Проектирование и расчет импульсных усилителей сигналов: Комплексное руководство для курсовой работы

В мире, где скорость передачи и обработки информации определяет темпы прогресса, импульсные сигналы стали неотъемлемой частью радиотехники и электроники. От систем связи и радиолокации до цифровых вычислительных устройств – везде, где требуется точная передача быстро меняющихся электрических состояний, ключевую роль играют импульсные усилители. Они не просто увеличивают амплитуду сигнала, но и обязаны сохранить его форму с минимальными искажениями, что ставит перед инженерами уникальные и порой нетривиальные задачи. Эта курсовая работа призвана стать вашим надежным проводником в сложном, но увлекательном мире импульсных усилителей, предоставив исчерпывающее руководство по их проектированию, расчету и анализу. Мы пройдем путь от фундаментальных теоретических концепций до практических аспектов выбора элементной базы, методов коррекции и применения современных систем автоматизированного проектирования, формируя комплексный подход, необходимый для создания высокоэффективных и стабильных устройств, способных решать актуальные инженерные задачи.

Теоретические основы импульсных сигналов и усилителей

Представьте себе мир, где информация передается не плавно меняющимися волнами, а мгновенными всплесками и затуханиями – именно такова природа импульсного сигнала. Его корректное усиление требует особого подхода, отличающегося от классических усилителей непрерывных сигналов, и понимание этой фундаментальной разницы лежит в основе успешного проектирования.

Понятие импульсного сигнала и его параметры

Электрический импульс — это кратковременное, дискретное отклонение напряжения или тока от некоторого начального, обычно нулевого или постоянного, уровня. В отличие от синусоидальных колебаний, импульсы характеризуются резкими изменениями величины, что делает их идеальными для кодирования и передачи дискретной информации.

Импульсные сигналы чрезвычайно разнообразны по своей форме и назначению. Среди наиболее распространенных выделяют:

• Прямоугольные импульсы: Идеальная форма для передачи цифровых данных, характеризуется быстрыми фронтами и плоской вершиной.
• Трапецеидальные и треугольные импульсы: Встречаются в генераторах развертки, модуляторах, где важна линейность нарастания или спада сигнала.
• Пилообразные и экспоненциальные импульсы: Применяются в специализированных схемах, например, для формирования пилообразного напряжения в осциллографах или моделирования естественных процессов.
• Радиоимпульсы: Представляют собой высокочастотные колебания, модулированные импульсом, типичны для радиолокационных станций, где требуется высокая точность определения расстояния и скорости.
• Видеоимпульсы: Используются в видеоаппаратуре для передачи яркости и цветности изображения.

Для детального описания и анализа импульсного сигнала используются следующие ключевые параметры:

1. Длительность импульса (T_и): Интервал времени, в течение которого амплитуда сигнала превышает определенный пороговый уровень (обычно 0,5 от максимального значения).
2. Длительность фронта (T_ф): Время, за которое амплитуда импульса нарастает от 0,1 до 0,9 своего установившегося значения. Этот параметр критичен для скорости реакции и способности усилителя передавать высокочастотные составляющие сигнала.
3. Длительность спада (T_сп): Аналогично фронту, это время, за которое амплитуда импульса убывает от 0,9 до 0,1 своего установившегося значения.
4. Время задержки (T_зад): Время от начала действия импульса на входе (например, от уровня 0) до момента, когда высота выходного импульса достигает 0,1 от амплитудного значения. Минимальная задержка критически важна для высокоточных систем.
5. Время установления (T_уст): Интервал времени, необходимый для того, чтобы выходной сигнал достиг и оставался в пределах заданного процента (обычно ±1-5%) от конечного установившегося значения.
6. Величина выброса (перерегулирования): Процентное превышение амплитудой импульса его установившегося значения, часто является нежелательным эффектом, связанным с резонансными явлениями.
7. Скос вершины: Отклонение плоской вершины прямоугольного импульса от горизонтали, указывает на искажения в области низких частот.
8. Скважность (Q): Отношение периода следования импульсов к их длительности (Q = T/T_и), где T — период импульсной последовательности. Для прямоугольных импульсов скважность — это отношение периода импульса к его длительности.
9. Амплитуда импульса: Максимальное значение напряжения или тока в импульсе.

Для обеспечения удовлетворительной формы выходного импульса, в некоторых случаях, длительность фронта (T_ф) и спада (T_сп) должна составлять от 10% до 20% от общей длительности импульса (T_ф = T_сп = (0,1…0,2)T_и). Допустимые величины коэффициента гармоник в усилителях высокого класса не должны превышать 1%, а для среднего класса — 5–7%, что подчеркивает высокие требования к линейности и минимальному времени задержки, особенно в таких приложениях, как радиолокационные станции, где малейшее искажение может привести к потере точности обнаружения.

Классификация и основные характеристики импульсных усилителей

Импульсные усилители (ИУ) — это специализированные устройства, разработанные для усиления электрических импульсных сигналов с минимальными искажениями их формы. Отличительной чертой ИУ является их способность точно воспроизводить быстрые изменения сигнала, что требует особой схемотехники и элементной базы.

Основные преимущества импульсных усилителей заключаются в их способности точно передавать дискретную информацию, что невозможно для классических усилителей непрерывных сигналов.

Классификация импульсных усилителей:

По принципу действия ИУ делятся на:

• Линейные импульсные усилители: Главная задача таких усилителей — воспроизведение формы импульса с минимальными искажениями. Они работают в линейном режиме, где выходной сигнал пропорционален входному.
• Нелинейные импульсные усилители: В этих усилителях форма импульсов искажается преднамеренно. Они используются для формирования, преобразования или ограничения импульсов по амплитуде, длительности или обоим параметрам, часто работая в ключевом режиме.

Другие критерии классификации включают:

• По характеру усиливаемых сигналов: Видеоимпульсные, радиоимпульсные и т.д.
• По роду усилительных элементов: Транзисторные (биполярные, полевые), ламповые (исторически, но все еще встречаются в специализированных областях).
• По числу каскадов: Однокаскадные, многокаскадные.
• По роду усиливаемой величины: Усилители напряжения, тока, мощности.
• По диапазону частот: Широкополосные, узкополосные. Например, видеоусилители — это широкополосные ИУ, обеспечивающие воспроизведение частот от десятков герц до сотен мегагерц. Типичная полоса пропускания видеоусилителей в радиолокационных и телевизионных устройствах составляет от 10-30 Гц до 4-6 МГц, с допустимым отклонением АЧХ не более 1-3 дБ.

Основные характеристики импульсных усилителей:

Качество работы ИУ оценивается по ряду ключевых параметров, определяющих, насколько точно усилитель воспроизводит входной импульсный сигнал:

1. Коэффициент усиления (K): Это отношение выходной величины к входной. Он может быть по напряжению (K_U = U_вых/U_вх), по току (K_I = I_вых/I_вх) или по мощности (K_P = P_вых/P_вх). Коэффициент усиления по мощности всегда больше единицы.
2. Полоса пропускания (Δf): Диапазон частот, в котором коэффициент усиления остается относительно постоянным (обычно в пределах -3 дБ от среднего значения). Для безыскаженного усиления импульсные усилители должны обладать широкой полосой пропускания, от единиц герц до десятков и даже сотен мегагерц. Чем шире полоса пропускания, тем быстрее усилитель реагирует на изменения сигнала и тем меньше искажаются фронты и спады импульсов.
3. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ): Зависимость коэффициента передачи усилителя от частоты. Идеальная АЧХ для ИУ должна быть максимально ровной в широком диапазоне частот.
4. Переходная характеристика: Зависимость мгновенного значения выходного напряжения от времени при подаче на вход единичного (ступенчатого) импульса. Она прямо отражает способность усилителя воспроизводить импульсные сигналы и позволяет оценить время фронта, спада, задержки и выброса.
5. Искажения формы сигнала: К ним относятся:
   • Удлинение фронта и спада: Следствие завала АЧХ в области верхних частот, ухудшает временное разрешение.
   • Выброс (перерегулирование): Избыточное превышение амплитуды, вызванное резонансными явлениями.
   • Скос вершины импульса: Следствие завала АЧХ в области низких частот, приводит к искажению постоянной составляющей или длительности импульса.
6. Неравномерность АЧХ: Максимальное отклонение коэффициента усиления в полосе пропускания, обычно выражается в децибелах.
7. Чувствительность: Минимальное значение входного сигнала, необходимое для получения заданного выходного сигнала.
8. Уровень шума: Совокупность нежелательных электрических сигналов, генерируемых самим усилителем или внешними источниками.
9. Коэффициент нелинейных искажений (К_НИ): Мера искажения формы сигнала, вызванного нелинейностью характеристик усилительных элементов.
10. Входное и выходное сопротивления: Важные параметры для согласования усилителя с источником сигнала и нагрузкой.
11. Максимальное выходное напряжение и мощность: Определяют предельные возможности усилителя.

Таким образом, проектирование импульсного усилителя — это многогранная задача, требующая глубокого понимания как природы импульсных сигналов, так и специфических требований к их усилению, что напрямую влияет на выбор схемотехнических решений и элементной базы. В конечном итоге, от точности воспроизведения формы импульса зависит функциональность всей электронной системы, будь то передача данных или радиолокационное обнаружение.

Современные схемотехнические решения и выбор элементной базы

Построение импульсного усилителя, способного точно воспроизводить сигнал на высоких скоростях, сродни созданию высокоточного механизма. Каждая деталь, от активного элемента до малейшего пассивного компонента, играет свою роль в достижении требуемых характеристик. В этом разделе мы рассмотрим, как инженеры подходят к выбору «строительных блоков» для таких систем, уделяя внимание не только номинальным значениям, но и паразитным параметрам, которые особенно критичны в высокочастотных импульсных схемах.

Принципы построения многокаскадных импульсных усилителей

Исторически импульсные усилители часто ассоциировались с резисторными каскадами, которые являются базовым элементом для усиления сигнала. Однако для достижения широкой полосы пропускания и минимизации искажений в импульсных усилителях эти каскады требуют дополнительных цепей коррекции.

Основная проблема резисторных каскадов заключается в том, что для увеличения верхней граничной частоты (f_в) необходимо уменьшать сопротивление коллекторной нагрузки (R_к). Это, в свою очередь, приводит к снижению коэффициента усиления каскада. Именно поэтому импульсные усилители, как правило, состоят из нескольких каскадов. Каждый каскад обеспечивает небольшое усиление, но общая полоса пропускания сохраняется широкой.

Ключевые принципы построения многокаскадных ИУ:

1. Каскадирование: Соединение нескольких усилительных каскадов последовательно для достижения необходимого общего коэффициента усиления при сохранении широкой полосы пропускания. При этом каждый последующий каскад должен быть согласован с предыдущим.
2. Коррекция частотных характеристик: Для компенсации завала АЧХ на высоких и низких частотах применяются специальные корректирующие цепи. Это могут быть индуктивности, включенные параллельно или последовательно с резистором коллекторной нагрузки (высокочастотная коррекция), или RC-цепочки (низкочастотная коррекция).
3. Использование высокочастотных транзисторов: Выбор активных элементов с высокой граничной частотой f_T (частота, при которой коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером становится равным единице) критически важен. Для обеспечения широкой полосы пропускания усилителя, f_T транзистора должна быть значительно выше верхней рабочей частоты усилителя.
4. Минимизация паразитных емкостей: Межэлектродные емкости транзисторов, емкости монтажа и разводки печатной платы существенно ограничивают полосу пропускания на высоких частотах. Поэтому при проектировании печатных плат и монтаже компонентов необходимо уделять этому аспекту повышенное внимание.
5. Термостабилизация: Обеспечение стабильности режима работы транзисторов при изменении температуры окружающей среды является обязательным элементом, о чем будет подробно сказано в следующем разделе.

Современные многокаскадные усилители все чаще строятся на основе функциональных модулей в виде интегральных микросхем (ИМС). Это не только сокращает этапы проектирования, но и позволяет достигать значительно лучших характеристик при меньших габаритах и энергопотреблении. Специализированные широкополосные операционные усилители (ОУ) или усилители на полевых транзисторах (например, семейство FastFET™ компании Analog Devices) предоставляют высокую производительность, низкий уровень шумов и широкую полосу пропускания, что упрощает задачу достижения высоких импульсных характеристик.

Активные элементы: выбор и особенности применения транзисторов и ИМС

Выбор активных элементов — это фундамент, на котором строится весь импульсный усилитель. От их характеристик напрямую зависят быстродействие, усиление, полоса пропускания и стабильность работы устройства.

Высокочастотные транзисторы:

Для импульсных усилителей предпочтение отдается биполярным и полевым транзисторам, специально разработанным для высокочастотных применений. Ключевые параметры, которые необходимо учитывать при выборе:

• Граничная частота (f_T): Для биполярных транзисторов f_T (или f_h21б, f_h21э) — это частота, при которой коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером становится равным единице. Чем выше f_T, тем лучше транзистор работает на высоких частотах. В идеале f_T должна быть в несколько раз выше верхней рабочей частоты усилителя.
• Максимальный коэффициент усиления по току (h_FE или β): Определяет усиление транзистора по току в статическом режиме.
• Паразитные емкости (C_бэ, C_бк, C_кэ): Эти межэлектродные емкости существенно ограничивают полосу пропускания на высоких частотах. У высокочастотных транзисторов они минимизированы.

Для оценочного выбора транзистора можно использовать приближенную формулу:

fT > M ⋅ fc ⋅ hFE ⋅ K

Где:

• f_T — граничная частота транзистора.
• M — коэффициент, зависящий от типа транзистора. Для n-p-n транзисторов M ≈ 0,2-0,5, для p-n-p транзисторов M ≈ 1-3.
• f_c — верхняя рабочая частота усилителя.
• h_FE — статический коэффициент усиления по току.
• K — желаемый коэффициент усиления каскада.

Этот подход позволяет упростить расчеты, так как при соблюдении условия f_T > M ⋅ f_c ⋅ h_FE ⋅ K транзистор можно рассматривать как работающий в области низких частот, что исключает необходимость в сложных элементах высокочастотной коррекции в каждом каскаде (или значительно упрощает их).

В оконечных каскадах, где транзисторы работают в режиме сильного сигнала (часто близком к режиму переключения), важно учитывать их максимальные токи, напряжения и рассеиваемую мощность.

Интегральные микросхемы (ИМС):

Современные ИМС представляют собой мощные функциональные блоки, значительно упрощающие проектирование импульсных усилителей. Среди них:

• Малошумящие широкополосные операционные усилители (ОУ): Обладают высокой скоростью нарастания выходного напряжения (slew rate), широкой полосой пропускания, низким уровнем шумов и высокой стабильностью. Их применение позволяет создавать многокаскадные усилители с заданными характеристиками, используя минимальное количество внешних компонентов.
• Специализированные видеоусилители: Разработаны для работы с видеоимпульсами, обеспечивают высокую линейность и скорость.
• Усилители на полевых транзисторах (например, FastFET™): Благодаря высокому входному сопротивлению, эти ИМС минимизируют нагрузку на источник сигнала, что особенно важно для высокоскоростных схем.

Применение ИМС сокращает этапы проектирования, минимизирует риски, связанные с паразитными связями на печатной плате, и обеспечивает воспроизводимость характеристик устройства.

Пассивные эле��енты: критерии выбора для импульсных схем

Казалось бы, пассивные элементы — резисторы, конденсаторы, дроссели — играют второстепенную роль. Однако в импульсных схемах их правильный выбор критически важен для обеспечения стабильности, фильтрации и формирования сигнала.

1. Резисторы:
   • Мощность рассеяния: Должна соответствовать максимально возможному току, протекающему через резистор.
   • Индуктивность: Для высокочастотных схем необходимо использовать резисторы с минимальной паразитной индуктивностью (например, чип-резисторы или тонкопленочные).
   • Шум: Малошумящие резисторы предпочтительны для входных каскадов.
2. Конденсаторы: Являются одними из наиболее критичных пассивных элементов в импульсных схемах.
   • Надежность и качество: В импульсных преобразователях и схемах фильтрации конденсаторы подвергаются высоким нагрузкам.
   • Паразитные потери:
     • Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR — Equivalent Series Resistance): Чем ниже ESR, тем меньше потери энергии в конденсаторе, что критично для импульсных схем, где протекают большие токи.
     • Эквивалентная последовательная индуктивность (ESL — Equivalent Series Inductance): Высокая ESL может привести к резонансным явлениям на высоких частотах, ухудшая форму импульса.
   • Тип диэлектрика: Определяет стабильность емкости, температурную зависимость и потери. Пленочные конденсаторы (полипропиленовые, полиэстеровые) широко применяются в импульсных схемах благодаря их отличным частотным свойствам, низкой паразитной индуктивности и стабильности. Керамические конденсаторы (особенно X7R, C0G) используются для высокочастотной развязки. Электролитические конденсаторы, несмотря на большую емкость, имеют высокое ESR и ESL, поэтому их применение в цепях, где важна форма импульса, ограничено фильтрацией питания.
   • Рабочее напряжение: Должно быть с запасом относительно максимального напряжения в цепи.
3. Дроссели:
   • В импульсных источниках питания и фильтрах дроссель (индуктивность) в сочетании с конденсатором образует LC-фильтр, который поддерживает устойчивый выходной ток и подавляет пульсации.
   • Насыщение сердечника: Важно выбирать дроссели с сердечниками, которые не насыщаются при максимальном токе, чтобы избежать падения индуктивности и ухудшения фильтрации.
   • Добротность (Q-фактор): Чем выше добротность, тем меньше потери в дросселе.
   • Паразитная емкость: Высокая паразитная емкость дросселя может вызвать нежелательные резонансы на высоких частотах.

Правильный выбор и размещение пассивных элементов является не менее важным аспектом, чем выбор активной элементной базы. Это позволяет добиться заявленных характеристик усилителя и обеспечить его надежную работу в условиях усиления импульсных сигналов.

Методология расчета каскадов и коррекции параметров

Разработка импульсного усилителя — это не только искусство схемотехники, но и точная наука расчета. Каждый каскад, каждый элемент схемы должен быть тщательно спроектирован, чтобы обеспечить требуемые параметры. Этот раздел посвящен ключевым методам расчета, позволяющим достичь оптимальных характеристик усилителя, включая стабильность его работы при изменяющихся условиях.

Расчет оконечных и предоконечных каскадов

Оконечные и предоконечные каскады импульсного усилителя, особенно если они работают в режиме большого сигнала или переключения, требуют особого подхода к расчету. В этих каскадах транзисторы могут работать в нелинейных областях характеристик, что значительно усложняет анализ.

Наиболее целесообразным и наглядным методом для расчета этих каскадов является графоаналитический способ. Он заключается в использовании семейств входных и выходных характеристик выбранного транзистора (полученных из справочников или измерений) для построения статических и динамических нагрузочных линий.

Последовательность графоаналитического расчета:

1. Выбор транзистора: На основе требований к выходной мощности, напряжению и частотным свойствам подбирается подходящий транзистор.
2. Построение семейства выходных характеристик: На плоскости I_к = f(U_к) при различных значениях I_б (для биполярных транзисторов) или U_зи (для полевых транзисторов) строятся соответствующие кривые.
3. Определение рабочей точки покоя (Q-точки): Выбирается такая точка на характеристиках, чтобы транзистор работал в линейной области при отсутствии входного сигнала, обеспечивая необходимый режим усиления (например, класс А, В, АВ для усилителей мощности).
4. Построение статической нагрузочной линии: Эта линия соединяет две точки:
   • Точка на оси U_к: U_к = E_к (напряжение питания, при I_к = 0).
   • Точка на оси I_к: I_к = E_к/R_к (при U_к = 0), где R_к — сопротивление коллекторной нагрузки.
5. Построение динамической нагрузочной линии: Если в коллекторной цепи присутствует реактивная нагрузка (например, при наличии конденсаторов или индуктивностей), то при изменении сигнала нагрузочная линия становится динамической. В импульсных усилителях с индуктивной коррекцией она может иметь сложную форму.
6. Определение допустимых режимов:
   • Допустимое напряжение на коллекторе: Для импульсного усилителя, особенно работающего в режиме переключения (например, класс D), важно обеспечить запас по напряжению. Условие U_к.доп ≥ (1,5…1,75)E_к (где E_к — напряжение питания) гарантирует, что транзистор не выйдет из строя при возможных выбросах напряжения, возникающих в импульсном режиме.
   • Импульсная мощность коллекторной цепи (P_и): Определяется как произведение максимального импульсного тока (I_м) и максимального импульсного напряжения (U_м) на коллекторе: P_и = U_м ⋅ I_м. Эта мощность должна быть меньше максимально допустимой рассеиваемой мощности транзистора, указанной в справочнике.

Графоаналитический метод позволяет наглядно определить границы линейной работы, избежать насыщения или отсечки транзистора, а также оценить искажения сигнала при больших амплитудах, что является критичным для обеспечения точности передачи импульсов.

Термостабилизация транзисторных усилителей

Температура является одним из главных врагов стабильности транзисторного усилителя. С повышением температуры изменяются параметры транзистора: увеличивается обратный ток коллектора (I_кбо), уменьшается напряжение U_бэ, что приводит к неконтролируемому росту коллекторного тока и, как следствие, к дальнейшему саморазогреву и выходу транзистора из строя. Этот процесс называется тепловым пробоем. Для предотвращения этого явления применяется термостабилизация.

Суть термостабилизации заключается в использовании отрицательных обратных связей (ООС), которые компенсируют температурные изменения параметров транзистора.

Основные схемы термостабилизации:

1. Последовательная ООС по току (эмиттерная стабилизация):
   • Заключается во включении резистора R_э в цепь эмиттера транзистора.
   • При увеличении температуры, I_к возрастает, что приводит к увеличению падения напряжения на R_э (U_э = I_э ⋅ R_э).
   • Это, в свою очередь, уменьшает напряжение U_бэ (U_бэ = U_б — U_э), что стабилизирует I_к, поскольку U_б относительно стабильно.
   • Преимущество: простота. Недостаток: уменьшает коэффициент усиления каскада.
2. Параллельная ООС по напряжению (коллекторно-базовая стабилизация):
   • Резистор R_ос включается между коллектором и базой транзистора.
   • При увеличении температуры, I_к возрастает, U_к (напряжение на коллекторе) уменьшается.
   • Через R_ос протекает меньший ток в базу, что снижает I_б и, как следствие, стабилизирует I_к.
   • Преимущество: эффективна. Недостаток: уменьшает входное сопротивление каскада.
3. Комбинированные схемы с делителем напряжения и эмиттерным резистором: Наиболее распространенный подход, использующий резисторы R₁ и R₂ для создания стабильного напряжения на базе, и R_э для эмиттерной стабилизации. Это обеспечивает хорошую стабильность режима покоя.
4. Схемы с транзистором-«умножителем напряжения база-эмиттер» (V_БЭ-умножитель):
   • Используется дополнительный транзистор, включенный в цепь смещения основного транзистора.
   • Напряжение на этом транзисторе (его U_БЭ) зависит от температуры аналогично U_БЭ основного транзистора. Это позволяет создать очень стабильный ток покоя, компенсируя изменения U_БЭ основного транзистора с температурой.
   • Преимущество: обеспечивает отличную стабильность тока покоя, особенно в усилителях мощности класса АВ.

Эквивалентные схемы замещения биполярных транзисторов:
Для анализа в малосигнальном режиме и на низких частотах используются Т-образные эквивалентные схемы или схемы на основе h-параметров. Эти модели представляют транзистор как линейный четырехполюсник. Однако для анализа в импульсном режиме, где транзистор работает в нелинейных областях характеристик (режим переключения), эти модели недостаточны.

Для анализа транзисторных схем, работающих при больших сигналах, используется модель Эберса-Молла. Эта физическая эквивалентная схема строится на основе одномерной теоретической модели, предполагающей, что процессы в полупроводниковых структурах локализованы в определенных областях. Модель Эберса-Молла определяет взаимозависимость выходного тока транзистора и разности потенциалов на его базо-эмиттерном переходе:

IЭ = I0Э ⋅ exp(UБЭ / (m ⋅ UT))

Где:

• I_Э — ток эмиттера.
• I_0Э — обратный ток насыщения эмиттерного перехода.
• U_БЭ — напряжение база-эмиттер.
• m — коэффициент неидеальности p-n-перехода, который может варьироваться от 1 (для малых токов) до 2-5 (для токов, приближающихся к максимально допустимым).
• U_T — температурный потенциал, U_T = kT/q. При комнатной температуре (приблизительно 300 К или 27°C) U_T составляет около 25,85 мВ. Здесь k — постоянная Больцмана (1,38 ⋅ 10^-23 Дж/К), T — абсолютная температура в Кельвинах, q — элементарный заряд (1,602 ⋅ 10^-19 Кл).

Высокочастотная и низкочастотная коррекция

Для безыскаженного усиления импульсных сигналов усилитель должен иметь максимально широкую полосу пропускания. Однако естественные паразитные емкости транзисторов и монтажа, а также сопротивления нагрузки, приводят к спаду коэффициента усиления на высоких частотах и появлению скоса вершины импульса на низких. Для борьбы с этими явлениями применяются методы частотной коррекции.

Высокочастотная коррекция:

Ее цель — расширить полосу пропускания усилителя, увеличить его «площадь усиления» (произведение коэффициента усиления на полосу пропускания) и уменьшить длительность фронта импульса. Это позволяет использовать меньшее количество каскадов для достижения требуемых характеристик.

1. Параллельная коррекция индуктивностью:
   • В коллекторную цепь (или стоковую для ПТ) последовательно с резистором коллекторной нагрузки R_к включается индуктивность L_к.
   • На высоких частотах индуктивное сопротивление Z_L = ωL возрастает, компенсируя падение сопротивления R_к, вызванное шунтирующим действием паразитных емкостей.
   • Выбор L_к: Lк ≈ 0,4Rк2Cмонт, где C_монт — суммарная монтажная и паразитная емкость.
   • Преимущество: проста в реализации, эффективна.
2. Последовательная коррекция индуктивностью:
   • Индуктивность L_с включается между коллектором транзистора и следующим каскадом (или нагрузкой).
   • Эта индуктивность образует резонансный контур с шунтирующей емкостью следующего каскада, увеличивая усиление на верхних частотах.
   • Преимущество: может быть более эффективной в некоторых случаях, чем параллельная.
3. Эмиттерная ВЧ-коррекция:
   • Параллельно эмиттерному резистору R_э включается конденсатор C_э.
   • На высоких частотах C_э шунтирует R_э, уменьшая отрицательную обратную связь по току и увеличивая усиление.
   • Преимущество: улучшает частотные свойства без введения дополнительных индуктивностей.

Низкочастотная коррекция:

Ее задача — устранить скос плоской вершины импульса, который возникает из-за ограниченной полосы пропускания усилителя на низких частотах (в основном из-за разделительных конденсаторов).

1. RC-цепочки в коллекторной цепи:
   • Заключается во включении последовательной RC-цепочки (R_к.кор, C_к.кор) параллельно коллекторной нагрузке или в цепь коллектора, с соответствующей настройкой параметров.
   • На низких частотах сопротивление C_к.кор возрастает, увеличивая общее сопротивление нагрузки и компенсируя падение усиления, вызванное разделительными конденсаторами.
   • Для достижения хорошей коррекции часто требуется, чтобы постоянная времени RC-цепочки (τ = R_к.корC_к.кор) была значительно больше длительности импульса.

Правильное применение этих методов коррекции позволяет получить широкополосный импульсный усилитель с минимальными искажениями формы сигнала, что является ключевым требованием для большинства приложений.

Частотные характеристики и синтез обратных связей

В сложном танце электронов и полей, формирующих усиленный импульс, частотные характеристики и обратные связи играют роль дирижеров, определяющих гармонию и точность всего процесса. От того, насколько точно спроектированы эти аспекты, зависит способность усилителя передавать информацию без искажений и сохранять свою стабильность.

Расчет амплитудно-частотной характеристики (АЧХ)

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) усилителя — это его «паспорт» в частотной области, показывающий, как меняется коэффициент усиления в зависимости от частоты входного сигнала. Для импульсных усилителей идеальная АЧХ должна быть максимально плоской в широком диапазоне частот, чтобы избежать искажений формы импульса. Однако на практике всегда присутствуют факторы, ограничивающие полосу пропускания.

Влияние на АЧХ в области низких частот:

Основное влияние на нижнюю граничную частоту (f_н) оказывают разделительные (переходные) конденсаторы (C_св), которые используются для блокировки постоянной составляющей сигнала между каскадами и пропускания переменной. Эти конденсаторы образуют фильтры высоких частот совместно с входными и выходными сопротивлениями каскадов.

• Коэффициент усиления на низких частотах K(jω) уменьшается по мере снижения частоты, приближаясь к нулю на постоянном токе.
• Нижняя граничная частота f_н определяется как частота, на которой коэффициент усиления снижается на 3 дБ (или в √2 раз) относительно усиления на средних частотах.
• Для расчета f_н учитываются постоянные времени τ = R_вхC_св или τ = R_выхC_св, где R_вх и R_вых — эквивалентные сопротивления, с которыми связаны конденсаторы. Чем больше емкость разделительных конденсаторов, тем ниже нижняя граничная частота и тем лучше усилитель пропускает низкочастотные составляющие импульса, предотвращая скос вершины.

Влияние на АЧХ в области высоких частот:

На верхнюю граничную частоту (f_в) усилителя существенное влияние оказывают шунтирующие емкости. К ним относятся:

• Межэлектродные емкости транзисторов (C_бэ, C_бк, C_кэ): Эти паразитные емкости, особенно C_бк (емкость Миллера), оказывают значительное влияние.
• Емкости монтажа: Емкости между проводниками печатной платы, выводами компонентов и землей.
• Емкость нагрузки: Емкость, подключаемая к выходу усилителя.

На высоких частотах реактивное сопротивление этих емкостей уменьшается (Z_c = 1/(ωC)), они начинают шунтировать выходные и входные цепи каскадов, снижая их эффективное сопротивление нагрузки и, соответственно, коэффициент усиления.

• Верхняя граничная частота f_в также определяется как частота, на которой коэффициент усиления снижается на 3 дБ.
• Для ее расчета учитываются постоянные времени, образованные эквивалентными сопротивлениями каскадов и суммарными шунтирующими емкостями.

Для безыскаженного усиления импульсных сигналов требуется широкая полоса пропускания, которая может варьироваться от нескольких герц до нескольких сотен мегагерц, в зависимости от назначения и требуемой точности воспроизведения импульсов. Поэтому при расчете АЧХ необходимо тщательно подбирать емкости разделительных конденсаторов и использовать методы высокочастотной коррекции для компенсации влияния шунтирующих емкостей.

Влияние отрицательной обратной связи на параметры усилителя

Обратная связь (ОС) — это процесс, при котором часть выходного сигнала усилителя подается обратно на его вход. Введение отрицательной обратной связи (ООС) в усилитель является одним из мощнейших инструментов для улучшения его эксплуатационных характеристик, хотя и приводит к уменьшению общего коэффициента усиления.

Пусть K — коэффициент усиления усилителя без ОС, а β — коэффициент об��атной связи. Тогда коэффициент усиления с ООС будет Kос = K / (1 + βK).

Основные преимущества введения ООС:

1. Повышение стабильности коэффициента усиления: Глубокая ООС позволяет получить коэффициент усиления, который почти не зависит от изменения параметров усилительных элементов (например, из-за старения или температурных флуктуаций) и определяется в основном стабильными элементами цепи обратной связи (резисторами, конденсаторами). Если βK >> 1, то Kос ≈ 1/β.
2. Уменьшение нелинейных искажений: ООС эффективно уменьшает нелинейные искажения и помехи, возникающие внутри усилителя, примерно в (1 + βK) раз. Это связано с тем, что нелинейные искажения, появившиеся на выходе, через цепь ОС возвращаются на вход в противофазе, частично компенсируя сами себя.
3. Расширение полосы пропускания: Полоса пропускания усилителя с ООС расширяется обратно пропорционально уменьшению коэффициента усиления. Если полоса пропускания без ОС составляла Δf, то с ООС она станет Δfос = Δf ⋅ (1 + βK). Это особенно ценно для импульсных усилителей, которым требуется максимально широкая полоса.
4. Изменение входного и выходного сопротивлений:
   • Последовательная отрицательная обратная связь по напряжению: Повышает входное сопротивление усилителя (Rвх.ос = Rвх ⋅ (1 + βK)).
   • Параллельная отрицательная обратная связь по напряжению: Уменьшает входное сопротивление усилителя (Rвх.ос = Rвх / (1 + βK)).
   • ООС по напряжению: Уменьшает выходное сопротивление усилителя (Rвых.ос = Rвых / (1 + βK)).
   • ООС по току: Увеличивает выходное сопротивление усилителя (Rвых.ос = Rвых ⋅ (1 + βK)).
5. Частотно-зависимая ООС: Позволяет получить желаемую АЧХ, если применить глубокую ООС и сделать коэффициент обратной связи β(f) зависимым от частоты. Это может быть использовано для целенаправленного формирования частотной характеристики, например, для дополнительной коррекции.

Анализ устойчивости и синтез обратных связей

Несмотря на все преимущества, ООС несет в себе потенциальную опасность — потерю устойчивости. Усилители с ООС при определенных условиях могут самовозбуждаться, превращаясь в генераторы. Это происходит, когда фазовый сдвиг в петле обратной связи достигает 180° на частоте, где коэффициент усиления петли (βK) больше или равен единице. В этом случае отрицательная обратная связь становится положительной. Почему же так происходит, если цель ООС — стабилизация? Причина кроется в неизбежных фазовых сдвигах, вносимых реальными элементами схемы на высоких и низких частотах, которые могут превратить благотворное воздействие ООС в разрушительное.

Причины потери устойчивости (самовозбуждения):

1. Паразитные связи: В многокаскадных усилителях существуют нежелательные обратные связи, обусловленные:
   • Общим источником питания: Пульсации тока в цепях питания могут создавать паразитные связи между каскадами.
   • Емкостная и магнитная связь: Близкое расположение проводников, взаимные индуктивности.
   • Проходная проводимость усилительного прибора: Внутренние емкости транзисторов, особенно C_бк, могут создавать обратную связь.
2. Фазовые сдвиги: Каждый каскад усилителя и цепь обратной связи вносят фазовый сдвиг, который на высоких и низких частотах может достичь критических значений.

Методы повышения устойчивости усилителя:

1. Развязывающие фильтры в цепях питания: Использование RC- или LC-фильтров в цепях питания каждого каскада для подавления пульсаций и предотвращения их распространения.
2. Рациональное размещение деталей и трассировка печатной платы:
   • Минимизация длины проводников, особенно сигнальных и земляных.
   • Разделение сигнальных и силовых земель.
   • Размещение входных и выходных цепей на значительном расстоянии друг от друга.
   • Создание экранированных зон.
3. Экранировка: Металлические экраны вокруг чувствительных каскадов или всего устройства для защиты от электромагнитных наводок.
4. Схемы нейтрализации: Специальные цепи, предназначенные для компенсации паразитных обратных связей (например, проходной емкости C_бк транзистора).
5. Применение корректирующих RC-цепочек в цепях обратной связи: Дополнительные емкости или резисторы в цепи ООС могут искусственно уменьшить усиление на критических частотах или изменить фазовые сдвиги для обеспечения устойчивости.
6. Выбор транзисторов с низкой проходной емкостью: Использование высокочастотных транзисторов с минимизированными межэлектродными емкостями.

Синтез обратных связей — это процесс целенаправленного проектирования цепи ООС для достижения требуемых характеристик устойчивости и оптимизации параметров усилителя. Это включает в себя не только выбор топологии ОС (по напряжению, по току, последовательная, параллельная), но и расчет параметров элементов цепи обратной связи, а также анализ фазовых и амплитудных характеристик петли ОС с использованием критериев устойчивости (например, критерий Найквиста или Боде).

Моделирование и анализ импульсных усилителей с использованием САПР

В современном инженерном мире, где скорость и точность проектирования являются ключевыми, ручной расчет и экспериментальная отладка уступают место передовым методам моделирования. Системы автоматизированного проектирования (САПР) стали незаменимым инструментом для анализа и оптимизации импульсных усилителей на всех этапах разработки.

Математические модели транзисторов для анализа импульсных режимов

Сердцем любого моделирования являются адекватные математические модели компонентов. Для транзисторов, работающих в импульсных режимах, требуется особая точность, поскольку они часто выходят за пределы линейной области.

1. Эквивалентные схемы замещения для малосигнального режима (низкие частоты):
   • Т-образные эквивалентные схемы: Представляют транзистор как совокупность идеальных элементов (источников тока/напряжения, сопротивлений) и являются достаточно наглядными для анализа на низких частотах.
   • Модели на h-параметрах: Также представляют транзистор как линейный четырехполюсник, описывая его входные, выходные, прямые и обратные характеристики с помощью набора параметров (h₁₁, h₁₂, h₂₁, h₂₂). Эти модели удобны для расчета линейных каскадов усиления на низких частотах.

   Важно понимать, что эти модели справедливы только для малых сигналов, когда транзистор работает строго в линейной области своих характеристик, и не учитывают нелинейности, возникающие при усилении больших импульсных сигналов.

2. Модель Эберса-Молла для анализа в режиме большого сигнала:
   • Когда транзистор работает в импульсном режиме, он часто переключается между состояниями отсечки и насыщения, входя в нелинейные области характеристик. Для таких режимов требуется более сложная и точная модель — модель Эберса-Молла.
   • Эта модель является одной из наиболее полных и широко используемых для описания биполярного транзистора в режиме большого сигнала. Она основана на физических принципах работы p-n-переходов и учитывает токи, напряжения и скорости изменения зарядов в транзисторе.
   • Ключевые уравнения модели описывают токи эмиттера (I_Э) и коллектора (I_К) как функции напряжений на переходах база-эмиттер (U_БЭ) и база-коллектор (U_БК):

IЭ = I0Э [exp(UБЭ / (mЭ ⋅ UT)) - 1] - αR ⋅ I0К [exp(UБК / (mК ⋅ UT)) - 1]

IК = αF ⋅ I0Э [exp(UБЭ / (mЭ ⋅ UT)) - 1] - I0К [exp(UБК / (mК ⋅ UT)) - 1]

Где:

• I_0Э, I_0К — обратные токи насыщения эмиттерного и коллекторного переходов.
• α_F, α_R — коэффициенты передачи тока в прямом и инверсном активных режимах.
• m_Э, m_К — коэффициенты неидеальности p-n-переходов, варьирующиеся от 1 (для малых токов) до 2-5 (для токов, приближающихся к максимально допустимым).
• U_T — температурный потенциал (U_T = kT/q), который при 27°C (300 K) составляет примерно 25,85 мВ.

Модель Эберса-Молла также включает динамические элементы, такие как диффузионные и барьерные емкости переходов, что позволяет анализировать переходные процессы и временные параметры импульсов (фронты, спады).

Использование этой модели в симуляторах позволяет с высокой точностью прогнозировать поведение усилителя в импульсном режиме, включая такие тонкие эффекты, как выбросы, звон и задержки.

Применение систем автоматизированного проектирования (САПР)

Современные системы автоматизированного проектирования (САПР) или ECAD/EDA (Electronic Computer-Aided Design/Electronic Design Automation) являются краеугольным камнем в сквозном проектировании радиоэлектронной аппаратуры. Они предоставляют инженерам мощный набор инструментов для каждого этапа разработки импульсного усилителя — от концептуальной идеи до готового производства.

Ведущие САПР и их функционал:

1. Altium Designer: Одна из самых популярных и комплексных систем, предлагающая интегрированную среду для:
   • Редактора схем: Создание принципиальных электрических схем с широкими библиотеками компонентов.
   • Редактора библиотек: Создание и управление библиотеками компонентов (символы, посадочные места, 3D-модели).
   • Моделирование: Встроенные SPICE-симуляторы (например, на основе Berkeley SPICE) для аналогового, цифрового и смешанного моделирования.
   • Разводка печатных плат: Мощные инструменты для трассировки многослойных плат, контроля правил проектирования (DRC), анализа целостности сигналов (Signal Integrity).
   • 3D-моделирование: Визуализация печатной платы и компонентов в 3D для проверки механической совместимости.
   • Подготовка документации: Автоматическое генерирование спецификаций, перечней элементов, файлов Gerber для производства.
2. P-CAD (ныне часть Altium): Исторически был одним из лидеров, сейчас его функционал интегрирован и развивается в других продуктах.
3. OrCAD (Cadence OrCAD): Еще одна мощная и распространенная система, известная своими возможностями в:
   • OrCAD Capture: Схемотехнический редактор.
   • OrCAD PSpice: Расширенный SPICE-симулятор для аналогового и смешанного моделирования, позволяющий глубоко анализировать переходные процессы, частотные характеристики, искажения.
   • OrCAD PCB Designer: Инструмент для разводки печатных плат.
4. Delta Design (российская разработка): Комплексная отечественная САПР, активно развивающаяся для обеспечения сквозного цикла проектирования:
   • Включает редакторы схем, библиотек, средства моделирования (с акцентом на верификацию и анализ), инструменты для разводки плат и подготовки производственной документации.
   • Особое внимание уделяется анализу целостности сигналов, что критически важно для высокоскоростных импульсных усилителей.

Роль SPICE-симуляторов:

SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) — это стандарт де-факто для аналогового моделирования электронных схем. SPICE-симуляторы, интегрированные в САПР, позволяют:

• Прогнозировать переходные характеристики: Точно оценить время нарастания/спада, выброс, звон и задержку импульса на выходе усилителя, еще до создания физического прототипа.
• Оптимизировать схемные параметры: Экспериментировать с номиналами компонентов, корректирующими цепями, цепями обратной связи, чтобы добиться требуемых характеристик.
• Анализировать стабильность: Проверять устойчивость усилителя с обратной связью, выявлять потенциальные проблемы самовозбуждения.
• Оценивать влияние паразитных эффектов: Включать в модель паразитные емкости и индуктивности монтажа, чтобы увидеть их влияние на высокочастотные характеристики.
• Минимизировать искажения сигнала: Анализировать нелинейные искажения и подбирать режимы работы для их снижения.

Благодаря САПР и SPICE-симуляторам, инженер может виртуально «построить» и «испытать» импульсный усилитель, значительно сократив время и затраты на разработку, а также повысив надежность и качество конечного продукта. Это обеспечивает студенту уникальную и актуальную базу для выполнения курсового проекта, превосходящую стандартные подходы.

Заключение

Путь от абстрактного понятия «импульсного сигнала» до функционального многокаскадного усилителя — это увлекательное путешествие в мир радиотехники и электроники. Наше комплексное руководство продемонстрировало, что успешное проектирование импульсного усилителя требует не только глубоких теоретических знаний, но и системного подхода к выбору элементной базы, тщательному расчету каждого каскада, внедрению эффективных методов термостабилизации и частотной коррекции, а также мастерского владения инструментами анализа устойчивости и синтеза обратных связей.

Мы подробно рассмотрели, как природа импульсных сигналов диктует особые требования к усилителям, заставляя нас искать баланс между коэффициентом усиления, широкой полосой пропускания и минимальными искажениями. Мы углубились в детали выбора высокочастотных транзисторов и обосновали возрастающую роль интегральных микросхем как готовых функциональных модулей, способных значительно ускорить и упростить процесс разработки. Особое внимание было уделено критериям выбора пассивных элементов, чья, казалось бы, второстепенная роль в импульсных схемах на самом деле оказывается критически важной.

Методология расчета, охватывающая графоаналитические методы для оконечных каскадов, разнообразные схемы термостабилизации и изощренные приемы высокочастотной и низкочастотной коррекции, является основой для достижения заданных технических характеристик. А понимание влияния обратных связей на стабильность усиления, уменьшение искажений, расширение полосы пропускания, а также методов предотвращения самовозбуждения, позволяет создавать не только эффективные, но и надежные устройства.

Наконец, мы подчеркнули незаменимую роль современных систем автоматизированного проектирования (САПР) и математических моделей, таких как модель Эберса-Молла. Эти инструменты не просто ускоряют процесс, но и позволяют инженеру виртуально исследовать и оптимизировать каждый аспект работы усилителя, предвидеть и устранить потенциальные проблемы еще до создания физического прототипа.

Выполнение курсовой работы по проектированию импульсного усилителя — это не просто академическая задача, а полноценный инженерный вызов. Применение знаний, изложенных в этом руководстве, позволит вам не только успешно справиться с этим вызовом, но и сформировать глубокое понимание принципов работы и методологий создания сложной радиоэлектронной аппаратуры. Комплексный подход, сочетающий теоретическую базу, актуальную элементную базу и современные программные средства, станет ключом к вашему успеху и фундаментом для дальнейшего профессионального роста.

Список использованной литературы

1. Высокочастотные полупроводниковые усилители с обратной связью / под ред. А.И. Борисова, А.В. Кривошейкина. М. : Сов. Радио, 1982.
2. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник / А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др. ; под ред. А.В. Голомедова. М. : Радио и Связь, 1989. 640 с.
3. Схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов: учеб. пособие по курсовому проектированию / ГЭТУ. СПб., 1996. 60 с.
4. Ежков Ю. С. Справочник по схемотехнике усилителей. URL: https://elec.ru/library/books/spravochnik-po-shemotehnike-usiliteley/ (дата обращения: 26.10.2025).
5. Импульсные сигналы: характеристика, типы и основные параметры. URL: https://voltage.com.ua/impulnye-signaly (дата обращения: 26.10.2025).
6. Виды и параметры импульсных сигналов. URL: https://dnuzt.edu.ua/files/konsp_lek_radio/Konsp_2sem.doc (дата обращения: 26.10.2025).
7. Импульсный сигнал // Словари и энциклопедии на Академике. URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/1063/%D0%98%D0%9C%D0%9F%D0%A3%D0%9B%D0%AC%D0%A1%D0%9D%D0%AB%D0%99 (дата обращения: 26.10.2025).
8. Электронный усилитель // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%83%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C (дата обращения: 26.10.2025).
9. Основные методы высокочастотной коррекции. Основы схемотехники. Курс лекций. URL: https://studfile.net/preview/2654959/page:7/ (дата обращения: 26.10.2025).
10. Высокочастотная коррекция. URL: https://euniver.esstu.ru/files/lectures/book_007/part_04/chapter_07/07_03.html (дата обращения: 26.10.2025).
11. Лекция №7 Импульсные и широкополосные усилители. URL: https://studfile.net/preview/4421447/page:18/ (дата обращения: 26.10.2025).
12. Импульсный усилитель // Справочник Автор24. URL: https://spravochnick.ru/radioelektronika/impulsnyy-usilitel/ (дата обращения: 26.10.2025).
13. Импульсные и широкополосные усилители, Общие сведения об импульсных и широкополосных усилителях // Устройства приема СВЧ сигналов. URL: https://ozlib.com/834863/radiotehnika/impulsnye_shirokopolosnye_usiliteli (дата обращения: 26.10.2025).
14. Термостабилизация транзисторного усилителя. URL: https://studfile.net/preview/2864696/page:14/ (дата обращения: 26.10.2025).
15. Проектирование широкополосных и импульсных усилителей. URL: https://studfile.net/preview/8834947/page:11/ (дата обращения: 26.10.2025).
16. Классификация усилителей. URL: https://studfile.net/preview/5217438/page:14/ (дата обращения: 26.10.2025).
17. Импульсные усилители 2021. URL: https://vk.com/@radio_tech_group-impulsnye-usiliteli (дата обращения: 26.10.2025).
18. Усилители с высокочастотной коррекцией // Устройства приема СВЧ сигналов. URL: https://ozlib.com/834863/radiotehnika/usiliteli_vysokochastotnoy_korrektsiey (дата обращения: 26.10.2025).
19. Импульсный сигнал и его параметры. URL: https://studfile.net/preview/4569035/page:10/ (дата обращения: 26.10.2025).
20. Импульсные усилители (ИУ). URL: https://studfile.net/preview/4421447/page:18/ (дата обращения: 26.10.2025).
21. Описание, предназначение, виды усилителей. URL: https://radioskot.ru/publ/radiokomponenty/usilitel/20-1-0-358 (дата обращения: 26.10.2025).
22. Продолжение германиевой темы: улучшение термостабилизации усилителя // Журнал практической электроники Датагор. URL: https://datagor.ru/amplifiers/solid-state/2883-uluchshenie-termostabilizacii-usilitelja.html (дата обращения: 26.10.2025).
23. Классификация усилителей. URL: https://studfile.net/preview/434778/page:14/ (дата обращения: 26.10.2025).
24. Частотная коррекция усилителей с обратной связью. URL: https://habr.com/ru/articles/716182/ (дата обращения: 26.10.2025).
25. Импульсные усилители // Электроника и микроэлектроника. URL: https://studme.org/2864696/radiotehnika/impulsnye_usiliteli_iu (дата обращения: 26.10.2025).
26. Импульс, электронный сигнал // А-Контракт. URL: https://a-contract.ru/wiki/impuls-elektronnyy-signal (дата обращения: 26.10.2025).
27. Классы усилителей (A, B, АВ, C, D) — их различие и применение. URL: https://dmasound.ru/klassy-usiliteley-a-b-av-c-d-ih-razlichie-i-primenenie/ (дата обращения: 26.10.2025).
28. Усилитель (электроника) // Словари и энциклопедии на Академике. URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/%D0%A3%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0) (дата обращения: 26.10.2025).
29. Выбор пассивных компонентов для неизолированного импульсного источника питания. URL: https://www.power-e.ru/article/vybor-passivnykh-komponentov-dlya-neizolirovannogo-impulsnogo-istochnika-pitaniya/ (дата обращения: 26.10.2025).
30. Основные параметры усилителей // Radiomaster.ru. URL: https://radiomaster.ru/articles/elektronika/usiliteli-i-generatory/osnovnye-parametry-usiliteley (дата обращения: 26.10.2025).
31. Широкополосные и импульсные усилители. URL: https://studfile.net/preview/1054700/page:9/ (дата обращения: 26.10.2025).
32. Широкополосные усилители. URL: https://music-angel.ru/blog/shirokopolosnye-usiliteli (дата обращения: 26.10.2025).
33. Термостабилизация работы ТРАНЗИСТОРА. Для чего это надо и как ее сделать. URL: https://www.youtube.com/watch?v=1oW_lVw_R3Q (дата обращения: 26.10.2025).
34. Транзисторный УМЗЧ с повышенной динамической термостабильностью // RadioRadar. URL: https://radioradar.net/radio_electronics/audio_equipment/power_amplifier/tranzistornyy_umzch_s_povyshennoy_dinamicheskoy_termostabilnostyu.html (дата обращения: 26.10.2025).
35. Особенности проектирования усилителей на интегральных схемах. URL: https://studfile.net/preview/1722774/page:63/ (дата обращения: 26.10.2025).
36. Импульсные и широкополосные усилители // Схемотехника аналоговых электронных устройств. URL: https://studwood.net/1436154/radiotehnika/impulsnye_shirokopolosnye_usiliteli (дата обращения: 26.10.2025).
37. Термостабилизация и термокомпенсация положения рабочей точки покоя // Студопедия. URL: https://studopedia.su/13_114358_termostabilizatsiya-i-termokompensatsiya-polozheniya-rabochey-tochki-pokoya.html (дата обращения: 26.10.2025).
38. Усилители электрических сигналов. URL: https://studfile.net/preview/4421447/page:7/ (дата обращения: 26.10.2025).
39. Пикосекундный широкополосный усилитель постоянного тока // QRZ.RU. URL: https://www.qrz.ru/schemes/contribute/design/titov1.shtml (дата обращения: 26.10.2025).
40. Широкополосный усилитель для диапазона 2–4 ГГц с выходной мощностью 35 Вт. URL: https://www.elcomdesign.ru/pdf/elcom_2020_01_7.pdf (дата обращения: 26.10.2025).
41. Импульсные и широкополосные усилители. URL: https://baltech.ru/files/lection/lekcii_elektronika_nov_2/glava_8.doc (дата обращения: 26.10.2025).
42. Расчёт и проектирование импульсного усилителя // Allbest.ru. URL: https://other.allbest.ru/other/000021610_0.html (дата обращения: 26.10.2025).
43. Расчет цепи импульсного усилителя // Основы радиоэлектроники. URL: https://comp-bez.ru/osnovy-radioelektroniki/raschet-cepi-impulsnogo-usilitelya.html (дата обращения: 26.10.2025).
44. Эквивалентные схемы замещения транзистора. URL: https://studfile.net/preview/2654959/page:41/ (дата обращения: 26.10.2025).
45. Эквивалентная схема биполярного транзистора. URL: https://studfile.net/preview/1146603/page:21/ (дата обращения: 26.10.2025).
46. Расчет параметров элементов импульсного усилителя. URL: https://studfile.net/preview/5549071/page:10/ (дата обращения: 26.10.2025).
47. Обратная связь и её влияние на параметры усилителя // Siblec.Ru. URL: https://siblec.ru/radiotekhnika/usiliteli/obratnaya-svyaz-i-ee-vliyanie-na-parametry-usilitelya (дата обращения: 26.10.2025).
48. Структурные схемы усилителей на базе аналоговых микросхем // Cyberleninka. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/strukturnye-shemy-usiliteley-na-baze-analogovyh-mikroshem (дата обращения: 26.10.2025).
49. Влияние отрицательной обратной связи на параметры и характеристики усилителя. URL: https://studfile.net/preview/5980004/page:14/ (дата обращения: 26.10.2025).
50. Физические эквивалентные схемы биполярных транзисторов // Club155.ru. URL: https://club155.ru/book/fizicheskie-ekvivalentnye-shemy-bipolyarnykh-tranzistorov/ (дата обращения: 26.10.2025).
51. Обратные связи в трактах усиления. URL: https://studfile.net/preview/2654959/page:41/ (дата обращения: 26.10.2025).
52. Модели биполярных транзисторов. URL: https://studfile.net/preview/5980004/page:17/ (дата обращения: 26.10.2025).
53. Лекция 24. Усилители на полевых транзисторах. URL: https://studfile.net/preview/5980004/page:24/ (дата обращения: 26.10.2025).
54. Схемы замещения биполярного транзистора. URL: https://studfile.net/preview/1146603/page:21/ (дата обращения: 26.10.2025).
55. CAD-программы для электроники // Сайт Паяльник. URL: https://cxem.net/calc/cad.php (дата обращения: 26.10.2025).
56. Амплитудно-частотная характеристика РЭА // Цифровая техника в радиосвязи. URL: https://digteh.ru/Sxemoteh/LinPar/AmplChHar/ (дата обращения: 26.10.2025).
57. Разработка многокаскадных усилителей класса C для импульсных радарных применений // АВАНТИ — электронные компоненты. URL: https://soel.ru/upload/iblock/c38/c38676a0c0e86b4d371ee31969a2d8e4.pdf (дата обращения: 26.10.2025).
58. Глава II. Расчет импульсного усилителя мощности. URL: https://studfile.net/preview/8796841/page:10/ (дата обращения: 26.10.2025).
59. Примеры реализации импульсных усилителей с частотно-разделительными цепями // Устройства приема СВЧ сигналов. URL: https://ozlib.com/834863/radiotehnika/primery_realizatsii_impulsnyh_usiliteley_chastotno_razdelitelnymi_tsepyami (дата обращения: 26.10.2025).
60. Устойчивость усилителей с обратной связью. URL: https://studfile.net/preview/1722774/page:65/ (дата обращения: 26.10.2025).
61. Расчет импульсного усилителя // Библиофонд!. URL: https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=529231 (дата обращения: 26.10.2025).
62. Расчет амплитудно-частотной характеристики усилителя // Studwood. URL: https://studwood.net/1436154/radiotehnika/raschet_amplitudno_chastotnoy_harakteristiki_usilitelya (дата обращения: 26.10.2025).
63. Анализируем простейший усилитель // Хабр. URL: https://habr.com/ru/articles/802497/ (дата обращения: 26.10.2025).
64. Обратная связь в усилителях. URL: https://studfile.net/preview/4421447/page:21/ (дата обращения: 26.10.2025).
65. Влияние обратных связей на основные параметры усилителя // Radiomaster.ru. URL: https://radiomaster.ru/articles/elektronika/usiliteli-i-generatory/vliyanie-obratnyh-svyazey-na-osnovnye-parametry-usiliteley (дата обращения: 26.10.2025).
66. Сквозной цикл автоматизированного проектирования радиоэлектронной аппаратуры в среде САПР Delta Design // Эремекс. URL: https://www.eremex.ru/upload/iblock/d76/2018_CAD_CAM_CAE_Observer_Delta_Design.pdf (дата обращения: 26.10.2025).
67. Способы повышения устойчивости усилителя // Приемники систем фиксированной и мобильной связи. URL: https://ozlib.com/834863/radiotehnika/sposoby_povysheniya_ustoychivosti_usilitelya (дата обращения: 26.10.2025).
68. Altium Designer — система сквозного проектирования // САПР и графика. URL: https://sapr-grafika.ru/altium-designer-sistema-skvoznogo-proektirovaniya/ (дата обращения: 26.10.2025).
69. Системы автоматизированного проектирования электронных устройств и систем (E-CAD). URL: https://studfile.net/preview/434778/page:3/ (дата обращения: 26.10.2025).
70. Автоматизированное проектирование радиоэлектронной аппаратуры // Хабр. URL: https://habr.com/ru/companies/eremex/articles/437976/ (дата обращения: 26.10.2025).
71. Простая схема импульсного усилителя мощности класса D. URL: https://vprl.ru/publ/skhemy/usiliteli/prostaja_skhema_impulsnogo_usilitelja_moshhnosti_klassa_d/22-1-0-280 (дата обращения: 26.10.2025).
72. Влияние отрицательной обратной связи на свойства усилителя // Cito. URL: https://cito.ru/radio/ampli/os.htm (дата обращения: 26.10.2025).
73. Расчет и выбор усилителя импульсов. URL: https://studfile.net/preview/8834947/page:28/ (дата обращения: 26.10.2025).
74. Лекция 5 Усилительные устройства. URL: https://studfile.net/preview/1146603/page:18/ (дата обращения: 26.10.2025).
75. Конденсаторы // Чип и Дип. URL: https://www.chipdip.ru/catalog/capacitors (дата обращения: 26.10.2025).
76. Амплитудная характеристика усилителя // Цифровая техника в радиосвязи. URL: https://digteh.ru/Sxemoteh/LinPar/AmplChar/ (дата обращения: 26.10.2025).
77. Многокаскадные усилители с конденсаторной связью между каскадами, Область низких частот // Схемотехника аналоговых электронных устройств. URL: https://bstudy.net/603073/radiotehnika/mnogokaskadnye_usiliteli_kondensatornoy_svyazyu_mezhdu_kaskadami_oblast_nizkih_chastot (дата обращения: 26.10.2025).
78. Расчет импульсных источников питания устройств авионики // МГТУ ГА. URL: https://studfile.net/preview/9985223/page:6/ (дата обращения: 26.10.2025).
79. Амплитудно-частотная характеристика // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D1%82%D1%83%D0%B4%D0%BD%D0%BE-%D1%87%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0 (дата обращения: 26.10.2025).
80. Лабораторная работа №3 частотные характеристики усилителей на резисторах. URL: https://studfile.net/preview/5980004/page:16/ (дата обращения: 26.10.2025).