Файл: Любивый В.И. Усилительные устройства учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 140

Скачиваний: 0

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

- 99 -

Область верхних частот

Объединяя в схеме (см. рис.2Л,б) все проводимости в

одну

и заменяя

емкости эквивалентной

с э 'с и « * « Ч .Л С * ,

получим о'олее простую схему (рис.2.Щ

содержащую генератор тока S V i

.проводимость

а емкость

Из этой схемы находим выходное

напряжение

 

 

ц-.

- SU j

 

 

 

 

t i W C .

 

 

и коэффициент усиления каскада

в области высших ш стот;

К

 

 

S

 

 

и .

§ э

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

к6

xs

S R a

=

K Q

(2 .16)

j « C 3 R 3

 

 

ь

 

 

 

где ПС = C g R 3

- постоянная времени верхних частот рео­

 

 

статного

каскада.

 

Модуль коэффициента усиления, определяющий частотную характеристику не верхних частотах, его фаза и коэффициент частотных искажений определяются соответственно выражениями^

к =

-------J^ £ ---------

(2.17)

6

V i -

 



 

-

100

-

 

tjp6 * -

a r c lg to X g

;

(2.18)

 

 

 

 

(2.19)

Здесь опущена величина J t

в соответствии

со еделаиным

ранее замечанием.

 

 

 

 

На рис.2.12 графически представлены частотная и Фазо­

вая характеристики

реостатного

каскада на

верхних частотах.

Из аналитической зависимости и графического представле­ ния частотной характеристики следует, что с ростом частоты коэффициент усиления падает. Физически это можно объяснить т1ем, что с ростом частоты уменьшается сопротивление емкости с , что приводит к снижекиювыходного напряжения каскада.

На основании формулы (2.18) и рис. 2.12 можно сделать вывод, что угол сдвига фазы между входным и выходным напря­ жениями реостатного каскада в области средних частот етремитг

ся к 0° и на верхних частотах к

- 90°при <•>-► о о .

На основании выражения (2.19)

находим высшую частоту

усилителя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOI

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.20)

 

На уровне

 

Kg

~

W

 

(

при

 

fl

 

 

\

как

 

 

 

 

 

fe> = v'iT/,

 

это

обычно принято,высшая

граничная частота

определится

 

 

 

 

 

 

to

 

(

 

или

 

0,15Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rt e

 

 

 

 

сч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из полученных соотношений следует, что для расширения

'

полосы частот

,

усиливаемых усилителем,

необходимо умень­

 

шить постоянную времени

 

СЭЯ Э .

Уменьшить

ее мож­

 

но главным

образом

только

за

счет

величины

Я э

,

так как1

существенно

снизить

емкость

С э

, .вторая непосредствен-'

но

связана с

элементами

схемы,

не представляется

возмож-

,

ным. В принципе уменьшать

Я э

можно

за счет

уменьшения

 

любого из

трех сопротивлений

 

 

и Ис

. Однако в кас-

:

кадах с триодами

U-L

не удается

менять в широких пределах,

а в каскадах с пентодами 1Ц

значительно больше R a

и из­

 

менение R l почти не влияет на значение

Яэ

.

Поэтому

прак)?и

чески уменьшение

Я э

возможно

за

счет

 

и

Я с

.

Умень­

шение

сопровождается увеличе!В1ем разделительного конден­

сатора , что видно из

формул (2 .7 , 2 .8 ,

2 ,9 ).

 

 

 

 

 

Наиболее

целесообразно

производить уменьшение

за

счет

1

уменьшения

 

 

 

,

так

как

при

этом снизится

падение

пите--

ющего напряжения

на

Я а

и повысится напряжение на аноде,

 

ток рабочей точки и крутизна характерстаки

в этой

точке,

 

а также представляется возможность снизить напряжение анод­

 

ного литания. Однако уменьшение

 

сопровождается

пропор­

 

циональным уменьшением коэффициента усиления

К 0 .

 

 

 

Выбор оптимальных

значений

R fl и

 

производят

из

 

произведения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 о« .fc. ^ «t

ь

■s S - V S T i ’ • -£■,

(2.21)

 

 

 

 

vfiFT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

« Г

 

 

н

|

 

-

коэффициент частотных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соответствующий

высшей граничной частоте

U g

 

искажений,

 


- IQS -

Выражение

(2 .21),

 

подзывает, что для обеспечения воз-;

можно больших

и К

0

необходимо брать лампу с большей

'

крутизной и меньшими паразитными емкостями,

так

как

эквива­

 

лентная емкость

С"э=

 

С 6я,-* Cw

в

основном

опреде- .

ляется паразитными емкостями лампы. Отношение

C6<^

. 'ceJ?a3t,H

вают площадью усиления

 

лампы, а иногда-эффективностью уси­

 

ления.

 

 

 

 

 

 

 

 

По эквивалентной

схеме для верхних частот

найдем пере­

 

ходные характеристики в области малых времен. Для определе­

ния последней заменим в

(2.16 ) дед

на оператор

р , что

даст

 

 

 

Kt <p>

<г -г2>

Из таблиц решений операторных уравнений / “24 _/ найдем оригинал, соответствующий изображению (2 .2 2 ), который и представляет собой переходную характеристику в области мель* времен

t

kg< l ) , Ко( 1 - е ^ > ,

(? .2 э )

Переходная характеристика для области малых времен, по-» стрренная по последнему выражению, изображена на рис.2.13


- 103 -

Выразим время установления через параметры схемы. На основании определения времени установления и рис. 2.13 запи-* тем

 

t У * I

0,9 -

I ОИ

 

'

 

 

 

Моменты времени

t 01

и

 

t , o Q , отсчитываемые по графи­

ку переходной

характеристики

 

на уровнях

q,i K0 и

о ^ й с ,

определим по уравнению переходной характеристики в области

малых времен:

 

 

 

 

- i& i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о,1 К ,

К / 1 ■в * *- )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ьр,9

 

 

 

п о 14

 

К. ( 1 - е

ъ ,ь

)

 

 

У,У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

Решая эти

соотношения относительно

и

,

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ь

=

п #‘tL

 

 

 

 

 

 

13,1

U»5

 

*

 

 

 

 

 

 

I

 

e g

v

i

.

 

 

 

 

 

o,q

»

 

г

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t y

» г д ' ^

 

.

 

 

 

 

(2.2*0

Прямая зависимость

времени установления

от постоян­

ной временя

указывает

на

то, что

замедление

нарастания

фронта переходной характеристики и завал частотной характе­ ристики в области высших часто?: обусловлены одной я той же причиной-наличием в схеме емкостей, шунтирующих выходное сопротивление каскада усиления.

Решая совместно (2.20) и (2.24) , находим

а»fc ьч 1 Ч