- •непрерьгоного и импульсного действия
- •Малахов В. П.
- •УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
- •1.4.1. Входные и выходные данные
- •1.4.3. Коэффициент полезного действия
- •1.4.4. Частотная и фазовая характеристики
- •1.4.8. Нелинейные искажения
- •1.4.9. Амплитудная характеристика
- •1.4.10. Режимы работы усилительных элементов
- •ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ
- •2.2.1. Коэффициент усиления
- •2.2.2. Частотные искажения
- •2.2.3. Нелинейные искажения и помехи
- •2.2.4. Входное сопротивление
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
- •3.1.1. Питание цепей коллекторов биполярных транзисторов
- •8.1.2. Цепи смещения в каскадах на биполярных транзисторах
- •3.1.4. Питание цепей стоков полевых транзисторов
- •3.1.5. Цепи смещения и стабилизации режима работы в усилительных каскадах на полевых транзисторах
- •3.2.1. Каскады с непосредственной связью
- •УСИЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ С РЕЗИСТИВНО-ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
- •5.2.1. Однотактный трансформаторный каскад
- •5.2.2. Бестрансформаторный однотактный каскад
- •5.3.3. Бестрансформаторные двухтактные каскады
- •УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
- •ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
- •8.6.1. Защита цепей питания
- •8.6.2. Защита входных цепей
- •8.6.3. Защита выходных цепей
- •8.6.4. Компенсация входного тока сдвига
- •8.6.5. Компенсация входного напряжения сдвига
- •8.6.6. Ослабление влияния синфазного сигнала
- •8.6.7. Увеличение входного сопротивления
- •8.6.8. Увеличение выходной мощности
- •8.6.9. Коррекция частотной характеристики
- •9.4.1. Общие сведения
- •ИДЕАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
- •ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ И ИНТЕГРИРУЮЩИЕ ЦЕПИ
- •ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ И ОГРАНИЧИТЕЛИ
- •14.3.1. Насыщенный ключ
- •14.3.2. Ненасыщенный ключ
- •14.4.1. Основные определения
- •14.4.2. Применение ограничителей
- •Глава 17 МУЛЬТИВИБРАТОРЫ
- •БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОРЫ
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •21.1.1. Классификация триггеров
- •21.1.2. Асинхронный Я&триггер
- •21.1.3. Синхронизируемый RS -триггер
- •21.1.4. Т-триггер
- •21.1.5. Д-триггер
- •21.2.3. Ждущий мультивибратор
- •ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ТИРИСТОРАХ
срабатывания Unopi, состояние схемы DD1 изменяется на противоположное существующему в данный момент. На входе мультивибратор возникают автоколебания пря моугольной формы с длительностью, определяемой выра жением (21.1).
21.2.3. Ждущий мультивибратор
Один из вариантов схемы ждущего мультивибратора и временные диаграммы напряжений, поясняющие ее рабо ту, приведены соответственно на рис. 21.11, а и 21.11, б.
Ждущий режим в схеме обеспечивается выбором величи
ны сопротивления |
резистора |
R из условия R > |
-. пор| , |
|
где |
|
|
|
'вх! пор |
Uпор: — пороговый уровень напряжения переключе |
||||
ния |
схемы; / ВХ1пор |
— входной |
ток переключения |
схемы. |
с
Рис. 21.11. Функциональная схема и временные диаграм мы напряжений ждущего мультивибратора на инте гральных логических микро
схемах
Ко входу А элемента DD 1 приложено напряжение, соот ветствующее уровню логической единицы. Поэтому в ис ходном состоянии устойчивого равновесия элемент DD 1 открыт (на входе существует уровень сигнала, соответст вующий уровню логического нуля), а элемент DD2 — за крыт. Конденсатор С заряжен выходным током элемента DD2 через резистор R.
Запуск схемы мультивибратора осуществляется корот ким импульсом отрицательной полярности, подаваемым на вход А элемента DD 1. Элемент DD 1 переходит в единичное по выходу, а элемент DD2 — в нулевое по выходу состоя ния. Конденсатор С перезаряжается через резистор R. Как только напряжение Ом на входе элемента DD 1 дости-
стигнет уровня, соответствующего уровню порога сраба тывания 0 порь элементы DD1 и DD2 возвратятся в исход ное состояние и в мультивибраторе начнется процесс вос становления. Конденсатор вновь заряжается выходным током элемента DD2 и процесс установления исходно! о со стояния равновесия мультивибратора заканчивается.
Длительность /и генерируемого импульса определяется
выражением |
tH= С {R + |
/?ВЫх2 ) In --Bxlmax э где |
R Bых2 — |
|
выходное |
сопротивление |
и nopl |
DD2; |
|
закрытого |
элемента |
|||
£Лх1 тах — максимальное |
напряжение на |
входе открытого |
||
элемента DD 1; UnoPi — пороговое напряжение срабатыва ния элемента DD1.
Контрольные вопросы и упражнения
1.Постройте схему Т-триггера на логических интегральных микросхемах и поясните порядок его опрокидывания при подаче на вход последовательности запускающих импульсов.
2.Постройте схему Д-триггера на логических интеграль ных микросхемах и поясните порядок его функциониро вания.
3.Постройте схему J K -триггера на логических интеграль ных микросхемах и поясните порядок его функциониро вания.
4.Поясните принцип действия автоколебательного мульти вибратора на логических интегральных микросхемах,
работающего |
в |
режиме мягкого |
самовозбуждения |
рис. 21.9, в и постройте диаграммы |
напряжений, харак |
||
теризующие |
его |
работу. |
|
Г л а в а 22
ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ТИРИСТОРАХ
На основе управляемых и неуправляемых тиристоров могут быть получены электронные ключи большой мощнос ти. Поэтому тиристорные ключи позволяют строить импульс ные схемы для формирования и преобразования мощных электрических импульсов. В первую очередь, это такие импульсные устройства, как триггеры и мультивибраторы.
Принципиальная схема триггера на неуправляемых тиристорах представлена на рис. 22. 1, а. Опрокидывание схемы осуществляется импульсами (Увхi и (Ув х 2 отрицатель ной полярности. Схема симметрична, т. е. Rl = R2 — /?, Cl = С2 = С, тиристоры KD1 и KD2 однотипны, диоды KD3 и VD4 также однотипны.
|
|
Рис. 22.1. Принципиальные схемы |
|
|
и выходные характеристики тригге |
О----- - |
■ П ■■ о |
ра на неуправляемых тиристорах |
|
в |
|
Два состояния устойчивого равновесия обеспечиваются, если для каждой из последовательных ветвей R 1, VS 1, 1/D1 и R2f VD2, KD4 выполняются неравенства
(22. 1)
(22.2)
где {/ВКл, ^Увыкл и /выкл — параметры тиристора, определяе мые по вольтамперной характеристике прибора.
Линия нагрузки каждой последовательной ветви схемы в этом случае проходит так, как показано на рис. 22.1, б.
Пусть в исходном состоянии тиристор |
VD3 включен, а |
||||
VD2 выключен. Коммутирующий |
конденсатор С заряжен |
||||
от источника |
питания |
Еп через |
резистор R2, |
тиристор |
|
VD\ И Д И О Д VD3 ДО напряжения (Устах ~ |
Еп. Полярность |
||||
напряжения |
для этого |
состояния показана |
на схеме |
||
рис. 22.1, а.
При подаче на вход импульса отрицательной полярности (УВХ2 с амплитудой Unx? ^ (Упкл — Еп включается тиристор VD2. Во время действия входного импульса диод VD4 за крыт, что обеспечивает в этот период высокое входное со противление схемы.
После включения тиристора VD2 второй тиристор VD1 аакрывается за счет напряжения заряда конденсатора С. Вслед за этим происходит перезаряд конденсатора С от источника Еп через резистор R 1, тиристор VD2 и диод VD4. В момент окончания перезаряда конденсатора триг гер оказывается во втором состоянии устойчивого равно весия. Полярность напряжения заряда на обкладках ком мутирующего конденсатора будет противоположна показан ной на рис. 22.1, а.
Рис. 22.2. Принципиальная схема триггеров на неуправляемых тирис торах со счетным входом
Максимальная частота |
следования |
запускающих им- |
1 |
где /пер = |
К — *вкл — длитель |
пульсов равна /т |
ность процесса переключения триггера в новое состояние
устойчивого |
равновесия; |
tBж 3JRC — длительность пе |
||
резаряда |
коммутирующего конденсатора; |
tBKJl — время |
||
включения |
тиристора. |
|
|
|
Надежный запуск триггера обеспечивается, если дли |
||||
тельность запускающих импульсов равна /и ^ |
^вкл. |
|||
Триггер может быть выполнен и на одной последователь |
||||
ной ветви |
R , |
VD 1, VD2 (рис. 22.1, в). Здесь |
запускающие |
|
импульсы |
отрицательной |
полярности подаются поочеред |
||
но на анод и катод тиристора VD\. Условия существования двух состояний устойчивого равновесия определяются выражениями (22.1) и (22.2).
В триггере на неуправляемых тиристорах может быть организован счётный вход (рис. 22.2, а). В этой схеме, на пример, если тиристор VD 1 включен, a VD2 выключен, запускающий импульс отрицательной полярности поступа ет через диод VD6 (VD5 при этом закрыт) на катод тиристо ра VD2, вызывая опрокидывание схемы. Очередной вход ной импульс отрицательной полярности произведет новое опрокидывание триггера.
Если схема триггера выполнена так, как показано на рис. 22.2, б, то она будет работать также в режиме счетного входа, но управление в этом случае осуществляется запус кающими импульсами чередующейся полярности.
Процессы в триггерах на управляемых тиристорах ана логичны рассмотренным выше. Управление опрокидыва нием схем в этом случае осуществляется по управляющему электроду тиристора. Варианты схем триггеров на управ-
Рис. 22.3. Принципиальные схемы триггеров на управляемых тиристо рах
ляемых тиристорах, работающих в режиме раздельного входа и счетного входа показаны соответственно на рис. 22.3, а и 22.3, б. Условие существования двух состоя ний устойчивого равновесия в этих схемах определяются также выражениями (22.1) и (22.2).
Недостатком рассмотренных схем является наличие опасности включения обоих тиристоров при большой ско-
|
(\и |
рости изменения -^переключающегося анодного напряже |
|
ния (с ростом |
уменьшается 1/ъкл). Уменьшение скорости |
изменения анодного напряжения может быть достигнуто включением в общую цепь тиристоров (анодную или катод ную) фильтра ЬфСф.
На рис. 22.4 показано, как должна быть расположена линия нагрузки последовательной ветви, состоящей из тиристора и резистора, для того чтобы в схеме существо вало состояние неустойчивого равновесия.
Вариант схемы самовозбуждающегося мультивибрато ра на неуправляемом тиристоре представлен рис. 22.5, а. Временные диаграммы напряжений схемы показаны на рис. 22.5, б.
Рис. 22.4. Выходные характеристики автоколебательного мультивиб ратора на тиристорах
Рис 22 5. Принципиальная схема и временные диаграммы автоколе бательного мультивибратора на неуправляемом тиристопе
Если в схеме рис. 22.5, a RI > /?2 , то условия существо вания двух состояний неустойчивого равновесия определяю
тся неравенствами— |
> /вкл'» |
/?1"ыкл < ^выкл. |
Втечение времени tn тиристор выключен и конденсатор
Сзаряжается от источника Еп через резистор R 1. Как только напряжение на тиристоре, возрастая, достигнет уровня [/вкл, тиристор включается и конденсатор разря жается через тиристор и резистор R2. Напряжение на тири-
сторе в течение времени tHуменьшается до UВЫкл, тиристор выключается и происходит вновь заряд конденсатора. Та ким образом в схеме возникают незатухающие колебания.
Период |
следования |
импульсов |
в |
общем |
случае |
равен |
||||||
Т = |
tn |
и |
/„ + |
tвкл |
^выкл» |
где tBKJi и |
^выкл |
время |
вклю |
|||
чения |
выключения |
тиристора. |
|
|
|
|
||||||
Так |
как |
tBKJJ и /ВЫКл по сравнению с длительностью им |
||||||||||
пульсов можно считать равным Т ж tu + tn. |
|
|||||||||||
Длительности ttt и tn могут быть определены из выраже |
||||||||||||
ний |
[12] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£п- |
RL и |
вкл |
tn = |
CR1 In* |
£п |
|
||
tи = |
CR2 In- |
|
|
R2 |
|
|||||||
|
|
|
|
Е п — R 1/выкл |
П |
^ ' |
Е п — и пкл |
|
||||
Амплитуда выходного напряжения и тока |
равны |
Un |
||||||||||
и . |
- |
= |
и » |
|
|
|
|
|
|
|
||
^ВКЛ |
|
/« |
R2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
22.3. ЖДУЩИЕ МУЛЬТИВИБРАТОРЫ
Простейшая схема ждущего мультивибратора на неуп равляемом тиристоре приведена на рис. 22.6, а. Два воз можных варианта положения линии нагрузки схемы по казаны на рис. 22.6, б и 22.6, в. Из этих рисунков видно, что схемы могут находиться в состоянии устойчивого равно весия при выключенном или включенном тиристоре.
В первом случае (рис. 22.6, б) тиристор выключен. При подаче запускающего импульса (Увх отрицательной поляр ности тиристор включается и конденсатор С начинает за-
Рис. 22.6. Принципиальные схемы, характеристики и временные ди аграммы напряжений ждущего мультивибратора на неуправляемом тиристоре
ряжаться. Суммарный ток тиристора |
I T = |
р |
|
||
+п^2" + *с* |
|||||
где ic — зарядный |
ток |
конденсатора. |
|
|
|
По мере заряда |
конденсатора ток 1т убывает. Когда |
||||
он достигнет уровня |
/ ВЫКл, тиристор |
выключится, |
и схема |
||
возвратится в состояние |
устойчивого |
равновесия. |
Времен |
||
ные диаграммы напряжений для этого режима работы схемы показаны на рис. 22.6, г.
Условия, обеспечивающие существование в мультивиб раторе одного состояния устойчивого и одного состояния
неустойчивого |
равновесия, |
определяются выражениями |
|||
Еп < |
Uвыкл , |
£ |
/вы |
При |
этом обычно выполня |
_|Г R 2 < |
|||||
ются |
неравенства R2 |
RI |
и |
> / Выкл. Работа схемы |
|
во втором режиме (рис. 22.6, в) возможна при выполнении |
|
£ |
> /вы |
условий Еп > Uвыкл; Д, +ПR2 |
|
Сопротивление резистора |
выбирают как можно боль |
шим, чтобы уменьшить емкость конденсатора С при задан
ной длительности |
импульса. При этом обычно R 1 /> R2 |
И-7ГГ>/выкл- В |
исходном состоянии устойчивого равно |
го I |
|
весия тиристор включен и конденсатор заряжен от источни ка Еп через резистор R2, тиристор VD1 и диод VD2.
С подачей запускающего импульса {/вх положительной полярности тиристор закрывается и напряжение на его аноде будет равно разности напряжений источника питания Е п и напряжения заряда конденсатора ис. При этом Еп —
— ис < UtжлПо мере разряда конденсатора через резистор R 1 напряжение ис уменьшается и как только разность Е п—
— ис станет больше величины UВКлтиристор включится, схе ма возвратится в исходное состояние, конденсатор вновь зарядится и в мультивибраторе установится состояние ус тойчивого равновесия.
\RH
Рис. 22.7. Принципиальные схемы ждущего мультивибратора на уп равляемом тиристоре
Варианты схем ждущих мультивибраторов на управляе мых тиристорах приведены на рис. 22.7, а и 22.7, б. Величи ны элементов схем Еп и R выбраны таким образом, что в исходном состоянии тиристоры выключены и конденсато ры заряжены до напряжения близкого к Еп. При подаче запускающего импульса положительной полярности тири-
|
_______ |
ОЛг |
стор открывается и |
конденсатор |
|
|
х |
1\R2 |
разряжается через |
нагрузку R H |
|
|
|
+ || |
|
и тиристор. Как только напряже |
|
|
|
|
ние на конденсаторе уменьшится |
||
|
|
II |
|
||
~ |
г/5 i m |
|
до уровня Uвыкл тиристор закроет- |
||
1 |
н ь |
5 7VD2 |
ся, схема опрокинется в исходное |
||
|
i m |
|
состояние и конденсатор вновь |
||
|
5 |
- |
4 |
зарядится до начального уровня. |
|
о —------- |
|||||
Рис. 22.8. |
Принципиальная |
Отличие между |
приведенны |
||
ми схемами ждущих мультивиб |
|||||
схема ждущего мультивибра |
раторов на управляемых тиристо |
||||
тора на двух неуправляемых |
|||||
|
тиристорах |
|
рах состоит в том, что схема |
||
|
|
|
|
рис. 22.7, а генерирует импульсы |
|
отрицательной полярности, а схема рис. 22.7, б — положи тельной. Ждущий мультивибратор на двух неуправляемых тиристорах показан на рис. 22.8.
Параметры элементов схемы £ п, R 1, R2 выбраны так, что в исходном состоянии тиристор VD1 включен, а тиристор VD2 выключен. При подаче на вход схемы импульса отри цательной полярности, мультивибратор опрокинется во второе состояние равновесия, которое является неустой
чивым, и, после перезаряда |
конденсатоора С, |
возвратится |
|
в исходное |
состояние. |
на тиристорах |
применяются |
Ждущие |
мультивибраторы |
||
в качестве бесконтактных реле времени, формирователей импульсов с крутым фронтом и т. п.
Контрольные вопросы и упражнения
1.Поясните принцип действия триггера, схема которого приведена на рис. 22.1, а, и проиллюстрируйте его работу графически.
2.Поясните временные диаграммы напряжений автоколе бательного мультивибратора, приведенные на рис. 22,5, б.
3.Постройте временные диаграммы напряжений ждуще
го мультивибратора, схема которого приведена па рис. 22.6, д, для случая, когда в исходном состоянии ти ристор включен (т. е. положение линии нагрузки соот ветствует рис. 22.6, в).
1.Алексеенко А. Г., Коломбет Е . А., Стародуб Г И . Применение прецизионных аналоговых ИС. М. Радио и связь, 1981. 223 с.
2.Бонч-Бруевич А. М. Радиоэлектроника в экспериментальной фи зике. М. : Наука, 1966. 768 с.
3.Виноградов Ю. В . Основы электронной и полупроводниковой тех ники. М. : Энергия, 1972. 535 с.
4.Войшвилло Г. В. Усилительные устройства. М. : Связь, 1975. 384 с.
5.Гальперин М. В З л о б и н Ю. П., Павленко В. А . Усилители посто янного тока. М. : Энергия, 1978. 228 с.
6.Гольденберг Л. М. Импульсные устройства. М. : Радио и связь, 1981. 222 с.
7.Гусев В. В. Основы импульсной и цифровой техники. М. : Сов. радио, 1975. 218 с.
8.Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных ус тройствах. Л. : Энергия, 1980. 247 с.
9.Долбня В. Т., Чикотило И. И., Ягуп В. П, Электронные цепи не прерывного и импульсного действия. К. Вищашк., 1979. 335 с.
10.Доронкин Е. Ф., Воскресенский В. В. Транзисторные генераторы импульсов. М. : Связь, 1968. 238 с.
11.Изъюрова Г. И., Кауфман М. С. Приборы и устройства промышлен ной электроники. М. : Высш. шк., 1975. 368 с.
12.Исаков Ю. А. и др. Промышленная электроника / Ю. А. Исаков,
В.С. Руденко, В. В. Трифонюк, Е. Е. Юдин. К. Вища шк., 1975. 326 с.
13.Исаков Ю. А. и др. Основы промышленной электроники / Ю. А. Исаков, В. С. Руденко, В. В. Трифонюк, Е. Е. Юдин, К. Техшка, 1976. 326 с.
14.Кофлин Р., Дрискол Ф. Операционные усилители и линейные ин тегральные схемы. М. : Мир, 1979. 360 с.
15.Кустов О. В., Лундин В. 3. Операционные усилители в линейных цепях. М. : Связь, 1978. 143 с.
16.Майко Г В., Малахов В. П., Карпенко В. Н. Анализ влияния па раметров активного RC-звена второго порядка на вид амплитудно-
частотной характеристики // Акустика и ультразвуковая техника: Респ. межвед. научн.-техн. сб. 1986. Вып. 21. С. 69—73.
17.Малахов В. П. Генераторы гармонических колебаний/ / Там же. 1978. Вып. 13. С. 54—56.
18.Малахов В. П. Импульсные устройства на интегральных микро схемах: Тексты лекций. Одесса, 1983, 32 с.
19. Малахов В. П., Майко Г. В., Карпенко В. Н. Взаимное преобразо вание селективных и режекторных Л/?С-фильтров // Изв. высш. учеб, заведений СССР: Радиоэлектроника. 1983. Т. 26. № 1.
С. 51—56.
20.Матханов П. Н. Основы синтеза линейных электрических це пей. М. : Высш. шк., 1976. 208 с.
21.Мигулин И. H.t Чаповский М . 3. Усилительные устройства на тран зисторах. К. Техшка, 1974. 322 с.
22.Основы промышленной электроники / Под ред. В. Г. Герасимова.
М.Высш. шк., 1978. 336 с.
23.Перлов Б. В. Импульсные устройства на транзисторах с проводи мостью разного типа. М. Энергия, 1972. 145 с.
24.Проектирование радиоэлектронных устройств на интегральных микросхемах / Под ред. Л. С. Шаца. М. : Сов. радио, 1976. 310 с.
25.Расчет элементов импульсных и цифровых схем радиотехнических устройств / Под ред. Ю. М. Казаринова. М. : Высш. шк., 1976. 359 с.
26.Степаненко И . П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М. : Энергия, 1977. 672 с.
27.Хейнлейн В. Е., Холмс В. X. Активные фильтры для интегральных схем. М. : Связь, 1980. 655 с.
28.Яковлев В. Н. Спрапочник по микроэлектронной импульсной тех нике. К. Техшка, 1983. 444 с,
ft |
— коэффициент передачи цепи обратной связи |
Р— модуль коэффициента передачи цепи обратной связи
г\ — коэффициент полезного действия
0— угол отсечки
т— постоянная времени
тн |
— постоянная времени на нижних частотах |
тв |
— постоянная времени на верхних частотах |
ср |
— угол сдвига фаз между гармониками тока или напряжения |
о) |
— угловая частота |
ш0 |
— собственная угловая частота (резонанса или квазирезонанса) |
со0 |
избирательной цепи |
— угловая частота генерируемых колебаний |
С— емкость конденсатора
Си |
— емкость |
конденсатора, подключаемого к истоку транзистора |
Ср |
— емкость |
разделительного конденсатора |
Сф |
— емкость |
конденсатора развязывающего фильтра |
Сэ |
— емкость конденсатора, подключаемого к эмиттеру транзистора |
|
D |
— динамический диапазон усилителя |
|
Е— действующее значение ЭДС питающей цепи
£б ~ действующее значение ЭДС источника питания цепи базы транзистора
Е 3 — действующее значение ЭДС источника питания цепи затвора транзистора
Е к — действующее значение ЭДС источника питания цепи коллекто ра транзистора
Е п — действующее значение ЭДС источника питания операционного усилителя
Е с — действующее значение ЭДС источника питания цепи стока транзистора
£ см — действующее значение ЭДС источника смещения
/— частота электрических колебаний
/б |
— мгновенное значение тока в базовой цепи транзистора |
/ вх |
— действующее значение входного тока усилителя |
/ Вых |
— действующее значение выходного тока усилителя |
iK |
— мгновенное значение тока в коллекторной цепи транзистора |
/ к/п |
— амплитудное значение тока в коллекторной цепи транзистора |
/ ко |
— начальный ток коллектора транзистора |
/ л |
— действующее значение тока в нагрузке |
/об |
— ток в цепи базы транзистора, соответствующий рабочей точке |
|||||
|
усилительного каскада |
|
||||
/ 03 |
— ток в цепи затвора транзистора, соответствующий рабочей |
|||||
|
точке |
усилительного |
каскада |
|
||
/ ои |
— ток в |
цепи |
истока |
транзистора, |
соответствующий рабочей |
|
|
точке |
усилительного |
каскада |
|
||
/ ок |
— ток в цепи коллектора, соответствующий рабочей точке уси |
|||||
|
лительного |
каскада |
|
|
||
/ оэ |
— ток в цепи эмиттера, соответствующий рабочей точке усили |
|||||
|
тельного |
каскада |
|
|
||
/ п |
— ток, потребляемый электронной схемой от источника питания |
|||||
/ сдв |
— входной |
ток сдвига |
операционного |
усилителя |
||
i 3 — мгновенное значение тока в эмиттерной цепи транзистора
/см — входной ток смещения операционного усилителя
К— комплексный коэффициент усиления напряжения
К— модуль коэффициента усиления напряжения
К/ |
— комплексный коэффициент усиления по току |
||||||
К/ |
— модуль коэффициента усиления по току |
|
|||||
К р |
— коэффициенты усиления по мощности |
|
|||||
Крвн |
коэффициент вносимого |
усиления |
мощности |
||||
К^вн — коэффициент |
вносимого |
усиления |
напряжения |
||||
Кг |
— коэффициент гармоник |
|
|
|
|
||
Кгс |
— коэффициент гармоник усилителя с замкнутой обратной связью |
||||||
Ки |
— модуль коэффициента усиления истокового повторителя |
||||||
К0 |
— модуль коэффициента усиления усилителя |
на частоте со0 |
|||||
Кос |
— модуль |
коэффициента |
усиления усилителя, |
охваченного от |
|||
|
рицательной |
обратной |
связью |
|
|
||
Кпс |
— модуль коэффициента усиления усилителя, охваченного по |
||||||
|
ложительной |
обратной |
|
связью |
|
|
|
Кс |
— комплексный |
коэффициент усиления усилителя с замкнутой |
|||||
|
обратной связью |
|
|
|
|
||
Кс |
— модуль коэффициента усиления усилителя с замкнутой об |
||||||
|
ратной |
связью |
|
|
|
|
|
Кэ |
— модуль |
коэффициента |
|
усиления |
эмиттерного повторителя |
||
М— коэффициент частотных искажений
Мс — коэффициент частотных искажений усилителя с замкнутой
обратной связью Рвх — мощность сигнала во входной цепи схемы
Рвых — мощность сигнала в выходной цепи схемы
Рн — мощность сигнала в нагрузке
Р 0 |
— мощность, |
потребляемая схемой от всех источников питания |
R c |
— активное внутреннее сопротивление эквивалентного генерато |
|
|
ра тока |
|
/?б |
— сопротивление резистора, подключаемого к базе транзистора |
|
Рвх |
— активное |
входное сопротивление усилителя |
Р Вых — активное выходное сопротивление усилителя
Рг — активное сопротивление источника входного сигнала усилителя Рн — сопротивление резистора, подключаемого к истоку транзистора Рк — сопротивление резистора, подключаемого к коллектору тран
зистора
Rн |
— активное сопротивление нагрузки схемы |
Я ос |
— сопротивление резистора, включаемого в цепь обратной связи |
|
схемы |
R c |
— сопротивление резистора, подключаемого к стоку транзистора |
Яф |
— сопротивление резистора развязывающего фильтра |
Яэ |
— сопротивление резистора, подключаемого к эмиттеру транзис |
Т |
тора |
— период следования импульсов |
|
/вкл |
— время включения |
/ВЫКл ~~ время выключения |
|
/и |
— длительность импульса |
/п |
— длительность паузы между импульсами |
tc |
— длительность заднего фронта импульса (среза) |
/ф |
— длительность переднего фронта импульса |
Мб |
— мгновенное значение напряжения на базе транзистора |
0 ВХ |
— действующее значение входного напряжения усилителя |
Увых — действующее значение выходного напряжения усилителя
0 Г |
— действующее значение ЭДС источника входного сигнала уси |
мк |
лителя |
— мгновенное значение напряжения на коллекторе транзистора |
|
0 ^ |
— амплитудное значение напряжения на коллекторе транзистора |
0 Н |
— действующее значение напряжения на нагрузке |
^нас+— выходное положительное напряжение насыщения операцион
ного усилителя 1/нас_ — выходное отрицательное напряжение насыщения операцион
ного усилителя
U0 — напряжение смещения во входной цепи усилительного каскада
на биполярном транзисторе
U0s — напряжение смещения во входной цепи усилительного каскада
U0K |
на полевом |
транзисторе |
транзистора, |
соответствующее |
||
— напряжение |
на |
коллекторе |
||||
U0Q |
рабочей точке усилительного |
каскада |
|
|
||
— действующее значение напряжения на выходе цепи обратной |
||||||
м3 |
связи |
значение напряжения на эмиттере транзистора |
||||
— мгновенное |
||||||
Z |
— полное сопротивление цепи |
|
|
|
||
ZBX |
— полное входное сопротивление усилителя |
|
|
|||
ZBXс |
— полное входное сопротивление усилителя с замкнутой обрат |
|||||
|
ной связью |
|
|
|
|
|
ZBbJX — полное выходное сопротивление усилителя |
|
|
||||
ZBbIXс— полное выходное |
сопротивление усилителя |
с замкнутой об |
||||
Zf |
ратной связью |
|
|
|
сиг |
|
— полное внутреннее сопротивление источника входного |
||||||
ZK |
нала усилителя |
|
|
|
|
|
— полное сопротивление колебательного LC-контура |
|
|||||
ZH |
— полное сопротивление нагрузки усилителя |
|
цепь |
|||
ZQQ |
— полное сопротивление двухполюсника, включенного в |
|||||
обратной связи
Предисловие |
|
|
|
8 |
|
Ч А С Т Ь |
I. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЦЕПИ |
НЕПРЕРЫВНОГО |
|
||
ДЕЙСТВИЯ |
|
|
|
|
|
Г л а в а |
1. Усилительные устройства |
|
|
4 |
|
1.1. Основные определения |
. |
|
|
4 |
|
1.2. Классификация усилителей . |
|
. . |
4 |
||
1.3. Структурная схема усилителя |
|
6 |
|||
1.4. Основные технические показатели усилителей |
7 |
||||
1.4.1. Входные и выходные данные |
|
|
7 |
||
1.4.2. Коэффициент усиления . |
|
|
8 |
||
1.4.3. Коэффициент полезного действия |
|
9 |
|||
1.4.4. Частотная и фазовая характеристики |
|
10 |
|||
1.4.5. Частотные искажения |
|
|
|
12 |
|
1.4.6. Фазовые искажения |
|
|
|
13 |
|
1.4.7. Переходные процессы |
|
|
|
14 |
|
1.4.8. Нелинейные искажения |
|
|
|
15 |
|
1.4.9. Амплитудная характеристика |
|
17 |
|||
1.4.10. Режимы работы усилительных элементов |
18 |
||||
Г л а в а |
2. Обратные связи в усилителях |
|
20 |
||
2.1. Основные определения |
|
. . |
. . |
20 |
|
2.2. Влияние обратной связи на свойстваусилителя |
22 |
||||
2.2.1. Коэффициент усиления |
|
|
|
22 |
|
2.2.2. Частотные искажения |
|
|
|
25 |
|
2.2.3. Нелинейные искажения и помехи |
|
26 |
|||
2.2.4. Входное сопротивление |
|
|
|
27 |
|
2.2.5. Выходное сопротивление . . . |
|
28 |
|||
2.3. |
Устойчивость усилителей с обратной связью |
30 |
|||
Г л а в а |
3. Принципы построения усилительныхустройств |
31 |
|||
3.1. Схемы цепей питания и |
стабилизации |
режима работы |
31 |
||
усилительных каскадов |
|
. |
|
||
3.1.1.Питание цепей коллекторов биполярных транзисто
ров
3.1.2.Цепи смещения в каскадах на биполярных транзисто
рах . |
. |
. |
32 |
3.1.3. Стабилизация режима работы усилительных каскадов |
34 |
||
на биполярных транзисторах |
|
||
3.1.4. Питание цепей стоков полевых транзисторов |
. . |
36 |
|||||
3.1.5. Цепи смещения |
и стабилизации режима работы в уси |
37 |
|||||
лительных каскадах на полевых транзисторах |
|
||||||
3.2. |
Схемы межкаскадной связи в усилителях |
|
38 |
||||
3.2.1. Каскады с непосредственной связью . |
|
38 |
|||||
3.2.2. Каскады с резистивно-емкостной связью |
. |
40 |
|||||
3.2.3. Каскады с трансформаторной связью . |
40 |
||||||
3.3. |
Паразитные обратные связи в многокаскадных усили |
40 |
|||||
телях |
|
|
|
|
|
||
Г л а в а |
4. |
Усилители |
напряжения с резистивно-емкостной |
42 |
|||
связью |
|
|
|
|
|
|
|
4.1. Общие сведения . |
|
|
|
42 |
|||
4.2. Принципиальные и эквивалентные схемы |
|
43 |
|||||
4.3. Область средних |
частот |
|
|
|
46 |
||
4.4. Область нижних |
частот |
|
|
|
45 |
||
4.5. Область верхних |
частот |
|
|
|
47 |
||
4.6. Частотная и фазовая характеристики |
|
|
48 |
||||
Г л а в а |
5. Усилители мощности |
|
|
|
49 |
||
5.1. Общие сведения |
|
|
|
|
49 |
||
5.2. Одиотактные каскады усиления мощности |
|
51 |
|||||
5.2.1. Однотактный трансформаторный каскад |
|
51 |
|||||
5.2.2. Бестрансформаторный однотактный каскад |
. |
54 |
|||||
5.3. |
Двухтактные каскады усиления мощности |
55 |
|||||
5.3.1. Трансформаторный двухтактный каскад в режиме А |
56 |
||||||
5.3.2. Трансформаторный двухтактный |
каскад в режиме В |
58 |
|||||
5.3.3. Бестрансформаторные двухтактные каскады |
|
61 |
|||||
Г л а в а |
6. |
Усилительные каскады специального назначения |
66 |
||||
6.1. Эмиттерный повторитель |
|
|
|
66 |
|||
6.2. Истоковый повторитель |
|
|
|
68 |
|||
6.3. Фазоинверсные каскады |
|
|
|
70 |
|||
6.4. Каскодные схемы . . . |
|
|
|
71 |
|||
6.5. Фазочувствительный усилитель |
|
|
72 |
||||
6.6. Усилители на туннельных диодах |
|
|
74 |
||||
Г л а в а |
7. Усилители постоянного тока |
|
|
77 |
|||
7.1. Общие сведения . |
|
. . . |
|
77 |
|||
7.2. Усилители постоянного тока прямого усиления |
|
78 |
|||||
7.3. Дрейф нуля в усилителях постоянного тока |
|
80 |
|||||
7.4. Балансные схемы усилителей постоянного тока |
|
81 |
|||||
7.5. Усилители постоянного тока с преобразованием |
|
83 |
|||||
Г л а в а |
8. Операционные усилители |
|
|
|
85 |
||
8.1. Общие сведения . . . . . . |
|
|
85 |
||||
8.2. Параметры операционного усилителя |
|
87 |
|||||
8.3. Инвертирующий усилитель |
|
|
|
90 |
|||
8.4. Неинвертирующий усилитель |
. |
|
|
90 |
|||
8.5. Повторители напряжения |
|
|
91 |
||||
8.6. Коррекция характеристик и параметров операционного |
91 |
||||||
усилителя |
питания |
|
|
|
|||
8.6.1. Защита цепей |
|
|
|
91 |
|||
8.6.2. Защита входных цепей |
|
|
|
92 |
|||
8.6.3. Защита выходных ц е п е й |
................ |
|
. . |
|
|
93 |
|
8.6.4. Компенсация входного тока сдвига |
|
|
93 |
||||
8.6.5. Компенсация входного напряжения сдвига |
|
|
94 |
||||
8.6.6. Ослабление влияния синфазного сигнала |
|
|
95 |
||||
8.6.7. Увеличение входного сопротивления |
|
|
|
95 |
|||
8.6.8. Увеличение выходной мощности . . . |
|
|
|
96 |
|||
8.6.9. Коррекция частотной характеристики |
|
|
|
98 |
|||
Г л а в а |
9. Избирательные усилители и активные фильтры |
|
99 |
||||
9.1. Общие сведения . . |
. . |
|
|
|
|
99 |
|
9.2. |
Резонансные усилители |
|
|
|
|
99 |
|
9.2.1. Резонансный усилитель с параллельным колебательным |
99 |
||||||
контуром ........................... |
|
|
|
|
. |
||
9.2.2. Резонансный усилитель с последовательным колеба |
102 |
||||||
тельным контуром . . . |
|
|
|
|
|
||
9.3. Избирательные усилители с частотно-зависимой обрат |
|
||||||
ной |
с в я з ь ю ......................................................... |
|
|
|
|
|
|
9.3.1. Избирательный усилитель с двойным Т-образным |
104 |
||||||
мостом в цепи обратной связи |
. . |
|
. . . |
|
. |
||
9.3.2. Избирательный усилитель с Г-образным /?С-четырех- |
107 |
||||||
полюсником в цепи обратной связи |
|
|
|
|
|||
9.4. Активные /?С-фильтры |
|
. . |
|
. |
. |
ПО |
|
9.4.1. Общие сведения |
|
|
ПО |
||||
9.4.2. Влияние параметров активного |
/?С-фильтра |
на вид |
113 |
||||
частотной характеристики |
|
|
|
|
|
||
9.4.3.Взаимное преобразование активных/?С-фильтров . . 116
9.4.4.Активный /?С-фильтр с многоконтурной обратной
связью |
|
.............................................. |
|
|
117 |
||
9.4.5. Универсальный активный /?С-фильтр |
|
|
119 |
||||
Г л а в а |
10. |
Генераторы |
синусоидальных |
колебаний |
|
122 |
|
10.1. Общие сведения . . . . . |
|
|
122 |
||||
10.2. LC-генератор с независимым возбуждением |
|
122 |
|||||
10.3. Условия самовозбуждения автогенератора |
|
124 |
|||||
10.4. LC-генераторы с самовозбуждением . . |
|
127 |
|||||
10.4.1. LC-автогенератор с трансформаторной связью |
|
127 |
|||||
10.4.2. Трехточечные LC-генераторы |
. |
. |
128 |
||||
10.5. /?С-генераторы с самовозбуждением |
130 |
||||||
10.5.1. /?С-генераторы с фазовым сдвигом |
в цепи обратной |
130 |
|||||
связи . . |
. . . . |
. . |
в |
||||
10.5.2. |
/?С-генераторы с Г-образным четырехполюсником |
132 |
|||||
цепи обратной связи |
|
. . . |
. |
|
|||
10.5.3. /?С-генератор с двойным Т-образным мостом в цепи |
134 |
||||||
обратной |
связи . |
. |
. |
|
|
||
10.6. Стабилизация частоты автогенераторов |
|
135 |
|||||
10.7. Автогенераторные усилители постоянного тока |
|
137 |
|||||
Г л а в а |
11. Идеальные элементы электронных схем |
|
139 |
||||
11.1. Общие сведения . |
|
|
|
139 |
|||
11.2. Нуллаторы и нораторы |
|
|
140 |
||||
11.3. Управляемые источники |
|
|
145 |
||||
11.4. Конверторы отрицательного сопротивления |
|
147 |
|||||
11.5. Гираторы |
|
|
|
|
150 |
||
Ч А С Т Ь |
II. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЦЕПИ ИМПУЛЬСНОГО |
|
||||||
ДЕЙСТВИЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Г л а в а |
12. Параметры и характеристики импульсов |
154 |
||||||
12.1. Основные определения . . . |
. |
|
|
154 |
||||
12.2. Параметры электрических импульсов |
|
|
154 |
|||||
Г л а в а |
13. Дифференцирующие и интегрирующиецепи |
156 |
||||||
13.1. Дифференцирующая |
цепь |
|
|
|
156 |
|||
13.2. Интегрирующая цепь |
|
|
|
|
158 |
|||
Г л а в а |
14. Электронные ключи и ограничители |
|
160 |
|||||
14.1. Общие |
сведения |
|
|
|
|
160 |
||
14.2. Диодные ключи . . |
|
|
|
|
160 |
|||
14.3. |
Транзисторные |
ключи |
|
|
|
163 |
||
14.3.1. Насыщенный |
ключ |
|
|
|
|
163 |
||
14.3.2. Ненасыщенный ключ |
|
|
|
165 |
||||
14.4. |
Ограничители . . |
|
|
|
|
165 |
||
14.4.1. Основные определения |
|
|
|
166 |
||||
14.4.2. Применение ограничителей |
|
|
|
166 |
||||
Г л а в а |
15. Импульсные усилители |
|
|
|
169 |
|||
15.1. Общие |
сведения |
. |
. |
|
. |
169 |
||
15.2. Принципы построения импульсных усилителей |
171 |
|||||||
Г л а в а 16. Триггеры. |
|
|
|
|
|
182 |
||
16.1. Общие |
сведения |
|
|
|
|
172 |
||
16.2. Симметричный триггер с внешним смещением . . . |
173 |
|||||||
16.3. Симметричный |
триггер с автоматическим |
смещением |
178 |
|||||
16.4. Симметричный триггер с нелинейной обратной связью |
180 |
|||||||
16.5. Симметричный триггер с эмиттерными |
повторителями |
181 |
||||||
16.6. Симметричный |
триггер с фиксирующими диодами |
183 |
||||||
16.7. Триггер на транзисторах с проводимостью разного типа |
184 |
|||||||
16.8. Схемы запуска симметричных триггеров . |
185 |
|||||||
16.9. Несимметричный триггер с эмиттерной связью |
187 |
|||||||
Г л а в а |
17. Мультивибраторы |
|
|
|
191 |
|||
17.1. Общие |
сведения . . |
|
|
|
191 |
|||
17.2. Автоколебательный мультивибратор с коллекторно |
191 |
|||||||
базовыми связями . . . . . |
|
с |
коллекторно |
|||||
17.3. Автоколебательный |
мультивибратор |
194 |
||||||
базовыми связями и улучшенной формой импульсов. |
||||||||
17.4. Мультивибратор в ждущем режиме |
|
|
195 |
|||||
17.5. Мультивибратор с эмиттерной связью |
|
|
196 |
|||||
17.6. Мультивибратор на транзисторах с проводимостью раз |
198 |
|||||||
ного |
типа |
...................................... |
|
. |
||||
17.7. Синхронизация и режим деления частоты в мультивиб |
199 |
|||||||
раторах |
|
|
|
|
|
|
||
Г л а в а |
18. Блокинг-генераторы. |
|
|
|
202 |
|||
18.1. Общие |
сведения . . |
|
|
|
202 |
|||
18.2. Автоколебательный блокинг-генератор |
|
|
202 |
|||||
18.3. Ждущий блокинг-генератор |
|
|
|
205 |
||||
Г л а в а |
19. Генераторы линейно-изменяющегося |
напряжения |
206 |
|||
19.1. Общие сведения |
|
|
. . |
206 |
||
19.2. Генератор линейно-изменяющегося напряжения с раз |
208 |
|||||
рядным транзисторным ключом |
. |
. . |
||||
19.3. Генератор линейно-изменяющегося напряжения с поло |
210 |
|||||
жительной обратной связью |
. . |
. |
. |
|||
19.4. Генератор линейно-изменяющегося напряжения с отри |
212 |
|||||
цательной обратной |
связью |
. . |
|
. . . . |
||
19.5. Генератор линейно-изменяющегося |
напряжения фанта- |
213 |
||||
стронного типа |
|
|
|
|
||
Г л а в а |
20. Импульсные устройства на интегральных опера |
216 |
||||
ционных усилителях |
|
|
|
|
||
20.1. Общие сведения . |
. |
|
|
216 |
||
20.2. Интегратор и дифференциатор |
|
|
216 |
|||
20.3. |
Компараторы |
. |
|
|
|
217 |
20.4. |
Автоколебательный мультивибратор |
|
219 |
|||
20.5. Ждущий мультивибратор |
. |
|
220 |
|||
20.6. Генератор линейно-изменяющегося напряжения |
222 |
|||||
Г л а в а |
21. Импульсные устройства на интегральных логических |
223 |
||||
микросхемах |
|
|
|
|
||
21.1. |
Триггеры |
|
. |
|
|
223 |
21.1.1. Классификация триггеров |
|
|
223 |
|||
21.1.2. Асинхронный /?5-триггер |
|
|
224 |
|||
21.1.3. Синхронизируемый /?5-триггер |
|
|
227 |
|||
21.1.4. Г-триггер |
|
|
|
|
228 |
|
21.1.5. D-триггер |
|
|
|
|
230 |
|
21.1.6. .//(-триггер . |
|
. . . |
|
|
231 |
|
21.2. |
Мультивибраторы |
|
. . |
233 |
||
21.2.1. Автоколебательный мультивибратор . |
233 |
|||||
21.2.2. Автоколебательный мультивибратор с одной времяза- |
235 |
|||||
дающей цепью |
. |
|
|
|
||
21.2.3. Ждущий мультивибратор |
|
|
236 |
|||
Г л а в а |
22. Импульсные устройства на тиристорах. |
237 |
||||
22.1. |
Триггеры . . |
|
. . . . |
|
|
238 |
22.2. Автоколебательные мультивибраторы |
|
241 |
||||
22.3. Ждущие мультивибраторы |
|
|
242 |
|||
Список использованной литературы |
|
|
245 |
|||
Условные обозначения |
|
|
|
|
247 |
|
Малахов Валерий Павлович
ЭЛЕКТРОННЫЕ ЦЕПИ НЕПРЕРЫВНОГО
И ИМПУЛЬСНОГО ДЕЙСТВИЯ
Зав. редакцией Л. В. Веремеева Художник обложки Г, М. Балюн Художественный редактор Т О. Щур Технический редактор Т. В. Бабенко Корректор О, С, Чупина
ИБ № 13782
С д а н о в |
набор 10.09.90. П о д п . |
ь |
п еч ать |
25 |
.02.91. |
Ф орм ат |
8 4 x l0 8 1/as* |
Б у м а г а |
||||||||||
тн п о гр . |
№ |
2. |
Л и т. |
гар н |
Выс. |
п еч ать . У ел . |
п еч . л . |
13.44. |
У ел . |
ко .-отт. |
|
13,44. |
||||||
У ч .-и зд . |
л . |
13,29. |
Т и р а ж |
4400 |
э к з . |
И зд . |
|
Мг 8337. |
З а к . |
509. |
Ц е н а |
1 |
р. |
50 к. |
||||
И зд а т е л ь с т в о |
«Л ы бидь» |
при |
К иевском |
го су д ар ств ен н о м |
ун и в ер си тете, |
252001 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
К и ев, |
К р ещ ати к , 10 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
О тп ечатан о |
с |
м атриц Г оловн ого |
п р е д п р и я т и я |
р е сп у б л и к ан с к о го |
п р о и зв о д ствен |
|||||||||||||
н ого о б ъ ед и н ен и я |
«П о л и гр аф к н и га» , |
252057, |
К и ев, у л . Д о в ж е н к о , |
3 |
на Б ел о ц ер |
|||||||||||||
ковской |
книж ной ф аб р и к е, |
256400 Б е л а я |
Ц ер к о вь, |
у л . |
К ар л а |
М ар к са, |
4. |
|||||||||||