Коэффициент усиления по напряжению (в разах)
Кu = Uвых / Uвх
где, Uвых – выходное напряжение усилителя; Uвх – напряжение сигнала или входное напряжение усилителя.
Коэффициент усиления по напряжению в (дБ)
аU=20lgKU
Коэффициент усиления по току (в разах)
КI = Iвых / Iвх
где, Iвых – ток в нагрузке; Iвх – ток на входе усилителя.
Коэффициент усиления по току (в дБ)
аI=20lgKI
Коэффициент усиления по мощности (в разах)
Кр = Рвых / Рвх
где, Рвых – активная мощность, выделяемая в нагрузке, Рвх – мощность, потребляемая входной цепью усилителя.
Эти коэффициенты связывает соотношение:
Кр =Кu ·КI
Коэффициент усиления по мощности (в дБ)
аP=20lgKP
Выходной мощностью Рвых усилителя или его номинальной мощностью называют полезную мощность, которая выделяется на нагрузке Rн при заданном уровне нелинейных искажений:
Р вых = U2вых max / R н
где Uвых max - максимально допустимое действующее значение выходного напряжения.
Коэффициенты усиления для многокаскадных усилителей
Усилитель напряжения может состоять из нескольких каскадов, обеспечивающих необходимый коэффициент усиления устройства.
Результирующий коэффициент усиления усилителя равен произведению коэффициента усиления всех каскадов:
Кu = Кu1·Кu2 ·…Кun (в разах);
а=а1+а2+а3+…+аn (в дБ)
5. Коэффициент полезного действияусилителя позволяет оценить его экономичность, он равенству
h=(Рвых / Рпотр)·100%
где, Рпотр – мощность, потребляемая от источников питания усилителя.
Таблица 4 - Перевод дБ в разы по напряжению и мощности
Обратные связи в усилителях
Обратной связью называется воздействие выходной цепи устройства на входную цепь, т.е. когда часть выходного сигнала подается на вход.
На рис. 1 изображена блок-схема усилителя с обратной связью.
uс uвых
Rн
uвх
uос
Рис. 1 Блок-схема усилителя с обратной связью.
Обратные связи в усилителях либо создаются специально, либо возникают самопроизвольно. Самопроизвольные связи называются паразитными связями.
Обратные связи бывают положительными и отрицательными. Если при наличии обратной связи входной сигнал складывается с сигналом обратной связи, в результате чего в усилитель поступает увеличенный сигнал, то такую связь называют положительной, положительная обратная связь используется в генераторах сигналов.
Если после введения обратной связи сигналы на входе и на выходе усилителя уменьшаются, что обуславливается вычитанием сигнала обратной связи из входного сигнала, то такую связь называют отрицательной. В усилителях отрицательная обратная связь широко используется. Введение отрицательной обратной связи увеличивает стабильность работы усилителя, уменьшая нелинейные искажения, увеличивает входное и уменьшает выходное сопротивление, однако всегда снижает коэффициент усиления устройства.
Для расчета коэффициента отрицательной обратной связи (ООС) используют следующую формулу
где β- коэффициент обратной связи;
Коос - коэффициент усиления усилителя, охваченного отрицательной обратной связью (после введения ООС);
К- коэффициент усилителя до введения отрицательной обратной связи;
Определите основные параметры усилителей в следующих заданиях. Номера заданий выбрать в соответствии со своим вариантом по таблице №3.
Таблица 5- Исходные данные к заданию 4
| Номер варианта | Номер задачи | Номер варианта | Номер задачи |
| 1, 23 | 1, 13 | ||
| 2, 21 | 2, 12 | ||
| 3, 22 | 3,16 | ||
| 4, 20 | 4, 12 | ||
| 5,19 | 5, 20 | ||
| 6, 18 | 6, 19 | ||
| 7, 17 | 7, 22 | ||
| 8, 16 | 8,11 | ||
| 9, 15 | 9, 14 | ||
| 10, 14 | 10,17 |
Задача 1. Усиление по напряжению усилителя равно 100.Усиление первого каскада равно 18 дБ. Второго каскада – 5 дБ. Определить коэффициент усиления третьего каскада.
Задача 2. На входе усилителя имеется сигнал с напряжением 10 мкВ. Определить напряжение на выходе усилителя, если его коэффициент усиления 100 дБ.
Задача 3. Коэффициент усиления по мощности усилителя равен 125.9. Определить коэффициент усиления по напряжению, если коэффициент усиления по току равен 7 дБ.
Задача 4. В трехкаскадном усилителе коэффициенты усиления каскадов равны 15, 20 дБ и 10. Определить коэффициент усиления всего усилителя.
Задача 5.В трехкаскадном усилителе коэффициент усиления равен 1000. Определить коэффициент усиления третьего каскада, если известны а1=20 дБ и К2=2.
Задача 6. Коэффициенты усиления каскадов усилителя составляют 20, 30 и 40. Определить коэффициент усиления усилителя и перевести значение в децибелы.
Задача 7. На входе усилителя имеется сигнал с мощностью 100 мВт. Определить мощность на выходе усилителя, если его коэффициент усиления 60 дБ. Определить КПД усилителя.
Задача 8. Коэффициент усиления по мощности усилителя равен 631. Определить коэффициент усиления по току, если коэффициент усиления по напряжению равен 10 дБ.
Задача 9. В трехкаскадном усилителе коэффициенты усиления каскадов равны 15, 20 дБ и 10. Определить коэффициент усиления всего усилителя.
Задача 10. В трехкаскадном усилителе коэффициент усиления равен 1500. Определить коэффициент усиления второго каскада, если известны К1=40 дБ и К3=4.
Задача 11. Коэффициент усиления двухкаскадного усилителя после введения обратной связи понизился со 150 до 80. Определить коэффициент отрицательной обратной связи.
Задача12. Коэффициент усиления первого каскада в двухкаскадном усилителе равен 20, второго 15. Определить коэффициент усиления после введения общей отрицательной обратной связи, если коэффициент обратной связи равен 0,004.
Задача 13. Коэффициенты усиления двухкаскадного усилителя, каждый каскад которого охвачен отрицательной обратной связью, соответственно равны К100С=10, К200С=20. Определить коэффициент обратной связи всего каскада, если общий коэффициент усиления усилителя до ее введения равен 600.
Задача 14. Коэффициенты усиления двухкаскадного усилителя, каждый каскад которого охвачен отрицательной обратной связью, соответственно равны К100С=10, К200С=20. Определить коэффициенты обратной связи каждого усилителя, если К1 и К2 каскадов соотносятся как 2:3, если общий коэффициент усиления усилителя до ее введения равен 600.
Задача 15. Определить коэффициент прямого усиления, если после введения цепи отрицательной обратной связи с β=0,02, коэффициент усиления понизился до 100.
Задача 16. Общий коэффициент усиления до введения отрицательной обратной связи равен 300. Коэффициент усиления первого каскада равен 10. Определить коэффициент усиления второго каскада, а также коэффициент усиления всего усилителя после введения обратной связи, если β=0,047.
Задача 17. В трехкаскадном усилителе коэффициенты усиления после введения отрицательной обратной связи для каждого каскада стали соответственно равны К100С=5, К200С=10, К300С=15. До введения обратной связи они соотносились как 1:2:3 и общее усиление составляло 6000. Определить коэффициенты обратной связи для каждого каскада.
Задача 18. Коэффициент усиления каскада равен 100. Как изменится усиление при введении отрицательной обратной связи с β=0,02.
Задача 19. Коэффициенты отрицательной обратной связи для каждого каскада с К1=10 и К2=40 в двухкаскадном усилителе соответственно равны 0,01 и 0,02. Определить коэффициенты усиления после введения местной обратной связи.
Задача 20. На вход усилителя подается напряжение 0,2 В, а на нагрузку после усиления идет напряжение 2 В. Определить как изменится выходное напряжение, если усилитель будет охвачен отрицательной обратной связью с β=0,05.
Задача 21. Коэффициенты усиления трехкаскадного усилителя соответственно равны 10, 15 и 5. Как изменится усиление после введения отрицательной обратной связи с β=0,05.
Задача 22. Коэффициент усиления в двухкаскадном усилителе равен 200. Обратную связь с каким коэффициентом необходимо подключить к усилителю, чтоб общий коэффициент усиления уменьшился на 20%.
Задача 23. Коэффициенты усиления двухкаскадного усилителя, каждый каскад которого охвачен отрицательной обратной связью, соответственно равны К100С=10, К200С= (90·К100С)0,5. Определить коэффициент обратной связи всего каскада, если общий коэффициент усиления усилителя до ее введения равен 900.
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКЕ
1.Электропроводность твердых тел. Зонные диаграммы. Собственные полупроводники.
2.Примесная проводимость полупроводников.
3. Принцип работы p-n-перехода при пропускном и закрытом состоянии.
4. Выпрямительные диоды. УГО, ВАХ, параметры.
5. Стабилитроны и стабисторы. УГО, ВАХ, основные параметры.
6. Биполярные транзисторы. УГО, режимы работы, Маркировка.
7. Схемы включения биполярного транзистора. Схема с ОК, основные параметры.
8. Схема включения транзистора с ОБ, основные параметры.
9. Схема включения транзистора с ОЭ, основные параметры.
10. Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом, УГО, ВАХ.
11.Транзисторы с изолированным затвором и встроенным каналом. УГО, принцип работы, ВАХ.
12.Транзисторы с изолированным затвором и встроенным каналом. УГО, принцип работы, ВАХ.
13.Динисторы и тринисторы. УГО, ВАХ, основные параметры, схемы включения.
14.Терморезисторы. УГО, основные параметры и характеристики, применение, схемы включения.
15.Варисторы. УГО, основные параметры, применение, схемы включения.
16.Светодиод. УГО. Схема включения. ВАХ. Основные характеристики. Маркировка.
17.Двухполупериодная схема выпрямления. Принцип работы, временные диаграммы.
18.Оптопары и их виды.
19.Принцип выпрямления объясните на однополупериодной схеме выпрямления. Временные диаграммы.
20.Мостовая схема выпрямления. Принцип работы, временные диаграммы.
21.Коэффициенты усиления.
22.Частотная, переходная, амплитудная характеристики усилителей.
23.Динамический режим работы транзистора.
24.Обратная связи и ее виды.
25.Способы подачи напряжения питания. Межкаскадные связи в усилителях.
26.Усилители постоянного тока. Принцип работы. Характеристики.
27.Дифференциальный усилитель. Принцип работы. Характеристики.
28.Операционные усилители. Характеристики. Виды ОУ.
29.Электронные ключи на БТ.
30.Инжекторные лазеры. Характеристики. Назначение.
31.Электронные генераторы. Классификация. Автогенератор.
32.Колебательные контуры. Связанные контуры.
33.Автогенератор типа RC.
34.Автогенератор типа LC.
35.Импульсные сигналы и их параметры
36.Мультивибраторы. Назначение. Устройство. Принцип действия.
37.Триггеры. Назначение. Устройство. Принцип действия.
38.Общие сведения об интегральных микросхемах. Классификация и маркировка интегральных микросхем.