Антенны для wi-fi-устройств

Входное напряжение — смещение

Входное напряжение смещения, или просто напряжение смещения ( At / вх) — напряжение, которое нужно приложить между входами усилителя для получения нуля на выходе. Величина Af / хв чаще всего лежит в диапазоне 0 — Юме.
 

Какое входное напряжение смещения нужно подавать на вашу схему.
 

Для компенсаци входного напряжения смещения у ОУ делаются специальные выводы для подсоединения переменных сопротивлений коррекции.
 

Оценим, как влияет входное напряжение смещения нуля в отдельных каскадах усиления на работу операционного усилителя в целом. Для этого рассмотрим в качестве примера двухкаскадный усилитель.
 

Потенциометр R3 предназначен для компенсации входного напряжения смещения ОУ и выбора режима транзисторов по постоянному току.
 

К входным параметрам ОУ также относятся входное напряжение смещения t / вхсм и разность базовых токов смещения / coi и / бог — Эти параметры отражают факт появления напряжения ошибки на выходе ОУ при его замкнутых входах.
 

В усилителях с коррекцией дрейфа удается уменьшить входное напряжение смещения почти на три порядка ( 1 / вх см 5 мкВ), а температурный коэффициент А1 / вх см / АТ снизить до 0 1 мкВ / С. Благодаря автоматической регулировке нуля обеспечивается долговременная стабильность, равная примерно 0 2 мкВ / год.
 

Практически все: параметры ОУ ( как, впрочем, и других схем) зависят от температуры и медленно изменяются со временем. Величина входного напряжения смещения также зависит от температуры. Это изменение напряжения называется дрейфом напряжения смещения и характеризуется числом микровольт изменения входного напряжения при уходе температуры на ГС в фиксированном интервале температур

При планировании измерений важно знать полный уход нуля, который равен произведению дрейфа напряжения смещения ( табличного) на возможный интервал изменения рабочих температур.
 

Реальный ОУ имеет на выходе некоторое постоянное напряжение даже в том случае, когда оба его входа Соединены с общим проводом. Причиной этого является наличие постоянных входных токов ОУ и асимметрия реальной схемы ОУ. Входное напряжение смещения f / iCM зависит от температуры и напряжения питания. В справочниках приводятся значения UiCK, соответствующие комнатной температуре.
 

Если накоротко соединить входы реального ОУ, то на его выходе, как правило, останется некоторое напряжение. Величина этого напряжения в усилителях с обратной связью пропорциональна коэффициенту усиления и обычно характеризуется эквивалентным напряжением на входе, которое может скомпенсировать появившийся уход нуля. Это эквивалентное напряжение называется входным напряжением смещения. Если входное напряжение смещения нуля равно 0 1 мВ, то величина выходного напряжения при равном нулю входном напряжении составит 0 1 В.
 

Наличие разбросов номиналов компонентов ОУ и их температурный уход приводят к тому, что на выходе усилителя появляется некоторое постоянное напряжение смещения при отсутствии сигнала на входе. Это напряжение смещения пересчитывается на вход и поэтому не зависит от коэффициента усиления операционного усилителя. Если, например, известно, что входное напряжение смещения нуля операционного усилителя составляет не более 1 мВ и он используется в схеме с обратной связью, имеющей усиление 100, то выходное напряжение при нулевом входном сигнале будет лежать в пределах от 0 1 до — 0 1 В.
 

4.1. Основные понятия и виды обратной связи в усилителях

Обратной связью называют связь между электрическими цепями, при которой часть энергии выходного сигнала передаётся на вход, т.е. из цепи с более высоком уровнем сигнала в цепи с более низким его уровнем. Обратная связь значительно влияет на свойства и характеристики усилителя, поэтому её часто вводят в усилитель (схему устройства) для изменения его свойств в нужном направление. Такая обратная связь называется внешней. Обратная связь может возникнуть и самопроизвольно, например, из-за физических особенностей усилительного элемента. Такая обратная связь называется внутренней обратной связью. Обратная связь возникающая из-за паразитных связей (емкостных, индуктивных и др.) называется паразитной.

Цепь обратной связи вместе с частью схемы усилителя, к которой она подключена, образует замкнутый контур, называемый петлёй обратной связи, рис. 4.1.

Рис. 4.1. Обратная связь в усилителе К – коэффициент усиления усилителя Β – коэффициент передачи цепи обратной связи.

При проектировании и конструировании радиоэлектронных схем принимают меры для ослабления или ликвидации внутренних и паразитных обратных связей. Если в усилителе имеется одна петля обратной связи, то связь называют однопетлёвой, если петель обратной связи несколько, связь называют многопетлёвой, рис. 4.2а и 4.2б.

Рис. 4.2. Виды обратной связи

а) Однопетлевая

б) Двухпетлёвая с независимыми петлями.

Отметим, если в петле обратной связи, охватывающей весь усилитель, имеются петли обратной связи, охватывающие отдельные каскады или части усилителя, их называют местными петлями обратной связи.

Существуют различные способы снятия энергии с выхода схемы и подачи её на вход схемы рис. 4.3 и 4.4. Если энергию сигнала снимают с выхода схемы параллельно нагрузке, рис. 4.3а, связь называется обратной связью по напряжению (или параллельной по выходу), т.к. при этом напряжение обратной связи прямо пропорционально выходному напряжению усилителя U_ВЫХ.

Рис. 4.3. Способы снятия сигнала обратной связи:

а) обратной связи по напряжению (параллельная обратная связь);

б) обратной связи по току (последовательная обратная связь);

в) смешанная (комбинированная) обратная связь

Если же сигнал обратной связи снимают с выхода последовательно с нагрузкой, рис.4.3б, связь называют обратной связью по току (или последовательной по выходу). В этом случае напряжение обратной связи прямо пропорционально току I_ВЫХ. В групповых усилителях многоканальных телекоммуникационных систем используется комбинация отмеченных выше способов, рис. 4.3а и 4.3б. Эта схема носит название комбинированной обратной связи по выходу, рис. 4.3в. Напряжение обратной связи в схеме 4.3в пропорционально двум составляющим: выходному напряжению U_СВ.Н и выходному току U_СВ.Т. Из рис. 4.3в легко видеть, что она представляет из себя мостовую схему.

По способу введения сигнала обратной связи во входную цепь усилителя различают:

• последовательную обратную связь, рис. 4.4а
• параллельную обратную связь, рис. 4.4б
• комбинированную обратную связь, рис. 4.4в

Рис. 4.4. Способы введения сигнала обратной связи

а) последовательная по входу обратная связь

б) параллельная по входу обратная связь

в) мостовая (комбинированная) по входу обратная связь

Из рис. 4.4в видно, что эта мостовая схема. Более подробные сведения можно найти в учебнике .

Амплитудная характеристика — усилитель

Амплитудная характеристика усилителя выражает зависимость выходного напряжения от входного. На рис. 90, а приведена амплитудная характеристика усилителя, снятая на звуковой частоте. Нижний изгиб А А характеристики обусловлен внутренними шумами усилителя и помехами, а верхний ВС вызван нелинейностью характеристик усилительных элементов.
 

Амплитудная характеристика усилителя представляет собой зависимость установившегося значения выходного напряжения от входного. В рабочей области входных напряжений она обычно прямолинейна, а при входных напряжениях, превышающих расчетные, искривляется из-за перегрузки усилительных элементов.
 

Амплитудная характеристика усилителя представляет собой зависимость установившегося значения выходного напряжения от величины подаваемого на вход синусоидального напряжения неизменной частоты.
 

Амплитудная характеристика усилителя никогда не проходит через начало координат, так как резисторы и особенно транзисторы являются источниками шума. Последний и задает уровень минимального усиливаемого сигнала. Максимальный сигнал ограничивают допустимым уровнем нелинейных искажений. Приближенно оценим допустимый сигнал по предельным режимам работы транзистора — насыщения и отсечки.
 

Амплитудная характеристика усилителя близка к характеристике релейного типа.
 

Амплитудная характеристика усилителя представляет собой зависимость установившегося значения выходного напряжения от величины подаваемого на вход синусоидального напряжения неизменной частоты.
 

Амплитудная характеристика усилителя ( усилителя-детектора), применяемого при осциллографировании, должна быть линейна до напряжения, превышающего среднеквадратичное напряжение помехи примерно в 10 раз для того, чтобы записать все всплески напряжения помех без искажения.
 

Амплитудная характеристика усилителя, выполненного на электронных приборах ( рис. 1.7), в принципе нелинейна, однако может содержать участки ОА, где кривая носит приблизительно линейный характер с большой степенью точности. Рабочий диапазон входного сигнала не должен выходить за пределы линейного участка ( ОА) амплитудной характеристики усилителя, иначе нелинейные искажения превысят допустимый уровень.
 

Амплитудная характеристика ампли-тронного усилителя ( рис. 1 — 128) свидетельствует о том, что усилительный режим ам-илитрона может быть получен лишь при определенных мощностях Яйх входного сигнала, а также при определенных неличинах Л) — мощности источника питания.
 

Амплитудную характеристику усилителя снимают следующим образом. После этого вход осциллографа подключают к выходу усилителя ( точка Z) и определяют выходное напряжение. Измерения прекращают, когда увеличение напряжения входного сигнала не пржодит к увеличению вапряжеяжя сигнала на выходе. По полученный данным строят графюс амплитудной характеристики наподобие показанного яа рнс. Из него определяют коэффициент усиления усилителя при работе на линейной части характеристики.
 

Основные параметры электронных усилителей

   Свойства усилителей во многом определяются областью их применения. Чтобы судить о возможности использования конкретного усилителя в том или ином электронном устройстве, необходимо знать его основные параметры. К ним кроме коэффициента усиления относятся чувствительность, выходная мощность, диапазон усиливаемых частот, входное и выходное сопротивления, коэффициент нелинейных искажений и некоторые другие.
   Выходной является мощность, отдаваемая усилителем в нагрузку. Различают номинальную и максимальную выходную мощность. Номинальной (P_ном) называют такую наибольшую выходную мощность, при которой искажения усиливаемого сигнала не превышают некоторого оговоренного заранее значения (обычно 3…5%). С возрастанием выходной мощности увеличиваются и искажения усиливаемого сигнала. Наибольшую мощность, которую можно получить от усилителя при уровне искажений усиливаемого сигнала до 10 %, называют максимальной (Р_макс). Максимальная выходная мощность может в 2..10 раз превышать номинальную.
   Чувствительностью усилителя называют напряжение низкочастотного сигнала в милливольтах или микровольтах, подаваемого на его вход, при котором усилитель отдает в нагрузку номинальную мощность.
Чем меньше это входное напряжение, тем выше чувствительность. Например, усилитель, на который сигнал подается ,от микрофона, должен обладать чувствительностью 1…2 мB, а для усилителя, воспроизводящего грамзаписи от пьезоэлектрических звукоснимателей, достаточна чувствительность 100…200 мВ.
 Диапазон усиливаемых частот — это область рабочих частот усилителя, в границах которой его коэффициент усиления изменяется, в пределах, заданных техническими условиями.
   Усилитель по-разному усиливает электрические колебания различных частот.
График зависимости коэффициента усиления от частоты усиливаемых сигналов называют амплитудно-частотной. характеристикой (АЧХ)усилителя.

Диапазон частот ΔF, в пределах которого коэффициент усиления уменьшается не более, чем в 0,7 раз от максимального значения, называют полосой пропускания усилителя.
По значению полосы пропускания усилители подразделяются на широкополосные и узкополосные.
Ширина полосы пропускания зависит от вида нагрузки.
Узкополосные усилители, в качестве коллекторной нагрузки обычно имеют колебательный контур и называются резонансными или избирательными.
Такие усилители широко применяются в супергетеродинных радиоприемниках для выделения из множества сигналов, принятых антенной, сигналов нужной радиостанции.
  Входное сопротивление — сопротивление переменному току, протекающему между входными зажимами усилителя. Оно зависит от  схемы усилителя, частоты переменного входного напряжения, его амплитуды и некоторых других факторов.
  Выходное сопротивление характеризует внутреннее сопротивление усилителя переменному току.
   От правильного выбора входного и выходного сопротивления во многом зависят входная и выходная мощность усилителя и работа всего устройства.
  Коэффициент нелинейных искажений, называемый иногда коэффициентом гармоник, отображает уровень нелинейных искажений усилителя. Усилитель не является линейным элементом, поэтому при поступлении на его вход гармонического сигнала, изменяющегося с частотой f₁ в выходном сигнале возникнут дополнительные составляющие с частотами f₂=2f₁, f₃=3f₁ и т. д. Чем больше амплитуда этих дополнительных составляющих, тем выше коэффициент нелинейных искажений усилителя. Допустимая величина вносимых усилителем нелинейных искажений определяется назначением и областью применения усилителя.
   Человеческое ухо представляет собой высококачественный анализатор спектра, сразу же обнаруживающий появление новых гармонических составляющих в выходном сигнале. Оно очень чувствительно даже к небольшим нелинейным искажениям. Поэтому в усилителях радиоаппаратуры высокого качества коэффициент нелинейных искажений не должен превышать 1…2%.

• Предыдущая запись: Оригинальный и мощный усилитель 140 Вт на TDA7293 с предварительным усилителем на NE5532
• Следующая запись: ПРЕЦИЗИОННОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯТОРОВ

Похожие посты:

• Предотвращение чрезмерного рассеяния мощности в линейных стабилизаторах (0)
• Регуляторы мощности для паяльника еще одна схема (0)
• О частотах, периодах, мощности, переменных напряжениях и токах и немного о сигналах (0)
• Мощность – основные понятия (0)
• ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ АУДИОСИГНАЛОВ C АРУ (2)
• БУФЕРНОЕ УСТРОЙСТВО C ЕДИНИЧНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ УСИЛЕНИЯ ДЛЯ АЦП (0)
• БУФЕРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ ВЫСОКООМНОГО МИКРОФОНА (0)

АЧХ наушников

Разберем на примере амплитудно-частотной характеристики наушников на что стоит обращать внимание при оценке качества звучания той или иной АС. Итак, напомним, что амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) — это зависимость уровня звукового давления от частоты воспроизводимого выходного сигнала

Итак, напомним, что амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) — это зависимость уровня звукового давления от частоты воспроизводимого выходного сигнала.

В технических данных наушников указывается их рабочий диапазон частот. Как правило, в пределах указанного диапазона частота воспроизведения звука наушниками должна быть хорошей. Неверно полагать, что вне этого диапазона воспроизведения звука не будет. Оно будет, но заметно тише.

Частотный диапазон, в пределах которого качество звука соответствует заявленному, отмечается с помощью крайних точек. За пределами указанных точек наблюдается существенное отклонение от усредненных данных. Как правило, рабочий диапазон частот должен сопровождаться указанием этого отклонения. Ниже приведен пример правильного выделения 2-х диапазонов звуковых частот:

• 19-13700 Гц — 6 дБ;
• 8.5-26600 Гц —12 дБ.

Рис. 3. Правильное выделение 2-х диапазонов звуковых частот.

При этом применяются индивидуальные методики определения диапазона звуковых частот, которые не учитывают инструментальный анализ. Более подробно об АЧХ наушников можно почитать на сайте doctorhead.ru.

Нижняя частота воспроизведения

Разброс значений в диапазоне низких частот составил от -6 до -20 дБ. Сектор ниже 10 Гц оказался очень чувствительным к внешнему шуму м вибрациям. Кроме того, на конечный результат влияло и положение наушников. Если фиксировался небольшой спад в сторону 10 Гц, то показатель нижней частоты фиксировался как 5 Гц. В случае большего спада его необходимо определять на уровне -12 дБ.

Проверка ряда заявлений, что наушники могут уверенно воспроизводить звук с частотой в 1 Гц, показали, что уже при небольшой уровне громкости анализируемым изделий не хватает запаса хода.

Вывод: предельное ограничение по нижней частоте определяется не по спаду амплитудно-частотной характеристики, а по конструктивным особенностям наушников. Так, модели с длительным и пологим спадом АПХ нижний порог границы достигает 5 Гц. В таких наушниках при средней громкости отсутствуют хрипы звука вследствие низкой амплитуды. А вот у изделий с высокими басами и с отсутствием спада АЧХ в обозначенном диапазоне — порог 20 Гц.

Верхняя частота воспроизведения

Анализ верхних частот показал, что сопоставимые с заявленными производителями верхние границы можно достичь при отклонении от общего уровня на примерно -15 ~ -20 дБ. При настройке звука эквалайзером — подъеме диапазона высоких частот, отклонения вниз составляли порядка -3 или -6 дБ.

Как правило, каждый производитель самостоятельно принимает решение об настройке звука эквалайзером при опубликовании заявленных АЧХ. Ориентировка по графикам показывает границу верхней частоты воспроизведения в пределах -18 дБ. Определение точных частот и уровня пиков и провалов делать не стоит, так как многое зависит от того, как были надеты наушники.

Рис. 4. АЧХ наушников при подаче 1 В при разной глубине посадки в ушную раковину.

При частоте свыше 10 кГц могут наблюдаться большой разброс характеристик. Это зависит как раз от того, как наушники зафиксированы в ушной раковине. Даже миллиметровое или меньше смещение уже существенным образом отражается на качестве звука.

На графике амплитудно-частотной характеристики ярко выражено несколько резонансных пиков. В зависимости от того насколько глубоко наушник находится в ухе, а также от индивидуальных физиологических особенной ушной раковины будет ощущаться тот или иной резонансный пик. Именно поэтому лучше всего выбирать те изделий, в которых данные показатели резонансов или сглажены или не так ярко выражены.

Кроме того, на коробках наушников указываются предельные значения частот, вне которых наблюдается спад, сама амплитудно-частотная характеристика не указывается. Например, для указания звуковых характеристик усилителей, демонстрирующих более плавную и ровную АЧХ, указываются пороговые значения частот в дБ. Так, формат 20Гц — 20кГц — 3дБ фиксирует диапазон от 20 Гц до 20 кГц как устойчивый, вне которого амплитуда сигнала будет заметно меньше 3 дБ.

Да. Если купили наушники, типа затычки, плохого качества, то вы можете улучшить звучание только заменив амбушюры — со стандартных силиконовых на из пенного материала, и вы получите более лучшую звуковую картину. Появятся глубокие басы и качественные верха.