Материал: 1-6

1. Усилители постоянного тока прямого преобразования. Основные параметры и хар-ки УПТ. Ограничения в достижении необходимого коэффициента усиления. Схемы сдвига уровня постоянного напряжения.

Усилители исп-ся в электронной измерительной аппаратуре, сис-мы автомат. Регулиров. Измерения радио и телевизионных устройств, в различных управляющих системах.

При проектировании необходимо решать задачи

1. Согласование с источником питания

2. Согласование с нагрузкой

3. Обеспечение связи между усилительными каскадами

В отсуствии сигнала на входе усилителя на его выходе должна отсуствовать не только переменная составляющая. Данная задача решается с помощью делителя напряжения на R5 и R6, которые подбираются таким образом что бы напряжение средней точки делителя соответствовало напряжению на коллекторе транзисторов VT2 с R4 на базу VT1.

При этом полезный сигнал почти не ослабляется, а поглащенное постоянное напряжение соответствует напряжению стабилизации.

Недостатки:

1. напряжение стабилизации имеет разброс

2. так как стабилитрон работает в предпробойной области, то он носит шум

для обеспечения небольшого динамического сопротивления необходим большой ток стабилизации, который ограничивает Р утечки и уменьшает сопротивление нагрузки для транзисторв БТ1.

2. Дрейф нуля и способы его уменьшения. УПТ с преобразованием сигнала

Дрей нуля – изменяющейся вых. напряжение при 0 вх. Сигнале

Способы уменьшения дрейфа:

1. термостабилизация усилителя

2. стабилизация напряжения питания

3. использование элементов с улучшиными характеристиками

Входной сигнал у входа с помощью модулятора преобразования сигнала U1, затем происходит усиление с помощью усиления переменного тока, так как усилители переменного тока напряжения дрейфа не передается от каскада к каскаду из-за наличия разделительных емкостей, то данная схема характеризуется значительно меньшим напряжением дрейфа.

4. Інвертувальний підсилювач

Схема інвертувального підсилювача на основі ОП зображена на рис.

 Рис. Схема інвертувального підсилювача

Якщо подавати напругу U_вх2 на інвертувальний вхід ОП, вихідна напруга U_вих буде змінюватися у протифазі до напруги U_вх2. У схемі інвертувального підсилювача використовується від’ємний зворотний зв’язок. Напруга зворотного зв’язку через резистор Rзз подається на інвертувальний вхід підсилювача

У ході дослідження підсилювача слід з’ясувати залежність коефіцієнта підсилення ОП від параметрів схеми.

За першим законом Кірхгофа можна записати рівняння вхідного струму

I_оп= І_вх+ І₃₃.

Якщо врахувати, що R_вх=¥, то I_оп=0, а І_вх = -І₃₃.

Результуюча вхідна напруга ОП може бути визначена за другим законом Кірхгофа:

а) для вхідного контура U_o=U_вх2-І_вхR₁;

б) для вихідного контура U_o=U_вих – І₃₃R₃₃.

Зваживши, що U₀=U_вих /K_U0П®0 , і врахувавши, що І_вх = -І₃₃ , отримуємо таку пропорцію: U_вх2/R₁=-U_вих/R₃₃. Звідси коефіцієнт підсилення інвертувального підсилювача

K_U=U_вих /U_вх2= - R₃₃/R₁.

Отже, коефіцієнт підсилення К_U залежить від пасивних елементів R₃₃ та R₁.

5. Неінвертувальний підсилювач

Неінвертувальий підсилювач (рис. 5) підсилює напругу U_вх1 в К_U разів, зберігаючи на виході знак напруги U_вх1. У підсилювачі утворюють від’ємний зворотний зв’язок за напругою. Напруга U₁ зворотного зв’язку з опору R₁ подається на інвертувальний вхід. Значення напруги зворотного зв’язку

Рис. 5. Схема неінвертувального підсилювача

, оскільки І_оп®0.

За другим законом Кірхгофа вхідна напруга операційного підсилювача U_o дорівнює

U_о=U₁ -U_вх1.

Зваживши, що U₀=U_вих /K_U0П®0 та, підставивши в останнє рівняння значення U₁, одержимо

U_вх1=U_вих×R₁ /(R₁+R₃₃).

Тоді коефіцієнт підсилення неінвертувального підсилювача

K_U=U_вих /U_вх1.

Якщо прийняти R₃₃=0, то отримаємо повторювач вхідної напруги з коефіцієнтом підсилення К_U =1.

6. інвертувальний суматор