всего делает коэффициент усиления менее зависимым от таких воздействий, как влияние температуры, изменение напряжения питания, изменение параметров нагрузки, смена транзисторов или интегрального усилителя. Отрицательная обратная связь позволяет уменьшить нелинейные искажения и расширить полосу усиливаемых частот. В большинстве случаев действует закономерность: во сколько раз за счет отрицательной обратной связи уменьшился коэффициент усиления (тока или напряжения), во столько же раз изменился в благоприятную сторону интересующий нас параметр — нестабильность усиления, коэффициент нелинейных искажений, входное и выходное сопротивления усилителя.

Наилучшие результаты получаются в пределах полосы пропускания исходного усилителя без обратной связи. Вне этой полосы частот, а также вблизи границ ее стабилизирующее и улучшающее действие отрицательной обратной связи снижается. Это связано с фазовыми сдвигами в схеме усилителя и в цепи отрицательной обратной связи, в силу чего обратная связь перестает быть чисто отрицательной. Наиболее же сильные фазовые сдвиги как раз наблюдаются за пределами полосы пропускания исходного усилителя. Как известно, любая электрическая цепь, состоящая из одного активного (R) и одного реактивного (L или С) элементов, создающая амплитудно-частотные искажения, одновременно является фазосдвигающей.

При изменении частоты от нуля до бесконечности одна такая цепочка создает фазовый сдвиг, достигающий /2 радиан. Две такие цепи могут дать фазовый сдвиг, равный, в результате чего отрицательная обратная связь превращается в положительную со всеми нежелательными последствиями.

Однако для усилителя, содержащего вместе с цепью обратной связи две фазосдвигающие цепи, такой переход может произойти только на нулевой или бесконечно большой частоте, где коэффициент усиления падает до нуля.

Поэтому усилитель не самовозбуждается и на всех частотах сохраняется устойчивость усиления при любой глубине обратной связи.

Если же имеются три или более фазосдвигающие цепочки, то переход отрицательной обратной связи в положительную происходит на конечных частотах, близких к границам полосы пропускания усилителя с обратной связью. Это приводит к увеличению неравномерности амплитудно-частотной характеристики усилителя, а при достаточной глубине обратной связи — к самовозбуждению усилителя.

Наиболее склонны к самовозбуждению усилители с одинаковыми параметрами фазосдвигающих цепей. Соответствующая частотно-фазовая коррекция может повысить устойчивость усиления, однако получить глубокую отрицательную обратную связь в широкой полосе частот при наличии более чем двух фазосдвигающих цепочек затруднительно.

Каждый каскад усиления обычно имеет не менее одной фазосдвигающей цепочки, действующей в области высоких частот, и, возможно, имеет одну или нисколько фазосдвигающих цепочек, действующих в области низких частот. Цепь отрицательной обратной связи в лучшем случае можно создать без фазосдвигающих элементов. Поэтому нежелателен охват цепью обратной связи более двух каскадов усиления.

Если же число усилительных каскадов велико, то лучше разбить усилитель на отдельные ячейки со своей местной отрицательной обратной связью. В каждой такой ячейке желательно иметь не более двух каскадов усиления.

Однокаскадный усилитель не всегда можно охватить тем видом обратной связи, который нужен. Получить глубокую отрицательную обратную связь в однокаскадном усилителе не удается по причине недостаточного усиления каскада.

Для однокаскадного усилителя с отрицательной обратной связью справедлива закономерность: во сколько раз под воздействием обратной связи уменьшается коэффициент усиления, во столько раз увеличивается верхняя граничная частота полосы пропускания и уменьшается нижняя. В двухкаскадном усилителе с отрицательной обратной связью коэффициент усиления уменьшается быстрее, чем расширяется полоса усиливаемых частот: сказывается действие увеличившихся фазовых сдвигов. Еще в меньшей степени расширяется полоса пропускания многокаскадных усилителей с отрицательной обратной связью.

усилительной ячейке с отрицательной обратной связью равно двум. Если же при построении усилителя с отрицательной обратной связью преследуется цель не расширения полосы пропускания, а повышения стабильности усиления, то иногда можно охватывать цепью отрицательной обратной связи число каскадов, большее двух, используя при этом методы частотной коррекции, предотвращающей возможность самовозбуждения усилителя.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 33 |
 



Похожие работы:

«ФИЗИКА ЯЗЫКОМ СЕРДЦА ПРИЛОЖЕНИЕ К КУРСУ ФИЗИКИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ ДЛЯ ДУХОВНО-НРАВСТВЕННОГО ВОСПИТАНИЯ РИГА 2006 УДК ББК Стульпинене Ирена. ФИЗИКА ЯЗЫКОМ СЕРДЦА: Приложение к курсу физики средней школы для духовно-нравственного воспитания. – Рига: Паркс рекламай, 2006. – 182 с. © Ирена Стульпинене, 2006 ISBN 978 9984 39 1274 ВДОХНОВИТЕЛЯМ И СОТРУДНИКАМ Эта книга родилась из мечты о светлом будущем, когда в почёте будут Любовь и Мудрость. Ведь как хочется жить в мире, который понятия Дух и Сердце...»

«А. А. Богуславский ОД ОМ А Ш НЕ ННА Я СОВРЕМЕННАЯ Ф ИЗ ИК А Часть 2 Коломна 2009 Рекомендовано к изданию редакУДК 53 ционно-издательским советом ББК 22.3 КГПИ Б73 Рецензент: Соколов С. М., доктор физико-математических наук, профессор Богуславский А. А. Б73 Одомашненная современная физика. Ч. 2. / А. А. Богуславский. – Коломна : Коломенский гос. пед. институт, 2009. – 95 с. Сборник представляет собой попытку ответа на стратегическую образовательную инициативу Нобелевского лауреата академика В....»

«Рабочая программа дисциплины Экология (2 курс) (наименование дисциплины, курс) 021000.62 География Направление подготовки Региональная политика и территориальное проектирование Профиль подготовки Квалификация (степень выпускника) Бакалавр Форма обучения очная Обсуждено на заседании кафедры Составитель: 23 октября 2013 г. к.г.н., доцент Л.К. Тихомирова Протокол № 2 Зав. кафедрой О.А.Тихомиров Тверь 2013 II. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 1.Целью освоения дисциплины является формирование системы базовых...»

«Кафедра физики ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальностей 230201 Информационные системы и технологии, 220301 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание Сыктывкар 2012 2 УДК 53 ББК 22.37 Э45 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой физики Сыктывкарского лесного института 16 мая 2012 г. Утвержден к изданию в электронном виде советом...»

«Пультовая ВЭПП-2 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ИМ.Г.И.БУДКЕРА Сибирского отделения РАН Первые коллайдеры ИЯФ. К 50-летию начала экспериментов по физике элементарных частиц. Главный редактор – академик А.Н.Скринский. Авторский коллектив: академик Г.Н.Кулипанов, академик А.Н.Скринский, д.ф.-м.н., профессор С.И.Середняков, д.ф.-м.н., профессор А.П.Онучин, д.ф.-м.н., профессор Г.М.Тумайкин, к.ф.-м.н. В.В.Петров. Новосибирск 2014 УДК 53:061 Первые...»

«ПРОГРАММА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРЕЗИДИУМА РАН № 13 ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ СВЕТОВЫЕ ПОЛЯ И ИХ ПРИЛОЖЕНИЯ ОТЧЕТ за 2013 г. Москва 2013 г. Утверждаю Президент Российской академии наук академик В.Е. Фортов 2013 г. Комплексная Программа фундаментальных исследований Президиума РАН № 13 ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ СВЕТОВЫЕ ПОЛЯ И ИХ ПРИЛОЖЕНИЯ ОТЧЕТ за 2013 г. Координаторы Программы: Директор ИЛФ СО РАН академик _ С.Н. Багаев Научный руководитель ИПФ РАН академик А.В. Гапонов-Грехов ОТЧЕТ О ВЫПОЛНЕНИИ ПРОЕКТОВ ПО...»

«Ведущая организация Институт тектоники и геофизики им.Ю.А. Косыгина ДВО РАН, г.Хабаровск ТЕРМОБАРОМЕТРИЯ, ФЛЮИДНЫЙ РЕЖИМ И СОСТАВ ПРОТОЛИТОВ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД АМФИБОЛИТОВОЙ ФАЦИИ ДЖУГДЖУРО-СТАНОВОЙ СКЛАДЧАТОЙ ОБЛАСТИ Защита состоится 24 декабря 2008 г. в 14 часов 00 мин. на заседании Диссертационного совета Д-005.006.01 при Дальневосточном...»

«Эмпирич. законы Физические Математич. Рассуждения описание природы модели модели Социальная система: совокупность N (1) взаимодействующих индивидов во внешней среде. Экономика, политика, экология и т.д. = различные стороны (типы) взаимодействий в системе; все остальные взаимодействия – внешние Число индивидов N: от ~103 (биржа, улей, фирма, дорожное движение) до 7·109 (население Земли) и ~1012 (емкость паутины) Характеристическое от неск. мин. (биржа) время dt: до 15–20 лет (смена поколений)...»

«Государственная идеология и ценности в государственной политике и управлении (к становлению политической аксиологии) Материалы постоянно действующего научного семинара Выпуск № 3 (41) Москва Научный эксперт 2011 УДК 323.2(470+571)(063) ББК 66.3(2Рос),1 Г 72 Научный руководитель семинара: В.И. Якунин, доктор политических наук Соруководители семинара: А.И. Соловьев, доктор политических наук, профессор; С.С. Сулакшин, доктор физико-математических наук, доктор политических наук, профессор Г 72...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.