ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 139
Скачиваний: 0
при |
с з со |
граничная |
частота |
и |
6 таос |
п р |
Ъ К |
граничная |
частота |
|
|
З к = ° |
|
|
|||
|
|
|
|
|
й й [ Т
|
10F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ь m m |
|
|
C5k S rg |
|
V r f |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
g f &6*g63ea |
? i* ? 6 * 8 'b a e ? |
|
|
|||||
|
арн |
g v |
когда усиление минимально, коэффициент |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
транзисторный каскад обладает максимаяь- |
||||||||||
ной граничной частотой |
00 6 тазе’ т .е . обладает |
наибольшей |
||||||||||||||
полосой пропускания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
При g K = 0 |
когда усиление максимально, коэффициент |
||||||||||||||
усиления |
К |
|
= |
„ |
|
ге„ |
|
каскад |
имеет минималь |
|||||||
■ |
|
|
о mane |
Ъь |
|
на,г |
|
|
|
|
|
|
||||
ную полосу. |
|
|
|
|
%Ь*а |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Ограниченность максимальной частоты |
является |
особен- ■ |
|||||||||||||
ностью транзисторного |
каскада. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Следовательно, у транзисторного каскада существует прер |
|||||||||||||||
депьно максимальная частота со feo|ea<, |
больше которой |
нельзя |
|
|||||||||||||
получить ни при какой активной нагрузке. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Решая уравнение |
(2.37) относительно |
g K |
и опуская |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
to^ |
C6KS r S * y r S ) |
Г ?п |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
i^ifT |
----------« |
|
(2.33 ) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
По известным |
параметрам транзистора, |
допускаемым’ измене^- |
|||||||||||||
ниям |
Mg |
|
и |
заданной |
граничной |
частоте |
|
выражение |
|
|
||||||
(2.38 |
) позволяет |
выбрать |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
либо |
Расчет по формуле |
|
(2.38 ) |
может дать |
либо |
сг |
> о |
|
|
|||||||
* « < • |
|
• |
то |
это говорит о том, что |
/ й Г Г |
> а |
|
|||||||||
|
|
|
||||||||||||||
т .е . |
Ейли |
|
|
^>0 |
|
|
|
Ь’ |
||||||||
|
|
|
|
^ 6 < ^ &т » ас |
|
|
|
|
|
|
||||||
В этом |
|
|
|
обеспечивается |
|
|||||||||||
|
|
|
случае |
необходимая |
частота |
|
||||||||||
транзистором,,толтчо при |
определенной |
нагрузке и усиление касг |
||||||||||||||
када уже не может бить произвольным. Для нахождения коэффи
циента усиления |
нужно значение |
из (2.38 ) подставить |
в (2 .2 6 ),тогда |
получим |
|
|
- 116 - |
|
s |
S O / n \ - i - v # . ) |
(£.39) |
|
|
|
K o “ g ,t* g s * S n ~ |
w b<CeKe r e * V rj> |
|
Из соотношений (2.37) и (2.39) видно* что выбираемый транзистор для обеспечения заданных я К 0 дол-; вен отвечать двум требованиям;
УйТ7 > > 1 |
|
s <VS[ 4 |
(г.4 о ) |
|
" е г |
И |
Ко “ ~**1<с б * * Ч 'У г 6> ' |
|
|
Полученные выражения несколько упростим, |
сделав |
их б о -: |
||
лее удобными для расчетов. |
|
|
||
Обозначим " |
|
Подставим это |
значение |
в |
(2 .3 9 ), получим |
6 |
|
|
|
1 S < G - О
К
E iid T iL ,* /,
Обычно -E-S-— «-* |
, поэтому |
|
—= ^ |
St's |
|
cv |
|
|
мым знаменателя, |
получим |
|
G- i
*бСб* + 1 Syg
пренебрегая первым слагав-
v |
s r ^ - l >- |
Таким образом, дня тойо .чтобы транзистор обеспечил усиление не менее заданного, необходимо, чтобы
МS r 6 ( G - l ) .
Итак, для обеспечения нормальной работы промевуточного кас када ; транзистор выбирают по двум условиям:
|
/гр Г Г > i y |
(2.41) |
|
‘Ь id 6 |
|
|
5 г 6( 0 - 1 ) ^ 1 4 о . |
|
Первое условие обеспечивает нуяную граничную частоту |
||
и». |
. а второе =- необходимый коэффициент усиления; |
|
® т |
- |
|
А
- II? -
КОНТРОЛЬШЕ ВОПРОСЫ
1. Пояснить отличие эквивалентной схемы реостатного транзисторного усилителя с общим эмиттером от аналогичной схемы лампового каскада с общим катодом.
2. Написать различные варианты коэффициента усиления реостатного транзисторного усилителя в области средних час тот.
3. Выразить коэффициенты усиления тока К-^и мощности Кр в области средних частот через коэффициент усиления н а -: пряжения.
4 . Влияние входного сопротивления последующего реостатоного транзисторного каскада усиления на коэффициент усиле
ния предыдущего, |
• |
|
|
5 . Написать зависимость проводимости нагрузки от заданр |
|
кого |
коэффициента усиления. |
1 |
|
6. Какие причины ограничивают сверху выбор сопротивле |
|
ния |
нагрузки реостатного усилителя |
на транзисторах? |
7.Соображения по выбору максимального выходного на пряжения усилителя.
8.Показать графически зависимость коэффициентов уси-
Ям сг» пения тока и мощности от отношения _ 2 L * ■§£•
9. Написать формулы, определяющие частотные, фазовые и переходные характеристики для реостатного каскада на транзисторе.
10.Написать коэффициент усиления реостатного каскада на транзисторе в области верхних частот и пояснить сущность/ величин, определяющих его.
11.Вывести формулу для верхней граничной частоты тран зисторного усилителя.
12.Пояснить пределы изыенекп граничной частоты сэ в транзисторном каскаде,
13.Написать выражеше для входной проводимости реостат-! ного каскада в области верхних частот.
-118 -
§2 . 4 . УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДУ С КОРРЕКЦИЕЙ
Коррекция характеристик усилителя
Часто возникает необходимость производить равномерное усиление в весьма широкой полосе частот (порядка единиц и больше Десятков мегагерц). Рассмотренные схемы не обеспечи вают этого усиления. Поэтому для усиления широкополосных сигналов используют реостатные каскады, обладающие наилуч шими частотно-фазовыми характеристиками среди других усили телей, с введением в них корректирующих цепей.
Каскад, усиливающий сигнал с полосой частот порядка мегагерц и выше, называют широкополосным каскадом. Он мо жет использоваться для усиления коротких импульсов, а так же гармонических сигналов с широкой полосой частот.
Из соотношения
о х К - J L « S&1U .
С Э |
I'M |
следует,
что увеличение высшей граничной частоты возможно лишь за счет снижения коэффициента усиления в области средних час тот.
Поэтому широкополосные усилители, как правило, имеют небольшой коэффициент усиления. Путем нагружения каскада сопротивлением, величина которого увеличивается с ростом частоты, можно увеличить граничную частоту, не снижая коэф фициент усиления в области средних частот. Аналогично можно уменьшить низшую граничную частоту, нагружая каскад сопро тивлением., которое растет с убыванием частоты.
Изменение сопротивлений нагрузки с частотой осуществ ляют за счет введения так называемых корректирующих цепей.
Физически действие корректирующей цепочки заключается в том, что она компенсирует действие паразитных емкостей, которые вызывают западание частотной характеристики.
При применении транзисторных каскадов необходимо дополни- 'тельно компенсировать еще уменьшение крутизны с ростоп
- 119 -
частоты.
Эти противоположные действия на какой-то частоте компен сируют друг друга. Вблизи этой точки изменения характеристи ки минимальны. Аналогичные рассуждения применимы и к фазовой характеристике.
Эта сущность коррекции воплощена в методе, предяоженьш» советским ученым Г.В. Брауде. Метод Брауде позволяет найти параметры корректирующей цепочки, обеспечивающей равномер ность частотной или линейность фазовой характеристик в наи большей области частот.
Математически метод основывается на разложении в ряд Тейлора аналитической зависимости частотной и Фазовой характе ристик вблизи частоты со0 , .. которую для простоты анали за полагают равной нулю. Тогда он превращается в ряд Маклоре-
ка
к"(о> |
а К™<о> |
«= К(о) -*К(о.мо ♦ —— |
CJ + ------— с Л . . . (2.42; |
но идеальную частотную и фазовую характеристики, а остальныеотклонения реальной характеристики от идеальной. Приближение действительной характеристики к идеальной будет тем лучше, чем больше членов ряда, начиная со второго, обратятся в нуль Практически число производных, которое можно приравнять н у л ю , равно количеству корректирующие параметров каскада. Следует иметь в виду, что корректирующие элементы,обеспечивающие луч шую фазовую характеристику, га совпадают по величине о элемен тами, при которых будет наилучшей частотная характеристика.
Квадрат коэффициента |
усиления можно представить в виде |
|
дробнорациональной функции |
or и |
, т .е . |
(2.44)
- 120 -
где m $ n ■
Нетрудно показать, что условия обращения производных
ряда Маклорена равносильны условиям равенства коэффициентов
дроби при одинаковых степенях |
со , т .е . |
||
а 1= |
ь, |
5 |
|
а г * |
V |
’ |
(2 .4 5 ) |
а т = |
6 п |
|
• |
Эти условия обычно используют для определения корректи
рующих элементов.
Аналогично можно найти элементы, обеспечивающие коррек
цию фазовой характеристики.
Следует иметь в виду, что к коррекции прибегают и в тех
случаях, когда от усилителя требуется получить характеристи ки специальной формы, необходимые для компенсации искажений,
имеющих место в других звеньях.
Высокочастотная коррекция
Наиболее простой и широко применяемой на практике схе
мой высокочастотной коррекции лампового усилителя является
схема, изображенная на рис. |
2 .21 . |
|
|
|
|||
Подобная коррекция находит применение и в усилителях |
|||||||
на транзисторах (ри с. 2 |
.2 2 ) . |
В них коррекция осуществляется |
|||||
небольшой индуктивностью X,' |
сХ*к >* |
включенной последова |
|||||
тельно с |
сопротивлением |
В а (И к) , |
которая |
представляет сопро |
|||
тивление |
на |
нижних и средних частотах |
значительно меньше |
||||
|
. |
Поэтому сопротивление |
c o l |
а |
в области нижних и |
||
средних, частот не оказывает существенного влияния на парамет ры каскада, что позволяет в этом диапазоне ими пренебречь.
Такую коррекцию называют простой высокочастотной иди парал лельной высокочастотной или двухполюсной коррекцией.
Так как схема на нижних и средних частотах обладает