Аналоговые устройства

[править]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Аналоговые электронные устройства (АЭУ) - это устройства усиления и обработки аналоговых электрических сигналов, выполненные на основе электронных приборов.

Аналоговый сигнал представляет собой непрерывную функцию, с неограниченным числом значений в различные моменты времени. Наиболее часто встречающимся аналоговым сигналом являются звуки нашей речи, которые на осциллограммах имеют различные, причудливые формы. Аналоговые сигналы изменяются по тому же закону, что и описываемые им физические процессы.

Группы аналоговых электронных устройств [править]

Следует выделить две большие группы по которым можноклассифицировать аналоговые электронные устройства:

· усилители - это устройства, которые за счёт энергии источника питания формируют новый сигнал, являющийся по форме более или менее точной копией заданного, но превосходит его по току, напряжению или по мощности.

· устройства на основе усилителей - в основном преобразователи электрических сигналов и сопротивлений.

Преобразователи электрических сигналов (активные устройства аналоговой обработки сигналов) - выполняются на базе усилителей, либо путем непосредственного применения последних со специальными цепями обратных связей, либо путем некоторого их видоизменения. Сюда относят устройства суммирования, вычитания, логарифмирования, антилогарифмирования, фильтрации, детектирования, перемножения, деления, сравнения и др. Преобразователи сопротивлений - выполняются на основе усилителей с обратными связями. Они могут преобразовывать величину, тип, характер сопротивления. Используют их в некоторых устройствах обработки сигналов. Особый класс составляют всевозможные генераторы и связанные с ними устройства.

8) По виду сигналов, для усиления которых предназначен усилитель:

· усилители гармонических сигналов (при построении усилителей гармонических сигналов важнейшим является обеспечение минимального уровня вносимых в сигнал искажений);

· усилители импульсных сигналов (усилители импульсных сигналов обычно используют различные ключевые режимы работы транзисторов, здесь важнейшим фактором является минимизация задержек фронтов и спадов усиливаемых сигналов, а также устранение паразитных выбросов токов и напряжений, неизбежно возникающих при прохождении таких сигналов через каскады усиления).

По способности усиливать постоянные и переменные сигналы:

· усилители постоянного тока (усилители, обладающие способностью усиливать весьма медленные колебания, в том числе и нулевой частоты, даже в том случае, если они в первую очередь предназначены для усиления мощности или напряжения переменных сигналов);

· усилители переменного тока (прочие — не обладающие способностью усиливать сигналы нулевой частоты — усилители).

По диапазону частот, на которые рассчитан усилитель:

· усилители низкой частоты (УНЧ); предназначены для усиления частот звукового диапазона (0,01...20 кГц);

· усилители высокой частоты (УВЧ); предназначены для усиления сигналов в радиочастотном диапазоне;

По соответствию вида амплитудно-частотной характеристики полосе частот рабочего сигнала:

· узкополосные усилители; на практике принято называть усилитель узкополосным, если полоса пропускаемых частот уже, чем это минимально необходимо для качественного воспроизведения спектра усиливаемого сигнала (узкополосные УНЧ имеют полосу пропускания менее 2,5...3 кГц; узкополосные УВЧ, например, для применения в телевидении, обладают полосой пропускаемых частот 4,5...5 МГц, что меньше минимально необходимого для качественного воспроизведения телевизионного сигнала);

· широкополосные усилители (часто для уменьшения нелинейных искажений и повышения устойчивости усилителя выгодно реализовывать в нем максимально широкую полосу пропускания, гораздо шире, чем это реально необходимо для всех возможных частот рабочего сигнала);

По форме амплитудно-частотной характеристики:

 избирательные или резонансные усилители (имеют частотную характеристику полосового фильтра или резонансного колебательного контура);

 апериодические усилители (имеют частотную характеристику, по форме напоминающую характеристику RC-цепи, т.е. плавно убывающую по мере роста частоты).

По усиливаемому электрическому показателю (данный признак классификации имеет в виду предназначение усилителя):

· усилители напряжения (определяющим свойством усилителя является усиление напряжения);

· усилители тока (определяющим свойством усилителя является усиление тока);

· усилители мощности (под усилителем мощности обычно понимается усилитель или его оконечная выходная часть, рассчитанная на отдачу в цепь внешней нагрузки определенной мощности при заданной величине входного сигнала).

9) Собственные шумы усилителей не влияют при измерении методом корреляции, однако возникают другие источники погрешностей, связанные главным образом с дрейфом усилителей и детекторов.

Собственные шумы усилителя - сигналы на выходе усилителя, которые существуют и при отсутствии полезных сигналов на входе.

Собственные шумы усилителя определяют нижний уровень передаваемого динамического диапазона мощностей. Эти шумы неизбежно возникают при работе любого усилителя.

Собственные шумы усилителей СВЧ очень велики, а их влияние проявляется особенно заметно, так как эти усилители обычно пропускают широкую полосу Частот, которая измеряется десятыми долями и даже десятками мегагерц.

Так как шумы аппаратуры распорядительных станций и промежуточных пунктов, а такжесобственные шумы усилителей, как правило, значительно меньше линейных шумов, обусловленных влиянием тяговых токов электрифицированных железных дорог, то при определении и ц обычно учитывают только линейные шумы, т.е. принимается, что Шг шлг. Эта составляющая шума возникает на длине параллельного сближения линии связи и влияющей тяговой сети на длине тягового плеча. Напряжение шума, приходящееся на длину усилительного участка, определяется специальными расчетами или измеряется на действующих цепях. Это значение и может быть принято при расчете в качестве ишщ.

Для того чтобы порог чувствительности электронного нулевого указателя был предельно малым, чрезвычайно важно уменьшить все помехи и наводки, а также снизитьсобственные шумы усилителя.

10) Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) - это графическое изображение зависимости коэффициента K усиления от частоты f. По вертикальной оси откладывается коэффициент усиления в линейном или логарифмическом масштабе, или выходное напряжение, соответствующее неизменному входному, по горизонтальной оси откладывается частота (или угловая частота ω = 2πf), опять же в линейном или логарифмическом масштабе. Логарифмический масштаб на оси частот применяют вследствие широкого диапазона рабочих частот. Кстати, диапазоном рабочих частот называют полосу частот от нижней f_н до верхней f_в, в пределах которой абсолютная величина (модуль) коэффициента усиления, иногда и его фаза не должны выходить за пределы заданных допусков. Что такое коэффициент усиления, думаю, помнят все - это отношение, скажем так, сигнала на выходе (т. е. напряжение, ток, мощность и пр.) к сигналу на входе.

Дата добавления: 2015-11-04