Курсовая работа: Розрахунок електронних схем

Вхідний опір транзистора при включенні з ЗБ менше, ніж при інших включення і знаходиться в межах від десятих долей ома (для транзисторів великої потужності) до десятків ом (для транзисторів малої потужності). При збільшенні опору навантаження вхідний опір зростає. Вихідний опір при включенні з ЗБ більше, ніж при інших включення і зростає при збільшенні внутрішнього опору джерела сигналу. Коефіцієнт гармонік зазвичай не перевищує декількох відсотків навіть при повному використанні транзистора.

Включення транзистору з ЗЕ дозволяє отримати підсилення як струму, так і напруги сигналу. Коефіцієнт підсилення потужності при такому включенні найбільший, однак він сильно змінюється при зміні режиму транзистора, температури та заміні екземплярів транзисторів. Вхідний опір транзистора значно вище, ніж при включенні з ЗБ і знаходиться в межах від декількох ом (для транзисторів великої потужності) до тисяч ом (для транзисторів малої потужності). При збільшенні опору навантаження вхідний опір зменшується. Вихідний опір менше, ніж при включенні з ЗБ, і зменшується при збільшенні внутрішнього опору джерела сигналу. Коефіцієнт гармонік більше, ніж при інших включеннях. Однак таке включення використовується найбільш широко, оскільки дозволяє отримати найбільше підсилення потужності (напруги при заданому опорі навантаження).

Включення транзистора з ЗК дозволяє досягти найбільшого вхідного опору (до сотень кілоом для БТ малої потужності). Цей опір суттєво зростає при збільшенні опору навантаження. Вихідний опір при такому включенні менше, ніж при інших включеннях і знаходиться в межах від десятих долей ома (для транзисторів великої потужності) до тисяч ом (для транзисторів малої потужності). Він різко зростає при збільшенні внутрішнього опору джерела сигналу. Коефіцієнт підсилення напруги менше одиниці, коефіцієнт підсилення струму більше, ніж при включенні з ЗЕ и сильно змінюється при зміні режиму роботи, температури і заміні транзисторів.

1.3 Активні фільтри

Підсилювачі, що мають виборчі властивості, умовно поділяють на фільтри нижніх і високих частот, а також смугові та режекторні (загороджувальні). Фільтри низьких і високих частот відповідно пропускають тільки низькі або тільки високі частоти, смугові та режекторні забезпечують пропускання або непропускання сигналів певних частот.

Для отримання в підсилювачах виборчих властивостей в області низьких частот (нижче ) переважно застосовують ланцюги інтегруючого або диференціюючого типів. Вони включаються на вході або виході підсилювача і охоплюють його частотно–залежним зворотнім зв’язком.

В області високих частот в якості фільтрів низьких частот широко застосовують високоякісні дроселі, а смугові і режекторні фільтри виконують на основі використання котушок індуктивності (фільтри).

В окремих випадках використовують електромеханічні фільтри, які відносяться до числа смугових та мають резонансну частоту, рівну частоті власних механічних коливань системи. Добротність таких фільтрів зазвичай велика (сотні…тисячі одиниць), але перестройка частоти ускладнена. Тому електромеханічні фільтри в основному використовують в техніці зв’язку та радіомовленні, де маються стандартні визначені робочі частоти.

Під активними фільтрами зазвичай розуміють електронні підсилювачі, що мають ланцюги, ввімкненні так, що у підсилювача з’являються виборчі властивості. При їх застосуванні вдається обійтись без громіздких, дорогих і нетехнологічних котушок індуктивностей і створити низькочастотні фільтри в мікроелектронному виконанні, в яких основні параметри можуть бути змінені за допомогою зовнішніх резисторів та конденсаторів.

Найпростіші фільтри високих і низьких частот показані на рис. 1.2, а, в. В них конденсатор, визначаючий частотну характеристику, ввімкнений в ЗЗ.

Для фільтру високих частот, який часто використовується в якості диференціюючого пристрою, коефіцієнт передачі

.

Переходячи до операторного запису, отримаємо передавальну функцію

,

де .

ЛАЧХ даного фільтра наведена на рис. 1.2, б. Частоту спряження асимптот находять з умови , звідки

.

Для фільтру низьких частот (рис. 1.2, в) аналогічно розглянутому маємо

або в операторному вигляді

,

де .

ЛАЧХ фільтру низьких частот показана на рис. 1.2, г. Так як на частоті спряження асимптот виконується умова , то частота спряження .

Передавальні функції наведених найпростіших фільтрів являють собою рівняння першого порядку, тому і фільтри називаються фільтрами першого порядку. Коефіцієнт підсилення у них зменшується з частотою на .

При об’єднанні фільтрів низьких та високих частот (рис. 1.2, а, в) виходить смуговий фільтр (рис. 1.3, а), що має ЛАЧХ приведену на рис. 1.3, б.

Найпростіші активні фільтри мають малу крутизну спаду ЛАЧХ, що свідчить про погані виборчі властивості. Для поліпшення вибірковості треба підвищувати порядок передавальних функцій за рахунок введення додаткових ланцюгів або послідовного ввімкнення ідентичних активних фільтрів. На практиці найбільш широко застосовують ОП з ланцюгами ЗЗ, робота котрих описується рівняннями другого порядку. При необхідності збільшити вибірковість системи окремі фільтри другого порядку включають послідовно.

Активні фільтри низьких, високих частот та смуговий фільтри другого порядку наведені на рис. 1.4, а, б, в. У них при відповідному виборі номіналів резисторів і конденсаторів нахил асимптот . Причому, як видно з рис. 1.4, а, б, перехід від фільтру низьких до фільтру високих частот виконується заміною резисторів на конденсатори і навпаки. В смуговому фільтрі маються елементи фільтрів низьких та високих частот. Передавальні характеристики цих фільтрів відповідно рівні:

;

;