Мостові ланцюги включені в ланцюг від’ємного та додатного ЗЗ. У випадку подвійного подібного мосту глибина від’ємного ЗЗ мінімальна на частоті резонансу. Коефіцієнт підсилення на цій частоті має максимальне значення. При використанні мосту Віна на частоті резонансу виявляється максимальна глибина додатного ЗЗ і найбільше підсилення. При цьому для збереження стійкості глибина від’ємного ЗЗ, створеного за допомогою резисторів , , повинна бути більше додатної. Якщо коефіцієнти додатного і від’ємного ЗЗ близькі, то даний активний фільтр може мати еквівалентну добротність .

Резонансну частоту подвійного подібного мосту при  і , та мосту Віна при  і  обирають виходячи з умови стійкості , так як коефіцієнт передачі мосту Віна на частоті  рівний .

Для отримання режекторного фільтру подвійний подібний міст можна включити так, як показано на рис. 1.5, в, або міст Віна ввімкнути в ланцюг від’ємного ЗЗ.

Якщо виникне необхідність перестройки активного фільтру в широких межах, то зазвичай використовують міст Віна, у якого резистори  та  виконують у вигляді здвоєного резистора.

Зі здешевленням і випуском декількох ОП в одному корпусі почали широко застосовувати декілька активних фільтрів низьких порядків, об’єднаних між собою в єдину замкнену систему. Приклад побудови такого фільтру показаний на рис. 1.5, г. В його склад входять суматор на ОП  та два фільтри низьких частот першого порядку на ОП , . Суматор і активні фільтри ввімкнені послідовно. Якщо , то частота спряження .

Асимптоти мають нахил  (рис. 1.5, д, е, ж). В подібному складному фільтрі вдіється одночасно реалізувати фільтри низьких і високих частот, а також смуговий фільтр, який має порівняно низьку чутливість до відхилень параметрів окремих компонентів, що буває важливо при практичній реалізації вибіркових пристроїв.

В електронних ланцюгах крім розглянутих використовують фазові фільтри. Вони мають незалежний від частоти коефіцієнт передачі і пропорційний їй фазовий зсув вихідного сигналу. В якості фазових фільтрів можна використовувати фазозсуваючі пристрої.

1.4    Генератори коливань

Електронні ланцюги, в яких періодичні зміни напруги та струму виникають без прикладення до них додаткових періодичних сигналів, називаються автономними автоколивальними ланцюгами, а пристрої, виконані на їх основі, – автогенераторами або генераторами коливань відповідної форми. Ці ланцюги треба розглядати як перетворювачі енергії джерела живлення постійного струму в енергію періодичних коливань.

Автогенератори можна розділяти на генератори імпульсів і генератори синусоїдальних коливань. Генератори імпульсів в залежності від форми вихідної напруги ділять на генератори: напруги прямокутної форми (ГПН); напруги експоненціальної форми; напруги, що лінійно змінюється (ГЛЗН); напруги трикутної форми; ступінчастої напруги; імпульсів, вершина яких має дзвіноподібну форму (блокінг–генератор).

Генератори синусоїдальних коливань класифікують по типу коливальної системи і ділять на: автогенератори; автогенератори; генератори з кварцовою стабілізацією частоти; генератори з електромеханічними резонансними системами стабілізації частоти.

Для отримання незатухаючих коливань у всіх названих автогенераторах використовуються компоненти електроніки, на вольт–амперних характеристиках яких мається або створена за допомогою ланцюга додатного ЗЗ ділянка з від’ємним диференціальним опором. В більшості автогенераторів використовуються електронні підсилювачі з додатнім ЗЗ.

При додатному ЗЗ, коли фазовий зсув по петлі підсилювач–ланцюг зворотного зв’язку  рівний нулю та , підсилювач втрачає стійкість. Якщо в ланцюгу підсилювача або ланцюгу ЗЗ нема елементу накопичуючого електричну енергію, то підсилювач з додатнім ЗЗ перетворюється в тригер і має стійкі стани.

При наявності в петлі підсилювач–ланцюг зворотного зв’язку елементу, накопичуючого енергію, наприклад конденсатора, підсилювач з додатнім ЗЗ не має жодного стійкого стані генерує періодично змінюючюся напругу. Генератори імпульсів, що складаються з широкосмугових електронних підсилювачів, охоплених додатнім зворотнім зв’язком, глибина котрого залишається майже постійною у широкій смузі частот, і мають в петлі зворотного зв’язку елементи, що накопичують енергію, називаються мультивібраторами.

2.      Розрахункова частина

2.1    Підсилювальні каскади на біполярних транзисторах

2.1.1 Завдання

Таблиця 2.1

Напруга живлення схеми .

Схеми підсилювальних каскадів зображені на рис. 2.1.

2.1.2 Методика розрахунку

2.1.2.1         Транзистор обирається з вимоги забезпечення необхідної амплітуди вихідного сигналу  і смуги пропускання  при заданій вихідній напрузі та коефіцієнті частотних спотворень  в області верхніх частот :

;          ,

де  – максимально допустима напруга на колекторі.

В табл. 2.2 наведені параметри обраного транзистора МП39.

Таблиця 2.2

2.1.2.2         Опір резисторів , ,  і допустима ємність конденсатора навантаження  обираються з умови:

;

,

де  – максимально допустимий струм колектора у режимі підсилення. В даному випадку треба взяти таке значення , щоб струм робочої точки не перевищив максимально допустимого значення постійного струму колектора для даного транзистора.

Таким чином:

,

; ,

обираємо

, .

Тоді можна розрахувати ємність конденсаторів

;

.

2.1.2.3         На родині вихідних характеристик транзистора будується лінія навантаження по постійному струму і визначається положення точки спокою (, , , ) для режиму класу  (рис. 2.2). На родині вхідних характеристик транзистора по ,  визначається напруга початкового зміщення ,  (рис. 2.3).

Робоча точка :

; ; ; , ; ; .

При розрахунках необхідно брати значення не враховуючи знак.

2.1.2.4.        Опір резисторів , , , що забезпечують початкове зміщення фіксованим струмом бази (емітера для ЗБ)

,

 ;

,

.

2.1.2.5         Ємність роздільних конденсаторів ,  визначається з умови забезпечення заданого коефіцієнту частотних спотворень  на нижніх частотах :

;     ;    ;

,

де  , .

Розрахунок ємностей роздільних конденсаторів. Спочатку необхідно виконати розрахунок допоміжних параметрів:

, ; , ;

, ; ;

.

Розрахунок ємностей:

, ;

, ;

, ;

, .

2.1.3 Кінцеві схеми з вказаними номіналами елементів.

Схеми зображені на рис. 2.4.

2.1.4  Висновки

Дані схеми є досить простими: в них немає стабілізації режиму транзисторів та іншого. Через це вони мають обмежене застосування в підсилювачах.

2.2    Активні RC–фільтри нижніх частот

2.2.1 Завдання

Частота зрізу .

Схеми фільтрів наведені на рис. 2.5.

2.2.2 Методика розрахунку

Параметри компонентів схеми для фільтрів нижніх частот 1–го порядку

, обираємо ;

, ;

.

Для фільтрів нижніх частот 2–го порядку

, обираємо ;

, ;

, ;

;      , .

В якості операційного підсилювача можна взяти модель К140УД9.

2.2.3 Кінцеві схеми з вказаними номіналами елементів

Схеми фільтрів першого та другого порядків наведені на рис. 2.6.

2.2.4 Розрахунок амплітудно-частотних характеристик схем

Страницы: 1, 2, 3, 4