Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
схема входного предварительного усилителя с очень большим входным сопротивлением.
Необходимость применения выносного предварительного усилителя возникает при использовании датчика сигнала с очень большим внутренним сопротивлением. Таким простейшим усилителем может служить усилительный каскад на полевом транзисторе с вынесенной нагрузкой. Преимуществом такой схемы является подача питания и вывод усиленного сигнала по единственному экранированному проводу.
схему активного фильтра нижних частот. схему активного фильтра верхних частот.
схему усилителя с мостом Вина. схему низкочастотного гиратора.
схему электронного атеньюатора на полевом транзисторе. Нарисуйте схему выборки – хранения.
Нарисуйте схему детектора среднего значения. Нарисуйте схему амплитудного детектора.
Нарисуйте схему синхронного детектора. Нарисуйте схему синхронного фильтра.
Нарисуйте схему сложения и вычитания аналоговых сигналов.
Операции сложения и вычитания. Используется свойства инвертирующего усилителя. На рисунке 13.1 показана схема сложения – вычитания нескольких сигналов. Принцип действия схемы заключается в том, что если усилитель работает в линейном режиме, тогда потенциал инвертирующего входа будет очень мал, так как выходной сигнал ограничен по величине, а коэффициент усиления по напряжению операционного усилителя очень велик. На инвертирующем входе образуется, как говорят, «виртуальная земля». Поэтому на инвертирующем входе суммируются токи от всех источников и затем они проходят через сопротивление обратной связи и создают на нем падение напряжения равное сумме, с обратным знаком, всех поданных сигналов, если все резисторы в схеме имеют одинаковое сопротивление, как это показано на схеме. Если сопротивление резисторов сделать не равными, тогда на выходе получится линейная комбинация сигналов. Для вычитания сигнала, его нужно подать на вход схемы с другим знаком. Так что если нужно из одного сигнала вычесть другой, нужно использовать два операционных усилителя. Один из них для инвертирования того сигнала, который нужно вычесть. Если все резисторы одинаковы, тогда происходит простое
вычитание, если неодинаковы - тогда вычитание происходит с усилением или ослаблением.
Нарисуйте схему дифференцирования аналогового сигнала.
на инвертирующем входе операционного усилителя образуется виртуальная земля, поэтому через конденсатор будет течь ток перезарядки . Этот ток, протекая по резистору, создаст на нем падение напряжения, являющееся выходным сигналом, . Знак минус получился из-за того, что ток J1 является током вытекающим.
Нарисуйте схему интегрирования аналогового сигнала
Принцип действия похож на принцип действия дифференциатора. На входе операционного усилителя образуется виртуальная земля, в результате по резистору потечет ток J1=U1/R. Этот ток будет заряжать конденсатор по закону. Важным элементом схемы является электронный ключ, Когда ключ замкнут, на выходе будет существовать нулевой сигнал вне зависимости от входного, поскольку на инвертирующем входе все время существует виртуальная земля. Как только ключ разомкнется, начинается процесс интегрирования входного сигнала. Результат интегрирования за заданный промежуток времени можно сохранить, если по окончании этого промежутка времени разорвать подачу входного сигнала, применив еще один ключ, не показанный на схеме.
Нарисуйте схему стабилизатора напряжения с интегральной схемой стабилизации
На вход схемы подается напряжение U1 от обычного выпрямителя. Электронный ключ, для простоты обозначенный как обычный выключатель, периодически замыкается и размыкается. В замкнутом состоянии ключа ток от выпрямителя через катушку индуктивности, называемую в данном случае дросселем, поступает в нагрузку. При этом в дросселе накапливается энергия. При размыкании ключа за счет накопленной в дросселе энергии ток в катушке не прекращается, а продолжает течь в том же направлении в нагрузку, с другой стороны дросселя замыкаясь через диод. Часть накопленной в дросселе энергии поступает в нагрузку. При большой индуктивности дросселя и большой частоте прерываний ток, текущий через дроссель в нагрузку, будет практически постоянным. Конденсатор, шунтирующий нагрузку, еще больше сглаживает пульсации напряжения на нагрузке. Напряжение на нагрузке зависит отношения длительности включенного состояния ключа к периоду прерываний. Используя соответствующий регулятор этого отношения (ШИМ-регулятор) можно стабилизировать выходное напряжение. Имеется большое количество интегральных схем, решающих эту задачу. Самое важное в этой схеме это высокий коэффициент полезного действия. Теоретический предел его равен 100%, поскольку при работе идеального ключа в нем нет потерь энергии, диод тоже можно считать идеальным вентилем, а идеальный дроссель может иметь нулевое омическое сопротивление.
Нарисуйте схему генератора гармонических колебаний с мостом Вина.
Два частотно зависимых плеча моста Вина подключены к неинвертирующему входу дифференциального усилителя. Два других плеча моста подключены к инвертирующему входу. Стабилизация режима работы и выходного напряжения осуществляется полупроводниковым термосопротивлением типа ПТМ-2/0.5, специально разработанным для 179
использования в схемах генераторов с мостом Вина. Особенностью этого терморезистора является малая потребляемая мощность в режиме стабилизации напряжения, когда на нем падает напряжение 2 вольта при токе 0.5 мА. Амплитуда выходного напряжение генератора оказывается равным 3 вольтам и при перестройке частоты практически не меняется. Частота определяется выражением f = 1/2πRC. Для изменения частоты генерации можно использовать сдвоенный переменный резистор или сдвоенный блок переменных конденсаторов. Качество работы генератора в значительной мере зависит от того, насколько оба одновременно изменяемые элемента перестройки частоты меняют свою величину одинаково. В связи с этим при использовании переменных резисторов трудно добиться хороших результатов. Кроме того переменные резисторы при частом использовании имеют тенденцию менять свою величину из за эффекта механического стирания. Хорошие результаты получаются при использовании сдвоенного блока переменных конденсаторов (особенно если он воздушный) у которого для выравнивания начальных емкостей и ограничения диапазона перестройки частоты секции зашунтированы подстроечными конденсаторами. Используя сдвоенный блок переменных конденсаторов от радиоприемника можно получить десятикратное перекрытие по частоте на одном диапазоне частот.
Для предупреждения паразитного самовозбуждения на высоких частотах используется корректирующий конденсатор С3, соединяющий выход усилителя с 5 выводом от интегрального усилителя. Для этой же цели выходной сигнал снимается через развязывающий резистор R3. Данная схема может генерировать сигналы до частоты 500 кГц, однако на самых высоких частотах качество работы генератора ухудшается из за падения усиления и фазовых сдвигов в используемом усилителе. На самых низких частотах звукового диапазона отмечается увеличение коэффициента нелинейных искажений в связи с недостаточной тепловой инерцией терморезистора.
Нарисуйте схему кварцевого генератора
Известно очень много схем генераторов с кварцевым резонатором. Для возбуждения на основной частоте в схеме генератора не требуется применять колебательный контур. Кварцевые генераторы используются для генерации очень стабильных по частоте колебаний. В основе их лежат свойства кварцевого резонатора. Кварцевый резонатор изготавливается из плоскопараллельной пластинки, вырезанной из монокристалла кварца.
Нарисуйте схему генератора гармонических колебаний с гиратором.
Высококачественный генератор гармонических сигналов с использованием схемы гиратора показан на рисунке18.3. Преимуществом гиратора является то, что при его применением в схемах генераторов нет необходимости выдерживать равенство элементов в частотно-зависимых цепях. Амплитуда выходного напряжения в этом генераторе остается практически постоянной в широком диапазоне частот генерации. Это объясняется тем, что гиратор продуцирует на входе первого усилителя индуктивность с очень малым уровнем потерь, которая совместно с конденсатором С1 образует колебательный контур с очень высокой добротностью. Напряжение на этом контуре при работе генератора повышается до тех пор, пока контур не начнет шунтироваться входным током первого усилителя появляющемся при больших входных напряжениях. Шунтирование снижает добротность контура и препятствует дальнейшему росту амплитуды колебаний. Генерация в данной схеме осуществляется за счет цепи положительной обратной связи введенной в цепь второго усилителя (R7, R8-C5). От величины положительной обратной связи зависит коэффициент нелинейных искажений генерируемого сигнала и в конкретной схеме может потребоваться оптимизация величин R7, R8, C5.
Для плавного изменения частоты генерации используется переменный резистор R1, которым можно менять частоту генерации в 3-4 раза. В зависимости от величин емкостей конденсаторов С1 и С2 можно устанавливать тот или иной диапазон частот генерации. Для простоты можно брать С1=С2=С.
При емкости С=0.22 мкФ схема генерирует частоты от 20 до 70Гц.
Если для перестройки частоты использовать сдвоенное переменное сопротивление, то частоту генерации можно будет изменять в пределах до 10-20 раз.
Корректирующая цепь R6-C5 необходима лишь на частотах более 100 кГц, где она увеличивает положительную обратную связь и компенсирует уменьшение усиления. Схема генерирует до частоты 500 кГц. Коэффициент нелинейных искажений порядка 2%.
Нарисуйте блок-схему синтезатора частоты.
Синтезаторы частоты дают возможность генерировать сетку частот с очень высокой стабильностью, присущей кварцевым генераторам.
В основе синтезаторов частоты используются свойства генератора с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ). Система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) представляет собой широко используемый своеобразный узел, который выпускается некоторыми фирмами в виде отдельной ИМС. ФАПЧ содержит фазовый детектор (ФД), фильтр нижних частот (ФНЧ) и генератор, управляемый напряжением (ГУН), и представляет собой сочетание аналоговой и цифровой техники. ФАПЧ применяется для тонального декодирования, демодуляции AM- и ЧМ-сигналов, умножения частоты, частотного синтеза, тактовой синхронизации сигналов в условиях помех и восстановления сигналов.
Классическая структурная схема ФАПЧ приведена на рисунке. Фазовый детектор сравнивает частоты двух входных сигналов и генерирует выходной сигнал, который является мерой их фазового рассогласования (если, например, они различаются по частоте, то будет формироваться периодический выходной сигнал разностной частоты). Если частоты fвх и fгун не равны друг другу, то сигнал фазового рассогласования после фильтрации и усиления будет воздействовать на ГУН, приближая частоту fгун к fвх. В нормальном режиме ГУН быстро производит "захват" частоты fвх, поддерживая постоянный фазовый сдвиг по отношению к входному сигналу. Выход ГУН формирует сигнал с частотой fвх; при этом он представляет собой "очищенную" копию сигнала fвх, который сам по себе может быть подвержен воздействию помех. Поскольку выходной периодический сигнал ГУН может иметь любую форму: прямоугольную, треугольную, синусоидальную и т. п.), это дает возможность формировать, скажем, синусоидальный сигнал, синхронизированный с последовательностью входных импульсов.
Нарисуйте схему мультивибратора на элементах цифровой логики.
Известно много различных по устройству схем релаксационных генераторов. На первом месте по известности и частоте применения стоят мультивибраторы. В схеме мультивибратора используется двухкаскадный усилитель с дифференцирующей RC цепочкой в цепи положительной обратной связи. Наиболее проста схема мультивибратора построенного на двух цифровых инверторах, показанная на рисунке
Каждый инвертер выполняет функцию усилительного каскада. Два инвертера, включенных последовательно, эквивалентны двухкаскадному усилителю. Через конденсатор осуществляется подача сигнала положительной обратной связи с выхода усилителя на его вход. Резистор создает местную отрицательную обратную связь, охватывающую первый каскад усиления и способствующую более стабильной работе генератора. Период колебаний определяется временем заряда и разряда конденсатора через резистор и равен T=2ln(2)RC. Генерируемый сигнал может сниматься с выхода любого инвертора. Схема рисунка 1 обладает тем недостатком, что иногда наблюдается жесткий режим возбуждения, особенно если используется TTL логика. То есть для возникновения генерации необходим внешний толчек. Небольшое усложнение схемы устраняет этот недостаток. Для этого в схеме рисунка 19.2 вводится еще один усилительный каскад и весь усилитель охватывается общей цепью отрицательной обратной связи через резистор и цепью положительной обратной связи через конденсатор.
Нарисуйте схему генератора прямоугольных импульсов с использованием триггера Шмидта.
На рисунке показана несколько более простая схема генератора на основе триггера Шмидта. Она в диапазоне управляющих напряжений от 0 до 1.5 вольт изменяет частоту генерации от 2400 до 700 Гц. На выходе получаются кратковременные импульсы положительной полярности, которые можно непосредственно подавать на вход фазового детектора на основе RS триггера или подавать на вход схемы пересчета частоты на 2 с целью получения сигнала с формой меандра.. Заменив в этой схеме операционный усилитель на быстродействующий таймер можно довести частоту генерации до 3 МГц.
Нарисуйте схему генератора и использованием таймера.
При изменении управляющего напряжения от 0 до 2 вольт частота меняется от 6300 до 5400 Гц. Выходное напряжение имеет прямоугольную форму. В ограниченном диапазоне частот управления она может быть сделана близкой к меандру. При изменении управляющего напряжения от 0 до 3 вольт частота перестраивается от 30 КГц до 500 Гц. Если исключить конденсатор С2 и генератор будет работать на паразитных емкостях, то максимальная частота поднимается до 700 КГц. Выходное напряжение имеет вид коротких импульсов положительной полярности. Можно получить на выходе импульсы отрицательной полярности. Для этого нужно поменять полярность диодов, а управляющее напряжение сместится в область от 3 до 5 вольт.