Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 317

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рассмотрим ее

действие

на примере

транзисторного

каскада

(рис.

2.86).

 

эмиттерной коррекции / ? э . к

 

 

В

этой схеме

резистор

и

конденса­

тор эмиттерной коррекции Сэ.„ предназначены для

уменьшения

времени нарастания фронта выходных

импульсов, т.

е. для рас-

Рис. 2.86. Схема импульсного усилителя с после­ довательной КООС по эмнттериому току

ширения полосы пропускания усилителя в области

верхних

ча­

стот. Действие ячейки ЯЭ.КСЭ.К

В

 

можно

объяснить либо

частотным,

либо временным

методом.

любом случае

надо

учитывать,

что

 

п

*.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

Ут вх

 

 

 

 

t

 

 

и*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

•"

0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

»

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

г

 

 

a

 

 

Рис. 2.87.

Напряжение

на

коллекторе

транзистора

в им­

 

 

 

 

пульсном усилителе:

 

 

 

 

 

а — без обратной

связи

 

(#э

к = 0 ) :

б — с

эмиттерной

Б О О С

 

( С э к = 0 ) ;

в — с эмиттерной

И О О С

при

малой

емкости

Сд

к;

 

г — с

эмиттерной

И О О С

при значительной

емкости

С э

к

 

 

(в случаях б,

в к г

сопротивление

/ ? э

к одинаковое)

 

 

емкость конденсатора Сэ .к невелика (обычно сотни пикофарад). Сопротивление Яэобычно бывает порядка сотен ом. Более по­ дробно о значении этих величин поговорим в процессе объяснения рис. 2.87.

314


Rs+Ra.i<-

Предположим, что Яэ .к = 0. Тогда и конденсатор Сэ .к не нужен. В этом случае в усилителе обратной связи нет и его коэффициент усиления максимален. Напряжение на коллекторе изображается

кривой

а.

 

 

Если

в усилителе резистор Ra.v

есть, а конденсатора

Сэ .к нет

(т. е. Сэ.к = 0), получается схема

с эмиттерной БООС.

Безынер­

ционная отрицательная обратная связь уменьшает амплитуду вы­ ходного импульса и длительность его фронтов. Однако сокраще­ ние длительности фронтов происходит в меньшей степени, чем

уменьшение

коэффициента

усиления

каскада

(кривая б).

 

Если

при

неизменной

величине

сопротивления

/?„.к

(порядка

сотен ом)

увеличивать емкость С э к

(примерно

до

тысячи

пикофа-

рад), то будет наблюдаться постепенное возрастание крутизны фронтов импульса, т. е. уменьшение их длительности. Поэтому форма напряжения на коллекторе транзистора становится более прямоугольной (кривая в).

Происходит это вследствие того, что конденсатор Сэ .к неболь­ шой емкости устраняет обратную связь для высших гармоник ча­ стотного спектра импульсного сигнала, но сохраняет ее для об­ ласти его средних и нижних частот. По этой причине изменение коллекторного напряжения начинается при отсутствии обратной связи, а заканчивается при ее наличии.

Физически это объясняется тем, что напряжение на конден­ саторе не может изменяться мгновенно. Все это означает, что из-за наличия сравнительно малой емкости Сэ .к отрицательная об­ ратная связь в усилителе начинает действовать с небольшим за­ паздыванием. Когда это время истекает, фронт импульса оказы­ вается уже сформирован. Такая обратная связь является инер­ ционной.

При емкости Сэв несколько тысяч пикофарад обратная связь вступает в действие с очень большим опозданием и напряжение на коллекторе успевает измениться на величину, большую, чем амплитуда импульса (кривая г). В результате этого на вершине импульса появляется характерный выброс.

Помимо коррекции фронта выходных импульсов резистор /?э осуществляет температурную стабилизацию исходного режима усилителя. Если она оказывается недостаточной, а форма импуль­

сов

хороша,

то применяют варианты

схем,

изображенные

на

рис.

2.88.

 

 

 

 

 

В

этих схемах конденсатор С0 имеет

большую емкость

(еди­

ницы микрофарад), а сопротивление R3

бывает порядка

несколь­

ких

тысяч ом. Поэтому ООС для основных гармонических со­

ставляющих

импульсного сигнала создается

только на

резисто­

ре /?э.к, а ООС для постоянного тока эмиттера получается на сум­ марном сопротивлении

Основной недостаток данных схем заключается в малом уси­ лении низших гармоник импульсных сигналов. Объясняется это

увеличением

обратной

связи на низших частотах, которая создает­

ся для них

на обоих

резисторах. Бороться с этими явлениями

315


значительным увеличением емкости Сэ .к нелегко, так как электро­ литические конденсаторы очень большой емкости имеют малое со­ противление утечки и большие габариты.

Указанный недостаток приведенных схем может оказаться су­ щественным в случаях очень низкой частоты повторения усиливае-

Рис. 2.88. Варианты схем импульсных усилителен с повышенной температур­ ной стабильностью исходного режима

мых импульсов (при больших дальностях

действия РЛС),

а

так

же при их значительной длительности

(сотни

микросекунд).

 

 

1ка+1во

 

Ламповые

видеоусилители

с КООС для коррекции

фрон­

 

тов

выходных

импульсов

ана­

 

логичны

 

транзисторным.

Их

 

схема

обычна

(рис.

2.17

или

 

2.26),

но

конденсатор

катод­

 

ной

ячейки имеет

небольшую

 

емкость

(сотни

пикофарад).

 

 

 

4.

Видеоусилители

 

 

 

с низкочастотной

коррекцией

 

Если

в

рассмотренных

ви­

 

деоусилителях

нижняя гранич­

 

ная

частота полосы

пропуска­

Рис. 2.89. Схема импульсного усилителя

ния

/„.г

оказывается

недоста­

точно

малой, то их

схемы

до­

с низкочастотной коррекцией

полняют

элементами

низкоча­

 

 

стотной

коррекции.

 

 

 

 

Применим эту коррекцию в простейшем усилителе на транзи­

сторе п-р-п. Тогда

получается схема, изображенная

на рис. 2.89.

В этой схеме последовательно с коллекторным

сопротивлением RK

включен RC-филътр.

Он состоит из резистора

У?к.ф и

конденсато-

316


ра Ск.ф. Для переменных составляющих коллекторного тока (т. е. для гармоник импульсного сигнала) они соединены параллельно.

Идея низкочастотной коррекции состоит в том, что фильтр Як.фСк.Ф обеспечивает увеличение сопротивления коллекторной на­ грузки транзистора с понижением частоты усиливаемых колеба­ ний (рис. 2.90).

|ZW| Нижние

Средние

частоты

. частоты

Рис. 2.90. Зависимость сопротивления коллек­

торной

нагрузки

транзистора

 

от

частоты в

усилителе

с низкочастотной

коррекцией при

условии, что

Rn > RK и # в х

>

RK

Применительно

к

процессу

усиления

 

прямоугольного отрица­

тельного импульса

это означает, что

по

мере прохождения его

через усилитель потенциал

коллектора

не

остается постоянным,

а экспоненциально

возрастает

(рис. 2.91,а).

 

°

6

Рис. 2.91. Форма коллекторного

и выходного импульса

в усилителе на транзисторе п — р — п.

с низкочастотной

коррекцией при наличии большой

скважности

Объясняется это тем, что из-за возросшего сопротивления тран­ зистора конденсатор Ск.ф медленно подзаряжается. Результатом такого процесса является повышение потенциала его правой об­ кладки и, следовательно, коллектора транзистора.

317


Если на вход усилителя подается положительный

прямоуголь­

ный

кмшульс (рис. 2.91,6"), то «а время

его действия

сопротивле­

ние

транзистора п-р-п уменьшается. В

этом случае

конденса­

тор

С к . ф медленно разряжается и потенциал его правой

обкладки

экспоненциально понижается. Одновременно понижается и потен­ циал коллектора.

В обоих случаях на выходе переходной цепи усилителя можно получить импульс с плоской вершиной. Для этого необходимо выбрать элементы фильтра так, чтобы напряжение на конденса­

торах С к . ф и С п

изменялись

с одинаковой

скоростью, т. е. по од­

ному и тому же закону.

 

 

 

 

 

 

 

Данное условие выполняется, если

 

 

 

 

 

 

 

С к . ф - / ? к = С п - / ? п .

 

 

 

( 2 . 1 7 9 )

Здесь

предполагается, что

внешняя

нагрузка

рассматривае­

мого каскада отсутствует. Если

же она есть, то уравнение

(2 . 179 )

записывается так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С к . ф / ? К = С П - ^ ^ - .

 

 

( 2 . 1 8 0 )

Данное равенство называют условием коррекции вершины им­

пульсов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Что

касается

величины

сопротивления

Як.ф, то

она

зависит

от RK. Теоретически и экспериментально

доказывается, что в оди­

ночном

каскаде

целесообразно

иметь

RK.<t>~ (2 + 5) • RK.

R„^>R„

Если

условие

коррекции

вершины

выполнено, то при

нижнюю гранитную частоту усилителя можно определить по урав­ нению

 

^ = 2 7 с Ь ^ - : & -

( 2 Л 8 1 )

Отсюда

видно, что сопротивление

/ ? к . ф выгодно увеличивать.

Однако следует иметь в виду, что при увеличении

/ ? к . ф требуется

увеличивать

напряжение ЕК,

что нежелательно.

 

 

5. Оконечный

каскад

видеоусилителя

а) Н а з н а ч е н и е о к о н е ч н о г о к а с к а д а

Видеоимпульсы с выхода

радиолокационного

приемника по­

ступают на индикатор. Он соединяется с приемником при помощи коаксиального кабеля. Входное сопротивление кабеля обычно бы­ вает емкостным. Это означает, что действие соединительного ка­ беля на оконечный каскад видеоусилителя равноценно некоторой

эквивалентной емкости. Ее характерная

величина — сотни

пико-

фарад.

 

 

На этой емкости должны создаваться прямоугольные видеоим­

пульсы с большой амплитудой (десятки

вольт) с малым

време-

318