Н.Ф.
Лекция №12 2016 г.
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Схемотехника аналоговых устройств презентация
Содержание
- 1. Схемотехника аналоговых устройств
- 2. 11.1. Схемотехника усилительных и преобразовательных каскадов
- 3. Принципиальная схема каскода
- 4. Упрощенная схема каскода для сигналов ОЭ ОБ
- 5. В каскодной схеме каскад ОЭ максимально реализует
- 6. 11.2Генераторы стабильного тока Транзистор как источник стабильного
- 7. Генераторы стабильного тока на БПТ
- 8. Схема а): ток коллектора практически не зависит
- 9. Схема б): применена эмиттерная стабилизация, улучшающая показатели ГСТ.
- 10. Школа Н.Ф.: ФАКУЛЬТАТИВНО
- 11. Генераторы стабильного тока на ПТ Схемы ГСТ на ПТ проще:
- 12. Генераторы малого стабильного напряжения (ГСМН)- низковольтные (порядка
- 13. Генератор малого стабильного напряжения, кратного Uбэ Школа Н.Ф.: ФАКУЛЬТАТИВНО
- 14. Генератор малого стабильного напряжения регулируемой величины Школа Н.Ф.: ФАКУЛЬТАТИВНО
- 15. Схемы сдвига уровня применяют для гальванических межкаскадных
- 16. ЭП ГСТ IГСТ Заменить на стабилитрон
- 17. 11.5 Токовое зеркало Токовым зеркалом
- 18. Токовое зеркало можно рассматривать как частный случай
- 19. Простейшее токовое зеркало Школа Н.Ф.: ФАКУЛЬТАТИВНО
- 20. 11.6. Каскад с эмиттерной связью- дифференциальный каскад
- 21. 11.6.1. Общие положения
- 22. Общие свойства ДК Схема каскада симметрична (рис.1).
- 23. Чтобы исходные постоянные напряжения на базах сделать
- 24. Сигналы во взаимно-симметричных точках можно представить комбинацией синфазных и дифференциальных сигналов: 0
- 25. 1. Ucc=0: 2. U1= Uвх1 , U2= Uвх2=0:
- 26. 11.6.2. Свойства ДК На основании принципа
- 27. Характеристики ДК для дифференциального сигнала Uдс «0»
- 28. Эквивалентная схема ДК для ДС
- 29. В ДК часто применяют местную ООС, как резистивную, так и частотно-зависимую:
- 30. Постоянная времени ДК в области ВЧ
- 31. Характеристики ДК для синфазного сигнала Для синфазного
- 32. Для полностью симметричной схемы при воздействии синфазного
- 33. 4. Для расчета температурной нестабильности можно воспользоваться
- 34. 11.6.3. Погрешности ДК 1)Коэффициент ослабления синфазного сигнала
- 35. 2)Разбалансы ДК Источники несимметрии плеч ДК называются
- 36. При воздействии на вход СС на выходе
- 37. 3) Погрешности ДК по постоянному току К
- 38. 1. Напряжение, которое необходимо приложить между входами
- 39. Дрейфом напряжения смещения нуля называется его зависимость
- 40. 2. Током смещения называется средний входной ток
- 41. Погрешность напряжения нуля, вызванная протеканием токов баз
- 42. Температурная зависимость входных токов ДК определяется β:
- 43. Температурный коэффициент, определяющий температурный дрейф тока сдвига: Температурный коэффициент, определяющий температурный дрейф тока смещения:
- 44. Вывод: малые токи создают малые погрешности и
- 45. Применение ДК в ИМС благодаря следующим свойствам:
- 46. 11.6.4. Режим большого сигнала ДК В дифференциальном
- 47. Определим зависимость тока коллектора каждого из транзисторов
- 48. Крутизна характеристики или передаточная проводимость ДК:
- 50. Благодаря встречному включению эмиттеров транзисторов нелинейность их
- 51. При подаче на вход ДК большого по
- 52. На выходе ДК всегда присутствует емкость нагрузки,
- 54. Потенциометр R4 служит для балансировки
- 55. 11.7 Бестрансформаторный двухтактный каскад(схема) ЭП ОЭ
11.1. Схемотехника усилительных и преобразовательных каскадов
Каскодная схема Каскодной схемой называется двухкаскадный усилитель, образованный каскадами ОЭ и ОБ, через активные элементы которых протекает одна и та же переменная
Слайд 2 11.1. Схемотехника усилительных и преобразовательных каскадов
Каскодная схема
Каскодной схемой называется
двухкаскадный усилитель, образованный каскадами ОЭ и ОБ, через активные элементы которых протекает одна и та же переменная составляющая выходного тока, пропорциональная входному сигналу.
Слайд 5В каскодной схеме каскад ОЭ максимально реализует свою широкополосность, т.к. сопротивление
его коллекторной нагрузки переменному току мало за счет малого входного сопротивления каскада ОБ.
В каскодной схеме каскад ОБ максимально реализует свою широкополосность, т.к. сопротивление источника его входного сигнала переменному току велико за счет большого выходного сопротивления каскада ОЭ.
В каскодной схеме обратная связь с выхода на вход отсутствует благодаря низкоомной точке «0» (виртуальная земля).
Выводы.
В каскодной схеме емкость Миллера снижена благодаря отсутствии усиления по напряжению каскада ОЭ (благодаря низкоомной точке «0»).
Слайд 611.2Генераторы стабильного тока
Транзистор как источник стабильного тока.
Генераторы стабильного тока (ГСТ)-
двухполюсник, сила тока через который почти не зависит от приложенного к нему напряжения. Различают ГСТ на БПТ и ПТ, а также одно- и двух- транзисторные.
Слайд 8Схема а): ток коллектора практически не зависит от напряжения Uк, которое
имеет только одну полярность (+).
Слайд 12Генераторы малого стабильного напряжения (ГСМН)- низковольтные (порядка 1В) стабилизаторы постоянного напряжения.
ГСМН - двухполюсник, падение напряжения на котором почти не зависит от протекающего по нему тока.
Простейший ГСМН- диод, по которому протекает ток. Напряжение стабилизации- около 0,7 В.
11.3 Генераторы малого стабильного напряжения
Слайд 15Схемы сдвига уровня применяют для гальванических межкаскадных связей. В ИМС часто
приходится сдвигать уровень на некоторую величину.
Основное требование: схема должна передавать сигнал по возможности без искажений и потерь.
Простейший элементом сдвига уровня является стабилитрон, но он имеет повышенный уровень шума.
Основное требование: схема должна передавать сигнал по возможности без искажений и потерь.
Простейший элементом сдвига уровня является стабилитрон, но он имеет повышенный уровень шума.
11.4 Схемы сдвига уровня
Слайд 17 11.5 Токовое зеркало
Токовым зеркалом или отражателем тока называется транзисторный
узел, у которого токи двух входящих в одну точку ветвей равны, причем один из них (вводной) управляет другим (выходным).
Входное сопротивление ТЗ мало а выходное - велико, поэтому ток не зависит от Е2.
Слайд 18Токовое зеркало можно рассматривать как частный случай ГСТ. ТЗ наиболее часто используют
в качестве ГСТ и динамических нагрузок каскадов для перехода от симметричного выхода к несимметричному высокоомному.
Слайд 2011.6. Каскад с эмиттерной связью- дифференциальный каскад (ДК)
Дифференциальный усилительный
каскад (ДК) или усилитель разности – это симметричный усилитель с двумя входами и двумя выходами, относительно которых коэффициенты усиления равны по величине и противоположны по знаку.
Основное назначение ДК –усиливать разностный сигнал.
Прообразом ДК является мостовая схема
Основное назначение ДК –усиливать разностный сигнал.
Прообразом ДК является мостовая схема
Слайд 22Общие свойства ДК
Схема каскада симметрична (рис.1). Он содержит два транзистора с
коллекторными нагрузками и соединенными эмиттерами, в общую цепь которых включен резистор R0 (через него протекают постоянные токи эмиттеров).
Каскад имеет два симметричных входа (базы), два симметричных выхода (коллекторы) и может работать в качестве вычитающего (дифференциального).
Однако он может работать и при использовании одного несимметричного входа, в частности быть фазоинверсным благодаря наличию двух выходов.
Каскад имеет два симметричных входа (базы), два симметричных выхода (коллекторы) и может работать в качестве вычитающего (дифференциального).
Однако он может работать и при использовании одного несимметричного входа, в частности быть фазоинверсным благодаря наличию двух выходов.
Слайд 23Чтобы исходные постоянные напряжения на базах сделать равными нулю и тем
самым получить возможность подачи входных сигналов без применения разделительных конденсаторов, коллекторные и эмиттерные цепи должны питаться от отдельных источников EП1 и ЕП2, различающихся полярностью.
Каскад усиливает не только переменную, но и постоянную составляющую входного сигнала, т. е. является усилителем постоянного тока.
Каскад усиливает не только переменную, но и постоянную составляющую входного сигнала, т. е. является усилителем постоянного тока.
Слайд 24Сигналы во взаимно-симметричных точках можно представить комбинацией синфазных и дифференциальных сигналов:
0
Слайд 2611.6.2. Свойства ДК
На основании принципа суперпозиции в линейном приближении возможно
рассматривать отдельно воздействие на ДК дифференциального и синфазного сигналов и сделать оценку его показателей.
Слайд 31Характеристики ДК для синфазного сигнала
Для синфазного сигнала СС входы ДК следует
объединить и, поскольку плечи симметричны, рассмотреть воздействие на одно плечо.
Слайд 32Для полностью симметричной схемы при воздействии синфазного сигнала СС разностный сигнал
на выходе ДК отсутствует, поэтому оценивают выходной сигнал относительно общей шины.
Вывод. ДК ослабляет синфазный входной сигнал благодаря глубокой ООС по току через R0, поэтому чем больше R0, тем глубже ОС, тем больше ослабление СС.
Слайд 334. Для расчета температурной нестабильности можно воспользоваться схемой для СС.
Благодаря
глубокой ООС по току через R0:
Слайд 3411.6.3. Погрешности ДК
1)Коэффициент ослабления синфазного сигнала Мс
Отношение коэффициентов усиления дифференциального и
синфазного сигналов называется коэффициентом ослабления синфазного сигнала КОСС Мс.
Слайд 352)Разбалансы ДК
Источники несимметрии плеч ДК называются разбалансами.
Они обусловлены неидентичностью элементов
плеч ДК. Мерой разбалансов является относительный выходной дифференциальный сигнал.
Слайд 36При воздействии на вход СС на выходе ДК возникают:
выходной СС (конечное
МС);
выходной ДС ( разбалансы).
выходной ДС ( разбалансы).
Сигнал, вызванный разбалансами и приведенный ко входу, является сигналом ошибки. Он ограничивает чувствительность ДК по входу к дифференциальному сигналу.
Слайд 373) Погрешности ДК по постоянному току
К ним относятся:
напряжение смещения нуля и
его дрейф;
входные токи смещения, ток сдвига и их дрейфы.
входные токи смещения, ток сдвига и их дрейфы.
Слайд 381. Напряжение, которое необходимо приложить между входами ДК для достижения условия
баланса Uвых=0 называется напряжением смещения нуля.
Неравенство токов вызвано неидентичностью транзисторов, в первую очередь, разбросом их напряжений Uбэ:
Слайд 39Дрейфом напряжения смещения нуля называется его зависимость от дестабилизирующих факторов, в
первую очередь от температуры.
Температурный дрейф количественно характеризуется коэффициентом температурного дрейфа:
Температурный дрейф количественно характеризуется коэффициентом температурного дрейфа:
Компенсация действия напряжения смещения нуля называется балансировкой ДК.
Каскад на полевых транзисторах имеет существенно большие значения напряжения смещения нуля и его дрейфы.
Слайд 402. Током смещения называется средний входной ток активных элементов каскада ДК:
Током
сдвига (разностным током) называется разность входных токов активных элементов каскада ДК:
Слайд 41Погрешность напряжения нуля, вызванная протеканием токов баз транзисторов через внешние сопротивления,
подключенные к их базам, составляет:
Слайд 43Температурный коэффициент, определяющий температурный дрейф тока сдвига:
Температурный коэффициент, определяющий температурный дрейф
тока смещения:
Слайд 44Вывод: малые токи создают малые погрешности и имеют малые дрейфы.
Для получения
малых токовых погрешностей:
ток I0 задают малым;
применяют супер β- транзисторы;
применяют каскады Дарлингтона;
применяют полевые транзисторы.
ток I0 задают малым;
применяют супер β- транзисторы;
применяют каскады Дарлингтона;
применяют полевые транзисторы.
Слайд 45Применение ДК в ИМС благодаря следующим свойствам:
Способность вычитать, т.е. нечувствительность к
синфазным входным сигналам. Два входа дают возможность подавать сигнал ОС.
Высокая симметрия схемы в интегральном исполнении, малые разбалансы и малые погрешности по постоянному току, обеспечивающие малую чувствительность к температуре и производственному разбросу.
Отсутствие блокировочного конденсатора большой емкости в цепи эмиттеров и одновременно большой коэффициент усиления дифференциального сигнала.
Высокая симметрия схемы в интегральном исполнении, малые разбалансы и малые погрешности по постоянному току, обеспечивающие малую чувствительность к температуре и производственному разбросу.
Отсутствие блокировочного конденсатора большой емкости в цепи эмиттеров и одновременно большой коэффициент усиления дифференциального сигнала.
Слайд 4611.6.4. Режим большого сигнала ДК
В дифференциальном каскаде ток IO стремятся сделать
стабильным:
При воздействии на каскад дифференциального сигнала токи коллекторов изменяются таким образом, что их сумма всегда остается постоянной.
Слайд 47Определим зависимость тока коллектора каждого из транзисторов от входного сигнала.
Ток каждого
из транзисторов ДК зависит от приложенного к его переходу Э-Б напряжения:
Учтем дополнительное условие их связи IO и получим зависимость:
Слайд 50Благодаря встречному включению эмиттеров транзисторов нелинейность их входных характеристик частично компенсируется
и результирующая передаточная характеристика в средней части имеет линейный участок.
Характер симметрии передаточной характеристики аналогичен двухтактному каскаду, поэтому выходное напряжение не содержит четных гармоник.
Характер симметрии передаточной характеристики аналогичен двухтактному каскаду, поэтому выходное напряжение не содержит четных гармоник.
Слайд 51При подаче на вход ДК большого по амплитуде сигнала один из
транзисторов каскада переходит в режим отсечки, а другой пропускает весь ток IO, т.е. ДК работает как двухсторонний ограничитель .
При этом каскад не перегружается, т. к. открытый транзистор не входит в режим насыщения благодаря глубокой ООС, возникающей через токостабилизирующий резистор в эмиттерной цепи, снижающий коэффициент усиления каскада в этом режиме.
При этом каскад не перегружается, т. к. открытый транзистор не входит в режим насыщения благодаря глубокой ООС, возникающей через токостабилизирующий резистор в эмиттерной цепи, снижающий коэффициент усиления каскада в этом режиме.
Слайд 52На выходе ДК всегда присутствует емкость нагрузки, скорость перезаряда которой определяет
скорость нарастания выходного большого сигнала:
Из выражения следует, что импульсные свойства каскада с ростом исходного тока коллектора транзисторов ДК улучшаются (растет скорость нарастания), однако это приводит к росту входных токов, что увеличивает погрешности каскада по постоянному току.
Слайд 54Потенциометр
R4 служит для
балансировки
нуля схемы ДК.
11.6.5. Дифференциальный каскад
с динамической нагрузкой
Токовое зеркало
с эмиттерными резисторами
применено в ДК
в качестве
динамической нагрузки.
