Автоматизация Автоматизация Архитектура Астрономия Одит Биология Счетоводство Военна наука Генетика География Геология Държавна къща Друга журналистика и средства за масова информация Изкуство Чужди езици Компютърни науки История Компютри Компютри Кулинарна култура Лексикология Литература Логика Маркетинг Математика Механика Механика Мениджмънт Метал и заваръчна механика Музика Население Образование Безопасност на живота Охрана на труда Педагогика Политика Право инструмент за програмиране производство Industries Психология P Дио Религия Източници Communication Социология на спорта стандартизация Строителство Технологии Търговия Туризъм Физика Физиология Философия Финанси Химически съоръжения Tsennoobrazovanie скициране Екология иконометрия Икономика Електроника Yurispundenktsiya

устройства

Прочетете още:
  1. I. Вътрешната държавна структура
  2. Автоматично пожарогасене. Устройството за разпръскване и потопяеми пожарогасителни системи.
  3. Административно-териториална структура на субектите на Руската федерация
  4. Административна и териториална структура на субектите на Руската федерация.
  5. Административна и публична администрация
  6. Административна структура и племенна композиция.
  7. Американската гледна точка за световния ред (три версии)
  8. Англо-саксонските царства през 6-ти и 8-ти век. Политическо развитие и управление
  9. Хардуерни устройства
  10. Аритметични логически устройства
  11. Аритметична логическа единица
  12. Аритметична логическа единица

схема

аналог

Курс на лекциите

Велики Новгород


UDC 621.397.13 (075.8) Публикуван в съответствие с решението

ББК 32.844я73 РИС НовГУ

C92

рецензенти:

кандидат за технически науки, доцент RN Shabalin

VA Zhamlin, ръководител на сектора на Изследователския институт на Техническия институт "Растр"

C92 Обиколка на аналогови устройства: курс от лекции / avt.-sost. Н. П. Корнишев; NovSU ги. Ярослав Мъдър. - Велики Новгород, 2011. - 152 стр. Класическите аналогови устройства на транзисторите и операционните усилватели се разглеждат. Представени са методи за анализ и изчисление на някои схеми. Лекционният курс се основава на избраните секции от известната книга за преводи на П. Хоровиц и У. Хил "Изкуството на веригите за инженерство", както и от учебниците на руските автори М. М. Галперин и Л. М. Голдберг. Въпреки това в тази публикация материалът е адаптиран към курсовата програма на NovSU, е дадено по-подробно обяснение на някои аспекти, свързани с работата на аналоговите схеми. Предназначена е за студенти, които започват да изучават радиотехнически дисциплини.

UDC 621.397.13 (075.8)

ББК 32.844я73

© Държавен университет в Новгород

Университет, 2011 г.

© Н. П. Корнишев, компилация,


съдържание

Предговор ................................................. ................................................ 8

Лекция 1 ................................................ .................................................. ....... 10

1.1. Класификация на електронните схеми ............................................... ........ 10

1.2. Делители на напрежението ................................................ ............................ 10

1.3. Теорема за еквивалентна трансформация на източници (генератори) 11

1.4. Концепцията за динамична съпротива ................................................... 11

1.4.1. Stabilitron ................................................. ............................... 12

1.4.2. Тунелният диод ................................................ ........................ 13

1.5. Най-често срещаните типове сигнали ......................................... 14

1.5.1. Синусоидален сигнал ................................................ ............. 14



1.5.2. Понятието за амплитудно-честотна характеристика (AFC) ............ 15

1.5.3. Несинусоидални сигнали ................................................ ........ 15

1.6. RC- циркуляри ............................................... .................................................. . 17

1.6.1. Интеграционна схема ................................................ ............ 18

1.6.2. Диференциращата верига ................................................ ............ 18

1.6.3. Примери за използване на RC- вериги .................................................. 19

1.6.4. Генератори на линейно нарастващо напрежение ..................... 20

1.6.5. Индуктивност и трансформатори ................................................ 20

Лекция 2 ................................................ .................................................. ....... 22

2.1. Анализ на честотата на реактивните вериги .............................................. ....... 22

2.1.1. Капацитетна схема ................................................ .......................... 22

2.1.2. Индуктивна схема ................................................ ...................... 22

2.1.3. Мощност в реактивни вериги .............................................. ... 23

2.1.4. Законът за обобщените ома ........................... .............. 23

2.1.5. Примери за използване на обобщен закон Ohm ............ 24

2.2. Диоди и диодни вериги .................................................. ......................... 25

2.2.1. Изправяне ................................................. .............................. 26

2.2.2. Мултипликатори на напрежението ................................................ ............ 27

2.2.3. Получаване на еднополюсни импулси .......................................... 29

2.2.4. Диодни клапани ................................................ ......................... 29

‡ Зареждане ...

2.2.5. Диодни ограничители ................................................ ............ 30

2.2.6. Закрепване на нивото на напрежение ............................................... ..... 32

2.2.7. Защита от диод ................................................ ............................ 33

2.2.8. Селектори на амплитудата (AC) ............................................. ....... 33

2.2.9. Настройване на тока през диод .................................................. ............... 34

2.2.10. Волт-амперни характеристики
някои полупроводникови устройства ......................................... 35

Лекция 3 ................................................ .................................................. ....... 38

3.1. Транзистори ................................................. ......................................... 38

3.2. Схеми на превключване на транзистора и коефициент на пренос на ток ..... 40

3.2.1. Схема с обща база (OB) ........................................... ............ 40

3.2.2. Схема с общ излъчвател (OE) ........................................... ...... 40

3.2.3. Схема с общ колектор (OK) ........................................... .. 40

3.2.4. Схемата с разделен товар .............................................. ... 41

3.2.5. Усилване на мощността ............................................... ............ 41

3.3. Видове характеристики на транзисторите ....................................... ....... 42

3.4. Емитент последовател (ЕП) ............................................. ............ 43

3.4.1. Изместване в EA ............................................... ............................. 45

3.4.2. Метод за изчисляване на ЕА ............................................... ............ 47

Лекция 4 ................................................ .................................................. ....... 49

4.1. Ограничения на сигналите в ЕА .............................................. ................... 49

4.2. Анализ на схемата на ЕП ............................................... ...................................... 50

4.3. Стабилизатори на напрежението с електромоторна сила .............................................. .......... 51

4.4. Транзисторни източници на ток ............................................... ............. 52

4.4.1. Обхват на действие на източник на транзисторен ток ............ 53

4.4.2. Изместване в източник на транзисторен ток .............................. 54

4.4.3. Подобряване на транзисторните токови източници ................................. 55

Лекция 5 ................................................ .................................................. ....... 59

5.1. Усилвател с OE ............................................... ......................................... 59

5.1.1. Анализ на усилвателната верига с MA. ....... 60

5.1.2. Изчисляване на усилвателя с OE
с малко печалба ( K U £ 10) .................. 61

5.1.3. Графичен метод за определяне на пристрастията на транзистора
в усилвател с OE .............................................. ..................................... 62

5.1.4. Схемата за фазово разделяне с единичен коефициент
усилване (парафазова каскада) ............................................. ............ 63

5.1.5. Фазен превключвател ................................................. .............................. 64

5.1.6. Представянето на усилвател с OE под формата на две независими
усилватели: с предавателна проводимост и с трансфер
съпротива ................................................. .................................... 65

5.1.7. Ограничена печалба на усилвателната верига с OE ..... 66

5.2. Моделът Ebers-Moll за транзисторни схеми ............................. 66

5.2.1. Усилвател със заземен излъчвател .......................... 67

5.2.2. Нелинейно изкривяване в схема със заземен емитер ....... 68

5.2.3. Емитер резистор като елемент
отрицателна обратна връзка (CAB) ............................................ ..... 69

5.3. Методи за установяване на стабилно отклонение на усилвател с OE ............ 70

5.3.1. Използване на шунт резистор .......................................... 70

5.3.2. Използване на договорен транзистор ........................... 71

5.3.3. EOS на постоянен ток .............................................. ............ 72

Лекция 6 ................................................ .................................................. ....... 74

6.1. Температурна стабилност на усилвателя с OE ............ 74

6.2. Пример за изчисляване на усилвател с OE с шунт резистор
емитерна верига и предварително определен коефициент на предаване ............................ 77

6.3. Последващи действия ................................................ ...................................... 78

6.4. Наситен транзисторен превключвател с OE ............................................. 79

6.5. Токови огледала ................................................ .................................... 80

6.5.1. Огледало за прост ток ............................................... ............. 80

6.5.2. Настоящото огледало на Уилсън ............................................... ............ 81

6.6. Композитни транзистори ................................................ ........................ 81

6.7. Етап на изтласкване ... .............. 82

Лекция 7 ................................................ .................................................. 85

7.1. Моделът Ebers-Moll и EA .................................... ............ 85

7.2. Диференциален усилвател ................................................ ............. 85

7.2.1. Използване на източник на ток в емитерната верига
диференциален усилвател ................................................ ............ 87

7.2.2. Използване на текущо огледало като активен товар 88

7.2.3. Измерващ мост Wheatstone ............................................... 89

7.3. Влияние на капацитета на pn преходите на транзисторите. Ефектът на Милър
и начини за елиминирането му .............................................. .............................. 90

7.4. Някои типични транзисторни вериги ......................................... 91

7.4.1. Стабилизиран източник на напрежение .............................. 91

7.4.2. Каскадата усилвател с висока честота (HF) корекция ..... 92

7.4.3. Усилвател с нискочестотна (LF) корекция .............................. 92

Лекция 8 ................................................ .................................................. ....... 94

8.1. Операционни усилватели (оп усилвател) и обратна връзка ............................................................... 94

8.2. Основните схеми за включване на приюта .............................................. ............ 95

8.2.1. Инверторен усилвател ................................................ ....... 95

8.2.2. Неинвертиращ усилвател ................................................ .... 95

8.2.3. Усилвател на променлив ток ............................................... ....... 96

8.2.4. Повторител (буфер) в операционната система. ........... 97

8.2.5. Текущи източници на приюта .............................................. ............ 98

8.2.6. Логаритмичен усилвател ................................................ .... 100

8.2.7. Диференциален усилвател ................................................ 100

8.2.8. Обобщаващ усилвател ................................................ ......... 101

8.2.9. Най-простият цифров аналогов преобразувател (DAC)
въз основа на обобщаващия ДВ ............................................... ............ 101

8.2.10. Интегратори и диференциатори в приюта .......................................... 102

Лекция 9 ................................................ .................................................. ..... 104

9.1. Активен пиков детектор на базата на opamp ....................................... 104

9.2. OC в усилватели на мощност .............................................. ............ 105

9.3. DAC да оп усилвател с матрица R -2 R ......................................... 105

9.4. Влиянието на защитата на околната среда върху входното съпротивление на оп-усилвател.

9.4.1. Съпротивлението на входа на неинвертиращ усилвател

9.4.2. Входното съпротивление на усилвателя за обръщане на усилвателя .................. 108

9.5. Ефектът на OOS върху изходното съпротивление на оп-усилвателя.

9.5.1. Изходното съпротивление на неинвертиращ ОП усилвател ............ 109

9.5.2. Изходно съпротивление на усилващия усилвател

9.6. Резонансни схеми в усилващите вериги ............ 111

Лекция 10 ................................................ .................................................. ... 115

10.1. Компаратори и Schmitt Trigger .............................................. ........ 115

10.1.1. Най-простият продукт за сравнение ................................................ ........ 115

10.1.2. Schmitt Trigger ................................................ ...................... 116

10.1.3. Дискретна таблица за сравнение

10.1.4. Дискретна схема на задействане Schmitt ....................................... 118

10.2. Мултивибратори ................................................. ............................ 119

10.2.1. Самоволюционен мултивибратор .................................... 119

10.2.2. Изчакване на мултивибратор ................................................ .......... 121

10.2.3. Изчакване на мултивибратор, базиран на контролер ............ 123

10.3. Схемите на модулация с широчина на импулса (PWM)
и аналогово-цифров преобразувател (ADC) .................. 124

Лекция 11 ................................................ .................................................. ... 126

11.1. Транзистори с полеви ефект (FET) ............................................. ............ 126

11.1.1. Класификация на PTs ................................................ ............ 126

11.1.2. PT с контролна връзка PN ... 126

11.1.3. MOS транзистор с индуциран канал ... 128

11.1.4. MOSFET с вграден канал ............ 129

11.1.5. Статични диференциални параметри
транзистори с полеви ефект ................................................ ........................ 131

11.1.6. На тока на потока ............................................... .............................. 131

Лекция 12 ................................................ .................................................. ... 133

12.1. Логически превключватели и инвертори на FET .................................................... 133

12.1.1. Логически превключватели и инвертори на MOSFET ....... 133

12.1.2. Инвертор CMOS ....................................... ..................... 134

12.2. Аналогови превключватели на PTs .............................................. ................... 134

12.2.1. Аналоговите превключватели на MOSFET

12.2.2. Ключ за аналогов CMOS .............................................. ......... 135

12.3. Текущи източници на FET .............................................. ......................... 136

12.3.1. Най-простият източник на ток в БНТ ............ 136

12.3.2. Източникът на тока на FET с автоматично пристрастие ............ 137

12.3.3. Източникът на ток на FET и OS .................. ......... 137

12.4. Някои схеми използват PTs

12.4.1. Мултиплексори. Демултиплексори ................................................... 139

12.4.2. Схема за вземане на проби и съхранение .............................................. ...... 139

12.4.3. Пиков детектор с нулиране .............................................. 140

12.4.4. Интегратори с нулиране ............................................... 140

12.5. Повторители на източника ................................................ 141

Лекция 13 ................................................ .................................................. ... 144

13.1. FET в усилватели ............................................... ................................. 144

13.1.1. Обикновени усилватели .............................................. ..... 144

13.1.2. ПТ като променливи резистори ................................................................. 146

13.1.3. Електронно управление на печалбата ............ 147

13.2. Активни филтри ................................................ ........................... 148

13.2.1. Схемата на отрицателния пълен конвертор
Съпротивление (PEP) .............................................. ......................... 149

13.2.2. Китара ................................................. ................................... 150

Литература ................................................. ......................................... 152


предговор

В този лекционен курс, който е едно от основните курсове по подготовка на студенти по специалност "Радио инженерство", ние разглеждаме основите на веригата от аналогови устройства на транзистори и операционни усилватели. Разбира се, в момента разработчиците често използват готови функционални аналогови компоненти под формата на интегрирани микросхеми и дизайнът често се свежда до разумния им избор. Независимо от това, познаването на класическите дискретни транзисторни устройства и устройства на операционните усилватели е необходимо поради простата причина, че първо тези устройства са "тухлите" на аналогови микросхеми и второ, като правило, аналоговите интегрални схеми в устройството, което е проектирано изискват допълнително "рамкиране" на дискретни аналогови схеми. В този смисъл обучението за работа с функционални аналогови интегрирани компоненти, без да знаят основите на веригите, може лесно да бъде сравнено с това как да се работи с калкулатор без да се знае таблицата за умножение.

Целта на тази публикация е да се научат студентите не само да разпознават класическите решения, но и да използват инженерни методи за техния анализ и изчисление.

Решенията за класическите схеми са класически, те се проверяват многократно на практика, те работят в широк диапазон от отклонения както на външните, така и на вътрешните параметри (по-специално температури и купюри), за които има достатъчно теоретична обосновка. Въпреки това е много полезно за инженерната практика да се изчислят бързо параметрите и характеристиките на веригата, която се анализира, което изисква познаване на сравнително прости модели и ограничения за тяхното приложение.

В тази връзка не можем да не сме съгласни с твърдението, че аналоговите схеми са до голяма степен комбинация от основните закони на електротехниката и логиката. Разбира се, това е и изкуство, защото при проектирането на аналогови схеми е необходимо да се вземат под внимание редица условия, които често са доста противоречиви. Това изисква не само овладяване на някои практически правила и техники, но и разбиране на принципите на конструиране и работа на електронни схеми на интуитивно ниво.

Този подход към веригата на аналоговите устройства е описан в известната книга на П. Хоровиц и У. Хил "Изкуството на веригите за инженерство", която е многократно преразказана, включително и в Русия, и без съмнение е една от най-добрите книги, предназначени за студенти, изучаващи тази технологична област. За курса на обучение, прочетен в рамките на един семестър, материалът на тази книга е доста голям и следователно за представяне в течение на лекциите се избират онези части от книгата, които са уникално основни в областта на радиоинженерното обучение. Освен това при писането на този лекционен курс се използва и материал от учебниците на местните автори. Galperin и LM Goldenberg.

Въпреки факта, че въпросите за функционирането, анализа и дизайна на класическите верижни решения са изложени в споменатите по-горе книги, някои въпроси, както показва практиката на лекциите, изискват по-подробно разглеждане. Това обстоятелство е и причината за подготовката на този лекционен курс. Накрая, материалът, представен в тази публикация, е тясно свързан с хода на лабораторната работа, която се състои в моделиране на индивидуални решения за класически кръгове в средата на Workbench, както и с задания за дизайн на курса. Материалът е представен компактно, той е изграден в строга логическа последователност в посока от прости към по-сложни, а последващата информация се основава на предишните.


| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 |


Когато използвате този материал, свържете се със bseen2.biz (0.065 сек.)