Показатели и характеристики аналоговых электронных устройств

ПОКАЗАТЕЛИ И ХАРАКТИРИСТИКИ АНАЛОГОВЫХ ЭЛЕКТРОНЫХ УСТРОЙСТВ.

Основными целями на эту пару будут являться:

1)     Разбор аналоговых электронных устройств.

2)    Классификации схем электронных устройств.

3)    Показатели и характиристики этих схем.

Лекция.

Аналоговые электронные устройства (АЭУ) - это устройства усиления и обработки аналоговых электрических сигналов, выполненные на основе    электронных приборов.

Аналоговый сигнал представляет собой непрерывную функцию, с неограниченными по количеству значениями в различные моменты времени. Наиболее        часто встречающимся аналоговым сигналом являются звуки нашей речи,       которые на осциллограммах имеют различные, причудливые формы.

Следует выделить две большие группы по которым можно классифицировать аналоговые электронные устройства:

• усилители - это устройства, которые за счет энергии источника питания формируют новый сигнал, являющийся по форме более или менее точной копией заданного, но превосходит его по току, напряжению или по мощности.
• устройства на основе усилителей - в основном преобразователи          электрических сигналов и сопротивлений.

Все электронные схемы принято делить на два класса:

Цифровые схемы (ЦС).

Аналоговые схемы (АС).

В цифровых схемах сигнал преобразуется и обрабатывается по закону дискретной функции. В основе цифровых схем лежат простейшие транзисторы для которых характерны два устойчивых состояния − разомкнутое и замкнутое.

-Транзистор – электронный полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов.

На основе простейших ключей строятся более сложные схемы (например, логические элементы, триггерные устройства и тому подобные схемы).

Логические элементы — устройства, предназначенные для обработки информации в цифровой форме.

В основе аналоговых схем лежат простейшие усилительные ячейки, на основе которых строятся сложные многоступенные усилители, стабилизаторы напряжения и тока, генераторы синусоидальных колебаний и тому подобные схемы.

Особенности режимов цифровых и аналоговых схем можно объяснить, используя передаточную характеристику, которая выглядит одинаково для того и другого класса схем, однако, использование этой характеристики для каждого класса принципиально отличается.

бозначения, принятые для передаточной характеристики

Uвх 0 − уровень низкого напряжения на входе − уровень логического нуля;
Uвх 1 − уровень высокого напряжения на входе − уровень логической единицы;
Uвых 0 − уровень низкого напряжения на выходе − уровень логического нуля;
Uвых 1 − уровень высокого напряжения на выходе − уровень логической единицы;
еп1 − уровень напряжения помехи на входе для цифровых схем;
еп2 − уровень напряжения помехи на входе для аналоговых схем;

В транзисторном ключе два его устойчивых соcтояния (замкнутое и разомкнутое) соответствуют точкам А и В.

Входные и выходные сигналы могут иметь лишь два уровня: Uвх.А и Uвх.В, или Uвых.А и Uвых.В.

Форма передаточной характеристики между точками А и В несущественна, так как при ее деформации выходные параметры остаются без изменения (на рис. 4.1, б деформация характеристики показана пунктирной линией).

Следовательно, транзисторные ключи (и цифровые схемы) мало чувствительны к разбросу параметров, к температурному дрейфу, временному дрейфу, к внешним электромагнитным помехам и к собственным шумам.

Температу́рный дрейф — изменение электрических параметров электронного устройства, электронного прибора вызванное изменением внешней температуры среды. Иногда такое изменение называют температурным уходом параметра. Электронные активные и пассивные компоненты (транзисторы, резисторы, конденсаторы и т. п.) изменяют свои электрические параметры при изменении температуры окружающей среды.

Дрейф, временный — случайное или неслучайное изменение функции отклика во времени.

В усилительных каскадах используется участок характеристики между точками СD. Следовательно, входные и выходные сигналы могут принимать любые значения в пределах этого отрезка характеристики.

Учитывая возможную деформацию характеристики, делаем вывод о том, что усилительные каскады (аналоговые схемы) очень чувствительны к разного рода помехам, к разбросу параметров, к температурному дрейфу, временному дрейфу.

Принцип работы ПТ и БТ в режиме усиления

Рабочим режимом транзистора принято называть его работу под нагрузкой. Функциональная схема усилителя в общем виде представлена на рисунке:

В усилителях, эквивалентная схема которого представлена на рисунке, источник управляющей энергии называется источником сигнала, а цепь усилителя, в которую поступают его электрические колебания, − входом.

Устройство, к которому подводят усиленные колебания, называется нагрузкой, а цепь усилителя, к которой подключают эту нагрузку, − выходом.

Устройство, от которого усилитель получает энергию, преобразуемую им в усиленные электрические колебания, называют источником питания (обычно используют источник постоянного напряжения, а исключение составляют параметрические усилители).

Принцип построения усилительных схем на полевых транзисторах практически не отличается от схем на биполярных транзисторах (входная, выходная цепи, цепи автосмещения, цепи обратной связи и т.д.).

Принципиальной разницей является отсутствие входных токов у полевого транзистора, поэтому схемы автосмещения построены таким образом, чтобы эти токи не появились.

Входные сопротивления усилителей на полевых транзисторах очень велики, поэтому там, где стоит вопрос о согласовании низкоомной нагрузки с высокоомной, полевые транзисторы имеют явное преимущество перед биполярными.

олевые транзисторы, как и биполярные, имеют три основные схемы включения − с общим истоком (ОИ), с общим стоком (ОС), с общим затвором (ОЗ), но эта схема в реальной практике не получила распространения.

ОИ. Эта схема − лучший усилитель мощности, так как она усиливает и по току и по напряжению.

Скачано с www.znanio.ru