Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
15) Narysować i omówić charakterystyki fazowe i amplitudowe wzmacniacza. Odnieść to do
charakterystyki napięciowej lub prądowej punktu pracy wzmacniacza.
Współczynniki K
u
i Ki nazywane są odpowiednio współczynnikami wzmocnienia napięciowego i
wzmocnienia prądowego lub w skrócie wzmocnieniem napięciowym lub prądowym. W wielu przypadkach
ważna jest zależność współczynnika wzmocnienia od częstotliwości przy sinusoidalnym napięciu lub
prądzie wejściowym. Zależność taka zwie się charakterystyką częstotliwościową wzmacniacza
(charakterystyka częstotliwościowa bywa określana także jako charakterystyka amplitudowa).
Wzmocnienie napięciowe, prądowe czy mocy wzmacniaczy często określa się w jednostkach miary
logarytmicznej decybelach (dB).
Przy określonej częstotliwości lub w określonym paśmie charakterystyka amplitudowa ma maksimum
równe K
u0
. Dwie częstotliwości, przy których wzmocnienie ulega zmniejszeniu o pewną wartość są
nazywane częstotliwościami granicznymi: dolną f
d
i górną f
g
. We wzmacniaczach elektronicznych przyjęto
określać częstotliwości f
d
i f
g
na poziomie, przy którym wzmocnienie ulega zmniejszeniu do wartości
K
u0
/
√2 (co w mierze logarytmicznej odpowiada zmniejszeniu o 3 dB).
Wzmacniacze prądu zmiennego mogą wykazywać stałą wartość współczynnika wzmocnienia w
szerokim (wzmacniacz szerokopasmowy) lub wąskim zakresie częstotliwości (wzmacniacz selektywny
lub rezonansowy).
ch. częstotliwościowa
selektywno-rezonansowa
ch. częstotliwościowa pasmowa
Jeżeli napięcie wejściowe zmienia się w
sposób sinusoidalny, to napięcie wyjściowe jest
w stosunku do napięcia wejściowego przesunięte
w fazie o kąt φ, który jest zależny od
częstotliwości napięcia wejściowego. Zależność
kąta przesunięcia fazowego od częstotliwości
nosi nazwę
charakterystyki fazowej
wzmacniacza.
Pomiędzy wielkościami wejścia a wyjścia istnieją zależności:
U
wy
= K
U
U
we
I
wy
= K
I
I
we
Zależność wielkości wyjściowej od wielkości wejściowej U
2
= f (U
1
) lub I
2
= f (I
1
) nosi nazwę
charakterystyki sterowania wzmacniacza (lub ch. wzmocnienia). Charakterystyka ta powinna być liniowa,
jednak wskutek nieliniowości charakterystyki lamp lub tranzystorów ulega ona zakrzywieniu przy
większych amplitudach. Wzmacniacze wykorzystuje się przeważnie w zakresie ich liniowej
charakterystyki, przy których współczynniki wzmocnienia są stałe, niezależne od wartości wielkości
wejściowej. Napięcie, które ogranicza obszar liniowego zastosowania wzmacniacza nazywa się napięciem
przesterowania.
16) Omówić sprzężenie zwrotne przy przeanalizowaniu sygnału sprzężenia zwrotnego przy jego
znaku dodatnim i ujemnym.
Proste układy wzmacniające posiadają szereg niekorzystnych właściwości. Można je polepszyć stosując
sprzężenie zwrotne. Polega ono na skierowaniu części energii z obwodu wyjściowego do jego obwodu
wejściowego.
W prostym układzie wzmacniającym (bez sprzężenia zwrotnego) współczynnik wzmocnienia
napięciowego wynosi:
k
u
=
U
wyj
U
wej
Wzmacniacz ze sprzężeniem zwrotnym otrzymuje się w ten sposób, że do zacisków wyjściowych
przyłącza się nowy obwód, zwany
obwodem sprzężenia zwrotnego,
za pomocą którego część napięcia
wyjściowego doprowadza się do zacisków wejściowych.
<- schemat blokowy z instrukcji do laborek
U
1
' = U
1
- ΔU
Przy napięciu U
2
na prawych zaciskach obwodu sprzężenia, na lewych zaciskach otrzymujemy napięcie
ΔU = U
2
· β
f
β
f
to współczynnik wzmocnienia wzmacniacza w pętli (współczynnik sprzężenia zwrotnego).
k
u
=
U
2
'
U
1
'
=
U
2
'
U
1
−β
f
U
2
'
Współczynnik sprzężenia układu ze sprzężeniem zwrotnym:
k
u
'
=
U
2
'
U
1
k
u
'
k
u
=1−β
f
k
u
'
Można wyróżnić dwa przypadki:
1) dodatnie sprzężenie zwrotne
Napięcie sprzężenia zwrotnego dodaje się w zgodnej fazie do napięcia wejściowego:
β
f
> 0 sgn β
f
= 1 0 < | 1 - β
f
k
u
| < 1 β
f
k
u
' → 1 k
u
' > k
u
Wzmocnienie wzmacniacza z dodatnim sprzężeniem zwrotnym określa wzór
k
u
'
=
k
u
.
1−β
f
k
u
Wypadkowe wzmocnienie k
u
' jest większe niż wzmocnienie układu bez sprzężenia (następuje
zwiększenie wzmocnienia układu). Mianownik ułamka jest wielkością zespoloną i w szczególnym
przypadku, gdy k
u
β
f
= 1 + j0 wzmocnienie wzmacniacza staje się nieskończone. Oznacza to, że na jego
wyjściu pojawi się sygnał przy braku zewnętrznego sygnału wejściowego lub że wartość sygnału
wejściowego będzie niezależna od zewnętrznego źródła sygnału. Układ znajduje się w stanie generacji.
Dodatnie sprzężenie zwrotne może łatwo wprowadzić układ w zakres przesterowania.
2) ujemne sprzężenie zwrotne
Napięcie sprzężenia zwrotnego ma fazę przeciwną niż napięcie wejściowe (odejmuje się):
β
f
< 0
sgn β
f
= -1
| 1 - β
f
k
u
| >1
β
f
k
u
' → -1
k
u
' < k
u
Jeśli β
f
< 0, to wzmocnienie wzmacniacza z ujemnym sprzężeniem zwrotnym można określić wzorem
k
u
'
=
k
u
. Wypadkowe wzmocnienie k
u
' jest mniejsze niż wzmocnienie układu bez sprzężenia
1+β
f
k
u
(następuje zmniejszenie wzmocnienia układu).
Ujemne sprzężenie zwrotne stosuje się w celu stabilizacji pracy wzmacniacza. Odgrywa ono ważną
rolę, gdyż parametry poszczególnych egzemplarzy danego typu tranzystorów są na ogół różne i zależą one
od czynników takich jak punkt pracy temperatura, czas (starzenie). Stosuje się je przede wszystkim we
wzmacniaczach, których głównym zadaniem jest utrzymanie stałej i ściśle określonej wartości
wzmocnienia niezależnie od czynników zakłócających.
zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl hannaeva.xlx.pl
charakterystyki napięciowej lub prądowej punktu pracy wzmacniacza.
Współczynniki K
u
i Ki nazywane są odpowiednio współczynnikami wzmocnienia napięciowego i
wzmocnienia prądowego lub w skrócie wzmocnieniem napięciowym lub prądowym. W wielu przypadkach
ważna jest zależność współczynnika wzmocnienia od częstotliwości przy sinusoidalnym napięciu lub
prądzie wejściowym. Zależność taka zwie się charakterystyką częstotliwościową wzmacniacza
(charakterystyka częstotliwościowa bywa określana także jako charakterystyka amplitudowa).
Wzmocnienie napięciowe, prądowe czy mocy wzmacniaczy często określa się w jednostkach miary
logarytmicznej decybelach (dB).
Przy określonej częstotliwości lub w określonym paśmie charakterystyka amplitudowa ma maksimum
równe K
u0
. Dwie częstotliwości, przy których wzmocnienie ulega zmniejszeniu o pewną wartość są
nazywane częstotliwościami granicznymi: dolną f
d
i górną f
g
. We wzmacniaczach elektronicznych przyjęto
określać częstotliwości f
d
i f
g
na poziomie, przy którym wzmocnienie ulega zmniejszeniu do wartości
K
u0
/
√2 (co w mierze logarytmicznej odpowiada zmniejszeniu o 3 dB).
Wzmacniacze prądu zmiennego mogą wykazywać stałą wartość współczynnika wzmocnienia w
szerokim (wzmacniacz szerokopasmowy) lub wąskim zakresie częstotliwości (wzmacniacz selektywny
lub rezonansowy).
ch. częstotliwościowa
selektywno-rezonansowa
ch. częstotliwościowa pasmowa
Jeżeli napięcie wejściowe zmienia się w
sposób sinusoidalny, to napięcie wyjściowe jest
w stosunku do napięcia wejściowego przesunięte
w fazie o kąt φ, który jest zależny od
częstotliwości napięcia wejściowego. Zależność
kąta przesunięcia fazowego od częstotliwości
nosi nazwę
charakterystyki fazowej
wzmacniacza.
Pomiędzy wielkościami wejścia a wyjścia istnieją zależności:
U
wy
= K
U
U
we
I
wy
= K
I
I
we
Zależność wielkości wyjściowej od wielkości wejściowej U
2
= f (U
1
) lub I
2
= f (I
1
) nosi nazwę
charakterystyki sterowania wzmacniacza (lub ch. wzmocnienia). Charakterystyka ta powinna być liniowa,
jednak wskutek nieliniowości charakterystyki lamp lub tranzystorów ulega ona zakrzywieniu przy
większych amplitudach. Wzmacniacze wykorzystuje się przeważnie w zakresie ich liniowej
charakterystyki, przy których współczynniki wzmocnienia są stałe, niezależne od wartości wielkości
wejściowej. Napięcie, które ogranicza obszar liniowego zastosowania wzmacniacza nazywa się napięciem
przesterowania.
16) Omówić sprzężenie zwrotne przy przeanalizowaniu sygnału sprzężenia zwrotnego przy jego
znaku dodatnim i ujemnym.
Proste układy wzmacniające posiadają szereg niekorzystnych właściwości. Można je polepszyć stosując
sprzężenie zwrotne. Polega ono na skierowaniu części energii z obwodu wyjściowego do jego obwodu
wejściowego.
W prostym układzie wzmacniającym (bez sprzężenia zwrotnego) współczynnik wzmocnienia
napięciowego wynosi:
k
u
=
U
wyj
U
wej
Wzmacniacz ze sprzężeniem zwrotnym otrzymuje się w ten sposób, że do zacisków wyjściowych
przyłącza się nowy obwód, zwany
obwodem sprzężenia zwrotnego,
za pomocą którego część napięcia
wyjściowego doprowadza się do zacisków wejściowych.
<- schemat blokowy z instrukcji do laborek
U
1
' = U
1
- ΔU
Przy napięciu U
2
na prawych zaciskach obwodu sprzężenia, na lewych zaciskach otrzymujemy napięcie
ΔU = U
2
· β
f
β
f
to współczynnik wzmocnienia wzmacniacza w pętli (współczynnik sprzężenia zwrotnego).
k
u
=
U
2
'
U
1
'
=
U
2
'
U
1
−β
f
U
2
'
Współczynnik sprzężenia układu ze sprzężeniem zwrotnym:
k
u
'
=
U
2
'
U
1
k
u
'
k
u
=1−β
f
k
u
'
Można wyróżnić dwa przypadki:
1) dodatnie sprzężenie zwrotne
Napięcie sprzężenia zwrotnego dodaje się w zgodnej fazie do napięcia wejściowego:
β
f
> 0 sgn β
f
= 1 0 < | 1 - β
f
k
u
| < 1 β
f
k
u
' → 1 k
u
' > k
u
Wzmocnienie wzmacniacza z dodatnim sprzężeniem zwrotnym określa wzór
k
u
'
=
k
u
.
1−β
f
k
u
Wypadkowe wzmocnienie k
u
' jest większe niż wzmocnienie układu bez sprzężenia (następuje
zwiększenie wzmocnienia układu). Mianownik ułamka jest wielkością zespoloną i w szczególnym
przypadku, gdy k
u
β
f
= 1 + j0 wzmocnienie wzmacniacza staje się nieskończone. Oznacza to, że na jego
wyjściu pojawi się sygnał przy braku zewnętrznego sygnału wejściowego lub że wartość sygnału
wejściowego będzie niezależna od zewnętrznego źródła sygnału. Układ znajduje się w stanie generacji.
Dodatnie sprzężenie zwrotne może łatwo wprowadzić układ w zakres przesterowania.
2) ujemne sprzężenie zwrotne
Napięcie sprzężenia zwrotnego ma fazę przeciwną niż napięcie wejściowe (odejmuje się):
β
f
< 0
sgn β
f
= -1
| 1 - β
f
k
u
| >1
β
f
k
u
' → -1
k
u
' < k
u
Jeśli β
f
< 0, to wzmocnienie wzmacniacza z ujemnym sprzężeniem zwrotnym można określić wzorem
k
u
'
=
k
u
. Wypadkowe wzmocnienie k
u
' jest mniejsze niż wzmocnienie układu bez sprzężenia
1+β
f
k
u
(następuje zmniejszenie wzmocnienia układu).
Ujemne sprzężenie zwrotne stosuje się w celu stabilizacji pracy wzmacniacza. Odgrywa ono ważną
rolę, gdyż parametry poszczególnych egzemplarzy danego typu tranzystorów są na ogół różne i zależą one
od czynników takich jak punkt pracy temperatura, czas (starzenie). Stosuje się je przede wszystkim we
wzmacniaczach, których głównym zadaniem jest utrzymanie stałej i ściśle określonej wartości
wzmocnienia niezależnie od czynników zakłócających.