Электронные устройства мехатронных и робототехнических систем

1.

Расчет нелинейных электрических цепей
I
rД
dU U mU
tg b
dI
I
mI
b
R
U mU
tga
I
mI
a
U
Метод линеаризации (метод кусочно-линейной
аппроксимации)
I 0, где 0 U U Д 0
U U Д 0
I
, где U U Д 0
r
Д
I
U
UД0

2.

Метод эквивалентных преобразователей
R1
R2
G1
GЭКВ
G2
RЭКВ
U RЭКВ U R1 U R 2
U
IGЭКВ IG1 IG 2
URЭКВ
UR1
UR2
I
I
IGЭКВ
IG1
IG2
U

3.

Метод пересечения характеристик
R1
R2
I
R1
I
R2
U
U
UR1 UR2
UП
I, mA
I
U
3
9mA
R 330
U,B
3

4.

Усилительные устройства на базе транзистора
Структурные схемы
1. Последовательная
U2
Zус
I2
EП Z н
Z н Z ус
EП
U2
Zн
2. Параллельная
Zбал
EП
EП
I2
Zус
U2
Zн
3. Последовательно-параллельная
U2
U2
Z бал
1
1
1
Z
Z
EП
ус
н
1
1
1
1
1
Z ус Z н
1
Z ус Z н
Zус1
I2
EП
1
1
1
Z ус1
Z ус 2 Z н
EП
Z бал
Zус2
U2
Zн

5.

Классификация усилителей
по виду усиливаемого сигнала
• гармонические;
• импульсные;
по типу усиливаемой величины
• напряжения;
• тока;
• мощности;
по диапазону усиливаемых частот
• усилители постоянного тока (УПТ);
• усилители переменного тока;
усилители нижней (низкой) частоты (до сотен
кГц);
усилители верхней (высокой) частоты (свыше
сотен к Гц);
широкополосные усилители;
избирательные (резонансные) усилители;

6.

Классификация усилителей
по виду соединительных цепей усилительных каскадов
• с непосредственной связью;
• с резистивно-емкостной цепью;
• с индуктивной связью;
по виду нагрузки
• с активной
• с активно-индуктивной
• с емкостной нагрузкой.

7.

Основные характеристики усилителя
1. Коэффициент усиления
• по напряжению
U 2
KU
• по току
KI
• по мощности
I 2
I1
U1
KU дБ 20lg
K I дБ 20lg
KP
P2
P1
U 2
U1
I 2
I1
K P KU K I
K P дБ 10lg
P2
P1
Для усилителя, состоящего из n последовательно соединенных
каскадов
K общ K1 K 2 ...K n
Kобш дБ K1 дБ K2 дБ ... Kn дБ

8.

2. Полоса пропускания усилителя
K
K max
K max
3 дБ
w wв wн
2
wн
wв
w
3. Входное и выходное сопротивления
Rвх
U вх
I вх
Rвых
U вых
I вых
4. Выходная мощность усилителя P I 2 R
вых
2
н
5. Амплитудная характеристика
Uвых f Uвх
6. Искажение сигналов в усилителе
• коэффициент нелинейных искажений
A22 A32 ... An2
(коэффициент гармоник)
Kн
A1

9.

коэффициент частотных искажений
M
KU wср
KU w
7. Переходная характеристика
8. Коэффициент полезного действия (КПД)
9. Передаточная функция
U вых p
bm p p0i
Pвых
Pист
m
m 1
b p bm 1 p ... b1 p b0
W p
m n
in 1
n 1
U вх p
an p an 1 p ... a1 p a0 a p p
n
pi
m
di
p i
dt
i
i 1
10. Амплитудно-фазовая характеристика
W p p jw W jw Re W jw j Im W jw P w jQ w
11. Амплитудно-частотная характеристика
K w W jw P 2 w Q 2 w
12. Фазо-частотная характеристика
w arg W jw arctg
Q w
P w