Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2017-11-27 | 411 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Компаратор — это устройство для сравнения двух аналоговых сигналов: опорного U опи измеряемого, или входного, U вx. В момент равенства этих сигналов напряжение на выходе компаратора резко изменяется от значения, соответствующего напряжению логического нуля, до напряжения, соответствующего логической единице.
Обычно после компаратора включают цифровой логический элемент или триггер, на вход которого следует подавать напряжения только двух уровней: соответствующие логическому нулю или логической единице, поэтому и напряжения на выходе компаратора должны принимать эти значения.
Наличие двух входов и дифференциального усилителя с большим коэффициентом усиления у ИМС ОУ позволяет построить компаратор на ее основе.
На рис. 2.12 приведено УГО компаратора для сравнения однополярных сигналов, а также эпюры напряжений на его входе и выходе. Полярность выходного сигнала U выxопределяется наибольшим из напряжений U вxи U оп, т.е. U выx= K (U оп- U вx).
За счет большого коэффициента усиления К при отсутствии обратной связи напряжение U выxкомпаратора достигает больших значений и превышает напряжение насыщения микросхемы U нас(+) или U нас(-) при весьма незначительной разности напряжений U вxи U оп.
Рис. 2.12. УГО компаратора (а) и его эпюры напряжений (б)
При нарастании напряжения на входе компаратора до момента времени t 1(см. рис. 2.12, б) U оп> U вx, т.е. полярность напряжения U нас(+)совпадает с полярностью напряжения U оп, и U выx= U нас(+). Когда U вxстанет больше U оп(после момента времени t 1), полярность U выx,определяемая напряжением на инвертирующем входе, будет противоположна полярности U вx(так как вход инвертирован). Следовательно, при весьма незначительном превышении U вxнад U оп, т.е. практически в момент t 1, напряжение на выходе U выxустановится равным напряжению U нас(-).
|
В момент времени t 2вновь наступает равенство сигналов U вxи U оп, вслед за которым U вxстановится меньше U оп,и напряжение на выходе скачком переходит от U нас(-)к U нас(+).
Статическая характеристика, показанная пунктиром на рис. 2.12, б, соответствует идеальной, т.е. предполагается, что переключение U выxкомпаратора происходит мгновенно в моменты t 1 и t 2, когда U вx= U оп. Сплошной линией на рисунке показана характеристика реального компаратора, у которого переключение начинается с некоторым запаздыванием относительно t 1 и t 2и длится определенное время.
Если в схеме на рис. 2.12, a опорное напряжение равно нулю, то компаратор переключится при U вх= 0, т.е. имеет место детектирование нулевого уровня. Соответственно эту схему при U оп= 0 называют детектором нулевого уровня.
Для получения на выходе компаратора цифровых уровней, соответствующих логической единице и логическому нулю, в схему вводят ограничитель, состоящий из диодов и резистора.
Специализированные ИМС компараторов позволяют производить сравнение сигналов с высокой точностью (до десятков микровольт), и обладают относительно высоким быстродействием. В структурном отношении они отличаются от ИМС ОУ наличием узла ограничения выходного напряжения на уровнях логических 0 и 1.
На специализированных ИМС компараторов может быть реализовано сравнение однополярных и разнополярных напряжений аналогично тому, как это делается на ИМС ОУ.
Усилители мощности
Усилители мощности,используемыевпредоконечных и оконечных (выходных) каскадах усилителей, предназначены для обеспечения требуемого уровня тока или напряжения сигнала на заданном сопротивлении нагрузки. Если нагрузка активная (резистор), оконечный каскад должен быть усилителем мощности, а если реактивная (емкость, индуктивность) — усилителем напряжения. В оконечных каскадах используются мощные усилительные элементы с большими рабочими токами и большим потреблением энергии. Следовательно, при проектировании оконечных каскадов необходимо стремиться к достижению высокого КПД, так как чем выше КПД, тем меньше тепловые потери и выше экономичность усилителя. Ввиду того, что полностью устранить тепловые потери невозможно, необходимо предусматривать в оконечных каскадах усилителей мощности теплоотводы, радиаторы и холодильники.
|
Другой особенностью оконечных каскадов является высокий уровень их входных сигналов, в связи с чем, параметры усилительных элементов могут резко меняться. Наибольшее усиление по мощности получают при включении транзисторов по схеме с общим эмиттером. Включение же транзисторов по схеме с общим коллектором обеспечивает хорошее согласование выходного сопротивления каскада с низкоомной нагрузкой.
Оконечные каскады разделяют на однотактные и двухтактные: в первых транзистор работает на линейном участке ВАХ в неэкономичном режиме, а вторые обеспечивают большое усиление по мощности и экономичный режим работы.
По принципу межкаскадных связей различают трансформаторные и бестрансформаторные оконечные каскады. Трансформаторные оконечные каскады более экономичны, но имеют большие массу и габаритные размеры.
Рассмотрим основные принципы работы и характеристики оконечных каскадов, позволяющие выбрать схему и рассчитать их основные параметры. При этом в качестве усилительных элементов примем транзисторы, наиболее широко применяемые в оконечных каскадах.
В связи с тем, что оконечные каскады усиливают переменные напряжения, а входные и выходные цепи содержат индуктивности и емкости, их сопротивления характеризуются комплексными величинами, включающими в себя активную и реактивную составляющие. Поэтому динамические характеристики иногда разделяют на характеристики постоянного и переменного тока.
Схемы предоконечных и выходных усилительных каскадов на биполярных транзисторах с емкостными связями аналогичны схемам обычных усилительных каскадов, только в них используются более мощные транзисторы. Коллекторный резистор каскада должен быть рассчитан на пропускание больших токов, а конденсаторы иметь емкость в три-четыре раза большую, чем у обычных каскадов.
|
Входные и выходные характеристики предоконечных и оконечных каскадов определяются так же, как и обычного усилительного каскада. Проходную динамическую характеристику транзистора получают, используя его входные и выходные характеристики. На основе семейства кривых зависимостей I К= f 1(U К-Э, U Б-Э) строят нагрузочную прямую — зависимость I К= f 2(U К-Э) и выбирают один из следующих режимов работы транзистора.
Режим А. Определяет работу транзистора на линейном участке выходной характеристики. В этом режиме точка покоя (соответствующая нулевому напряжению на входе) находится в центральной части входной характеристики. Следовательно, в транзисторе проходит довольно сильный ток даже в отсутствие сигнала на входе и велики потери такого усилительного каскада.
Режим В. В этом режиме точка покоя выбирается при токе покоя транзистора, равном нулю. Линейный участок выходной характеристики используется, только если напряжение на базе относительно эмиттера положительное (для п-р-п -транзисторов). Точка покоя находится на начальном участке входной характеристики. Следовательно, в этом случае при отсутствии сигнала на входе в транзисторе не проходит ток и КПД усилительного каскада высокий. Недостатком данного режима является нелинейность соответствующей рабочей характеристики, обусловленная тем, что усилитель не работает при отрицательных полупериодах сигнала на входе (т.е. на базе транзистора).
Режим С. В этом режиме точка покоя выбирается левее точки В входной характеристики, т.е. в этом случае ток покоя транзистора должен быть равен нулю даже при небольших положительных напряжениях. Данный режим очень экономичный и используется в очень мощных звуковых усилителях. Недостатком этого режима является сильная нелинейность соответствующей рабочей характеристики, связанная с тем, что усилитель не работает при отрицательных полупериодах сигнала на входе (на базе транзистора). Сигнал на выходе имеет нечетные гармоники, которые можно устранить избирательными фильтрами на выходе усилительного каскада.
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!