Základní elektronické obvody

autor Brtník Bohumil

Popis

Publikace "Základní elektronické obvody" je rozdělena do tří hlavních částí.

První pojednává o základních principech napájecích zdrojích lineárních (analogových) a spínaných. Jsou zde rozebrány jednotlivé části lineárních zdrojů, tj.: transformátory, usměrňovače, stabilizátory a filtry, a je popsána jejich činnost. Dále je vysvětlen důvod malé energetické účinnosti a princip jejího zvýšení spínanými zdroji.

Ve druhé části je rozebrána funkce zesilovačů s tranzistory, s operačními zesilovači, a zesilovačů výkonových. U tranzistorových zesilovačů je popsáno nastavení pracovního bodu, graficko-početní řešení jednostupňového zesilovače a problematika zesilovače s odporově-kapacitní vazbou. Dále jsou popsány vybrané lineární a nelineární obvody s operačními zesilovači.

Ve třetí části jsou pak popsány základní RC harmonické a neharmonické oscilátory a LC harmonické oscilátory a oscilátory řízené krystalem. Zevrubně je rozebírána jejich činnost a základní vlastnosti. Pro vybrané RC oscilátory je pak uveden postup jejich výpočtu.

Stručný obsah

Napájecí zdroje

Zesilovače

Oscilátory

Obsah

Obsah.....................................................................................................................................- 3 -

1 Napájecí zdroje....................................................................................................................- 5 -

1.1 Transformátor ...............................................................................................................- 5 -

1.1.1 Princip transformátoru............................................................................................- 5 -

1.1.2 Přepočet veličin transformátoru..............................................................................- 7 -

1.1.3 Výpočet zkratového proudu transformátoru...........................................................- 9 -

1.2 Usměrňovače.................................................................................................................- 9 -

1.2.1 Jednocestný usměrňovač s vyhlazovacím (též nárazovým či filtračním)

kondenzátorem.................................................................................................................- 9 -

1.2.2 Dvojcestný neboli uzlový usměrňovač.................................................................- 12 -

1.2.3 Můstkový usměrňovač..........................................................................................- 15 -

1.2.4 Zatěžovací charakteristiky usměrňovačů..............................................................- 15 -

1.3. Stabilizátory ...............................................................................................................- 15 -

1.3.1. Parametrické stabilizátory ...................................................................................- 16 -

1.3.2 Zpětnovazební stabilizátory..................................................................................- 19 -

1.3.3 Stabilizátory proudu .............................................................................................- 24 -

1.4 Spínané zdroje.............................................................................................................- 25 -

1.4.1 Snižující měnič .....................................................................................................- 25 -

1.4.2 Zvyšující měnič ....................................................................................................- 26 -

1.4.3 Invertující měnič...................................................................................................- 27 -

1.4.4 Příklady zapojení ..................................................................................................- 27 -

1.5 Spínané síťové napájecí zdroje ...................................................................................- 29 -

1.5.1 Síťový napájecí zdroj ...............................................................................................- 29 -

1.5.2 Zvyšující měnič........................................................................................................- 30 -

1.6 Filtry...........................................................................................................................- 30 -

1.6.1 RC filtr..................................................................................................................- 31 -

1.6.2 LC filtr ..................................................................................................................- 31 -

1.6.3 Analogový stabilizátor..........................................................................................- 31 -

1.7 Příklad zapojení lineárního zdroje ..............................................................................- 32 -

1.8 Násobiče napětí ...........................................................................................................- 32 -

1.8.1 Násobič se vstupním střídavým napětím..............................................................- 32 -

1.8.2 Násobič stejnosměrných napětí (nabojová pumpa) ..............................................- 33 -

2 Zesilovače.........................................................................................................................- 34 -

2.1 Princip činnosti zesilovače..........................................................................................- 34 -

2.1.1 Zesilovače s dvojpóly ...........................................................................................- 34 -

2.1.2 Zesilovače s trojpóly.............................................................................................- 35 -

2.1.3 Zesilovače se spínanými prvky.............................................................................- 37 -

2.2 Jednostupňový zesilovač s unipolárním tranzistorem IGFET s vodivým kanálem....- 38 -

2.3 Jednostupňový zesilovač s unipolárním tranzistorem JFET.......................................- 40 -

2.4 Jednostupňový zesilovač s tranzistorem IGFET s indukovaným kanálem.................- 43 -

2.5 Jednostupňový zesilovač s bipolárním tranzistorem...................................................- 45 -

2.5.1 Zesilovač bez emitorového RC členu...................................................................- 45 -

2.5.2 Zesilovač s emitorovým RC členem.....................................................................- 48 -

2.5.3 Další zapojení zesilovačů .....................................................................................- 53 -

2.6 Zesilovač ve třídě D....................................................................................................- 57 -

2.7 Zesilovač ve třídě E ....................................................................................................- 59 -

2.8 Vícestupňový zesilovač ..............................................................................................- 60 -

2.8.1 Zesilovač s odporově-kapacitní vazbou ...............................................................- 60 -

2.8.2 Oblast středních kmitočtů.....................................................................................- 61 -

- 4 -

2.8.3 Oblast dolních kmitočtů........................................................................................- 62 -

2.8.4 Oblast horních kmitočtů .......................................................................................- 63 -

2.8.5. Vliv emitorového RC členu.................................................................................- 66 -

2.9 Zesilovač s přímou (stejnosměrnou) vazbou ..............................................................- 69 -

2.10 Zesilovač s operačním zesilovačem..........................................................................- 70 -

2.10.1 Operační zesilovač..............................................................................................- 70 -

2.10.2 Obvody s operačními zesilovači obecně ............................................................- 76 -

2.10.3 Základní zapojení lineárních obvodů s operačními zesilovači ...........................- 82 -

2.10.4 Základní zapojení nelineárních obvodů s operačními zesilovači .......................- 91 -

2.10.5 Schmittův klopný obvod s operačním zesilovačem ...........................................- 97 -

2.11 Koncové zesilovače sestavené z diskrétních součástek ............................................- 99 -

2.11.1 Koncový stupeň ve třídě A.................................................................................- 99 -

2.11.2. Paralelní dvojčinný koncový stupeň ve třídě B...............................................- 101 -

2.11.2 Integrované (monolitické) výkonové koncové zesilovače ...............................- 108 -

2.11.3 Vliv zpětné vazby na vlastnosti zesilovačů ......................................................- 110 -

2.11.4 Příklady zpětných vazeb v zesilovačích ...........................................................- 115 -

2.12 Selektivní zesilovače...............................................................................................- 121 -

3 Oscilátory ........................................................................................................................- 123 -

3.1 Princip oscilátoru harmonických (sinusových) kmitů ..............................................- 123 -

3.2 RC oscilátory ............................................................................................................- 125 -

3.2.1 Oscilátor s Wienovým článkem..........................................................................- 125 -

3.3 LC oscilátory.............................................................................................................- 128 -

3.3.1 Oscilátor osazený prvkem se záporným diferenciálním odporem......................- 128 -

3.3.2 LC oscilátory s kladnou zpětnou vazbou............................................................- 129 -

3.3.3 Meisnerův oscilátor ............................................................................................- 132 -

3.3.4 Reinartzův oscilátor ............................................................................................- 133 -

3.3.5 Hartleyův oscilátor .............................................................................................- 134 -

3.3.6 Colpittův oscilátor ..............................................................................................- 135 -

3.3.7 Clappův oscilátor ................................................................................................- 136 -

3.4 Krystalové oscilátory ................................................................................................- 139 -

3.4.1 Piercův oscilátor .................................................................................................- 139 -

3.4.2 Určení potřebné střední efektivní strmosti z lineární teorie ...............................- 140 -

3.4.3 Způsoby stabilizace amplitudy kmitů.................................................................- 141 -

3.5 Oscilátory tvarových kmitů.......................................................................................- 143 -

3.5.1. Multivibrátor s operačním zesilovačem ............................................................- 143 -

3.5.2 Multivibrátor s integrovaným obvodem 555 ......................................................- 147 -

3.5.3 Multivibrátor s logickými členy TTL.................................................................- 150 -

3.5.4 Generátor pilových kmitů...................................................................................- 152 -

3.5.5 Samokmitající generátor pilových kmitů ...........................................................- 153 -

Literatura ............................................................................................................................- 155 -