ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.07.2024
Просмотров: 108
Скачиваний: 1
При активном сопротивлении источника сигнала, т. е
при |
Zr—iRr, |
в случае |
С и = 0 |
после |
подстановки |
(1.3) и |
|||
(1.4) в формулу (1.1) |
получим |
|
|
|
|
||||
|
Ки = К,цО |
1 + У с о ^ 1 1 + / я п э |
|
(1.5) |
|||||
ГДЄ |
КиО= |
fiaRn/(Яб+'Гб) |
|
(1 +ki)da |
— Коэффициент |
|
уСИЛе- |
||
ния |
каскада |
по н а п р я ж е н и ю |
д л я |
средних частот |
с уче |
||||
том |
элемента обратной |
связи; |
k\—\RH(l + Ро)/гк |
— |
отно |
||||
шение сопротивления |
нагрузки |
к 'выходному сопротивле |
|||||||
нию транзистора при |
работе |
его от |
генератора |
тока; |
|||||
аэ |
= 1 + г, (1 + Р) (1 + |
+ |
|
+ |
/ ( Я б + г6) (1 + h) |
||||
— коэффициент 'внутренней обратной связи (точнее, воз вратная разность) усилительного каскада на средних частотах;
*„в = [ т е + С к Я н ( 1 +Ро)]/(1 + А 0
— эквивалентная постоянная . передачи тока базы, харак теризующая искажения, обусловленные как инерцион ностью транзистора (т^), так и 'коллекторно-нагрузочной цепью при работе усилительного каскада от генератора тока;
|
|
*к р ( # б + r6 + Rn -І- гк) |
|
|||||
Так |
как обычно |
Яб |
+ Гб+Яп^гк, |
|
то |
|
||
|
|
1 |
+ |
|
г 9 ( 1 + Р о ) |
|
||
|
|
(Яб + |
' б ) 0 + * і ) |
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
m |
~ |
С к |
( Я б |
+ |
/ - б _ +Ян) _ |
|
|
|
'"пэ — |
|
|
т |
|
"э |
|
|
При |
&i<C 1, то часто имеет |
место, |
|
|||||
|
/ С в о » Р о Я в / ( Л б + |
гб )аа , |
(1.6) |
|||||
|
|
|
1 |
+ |
г э |
(1 + |
Ре) |
(1.7) |
|
^ |
= |
т в |
+ |
С в /? н (1 |
+Ро) . |
(1.8) |
|
II
Из выражени я (1.5) видно, что верхняя граничная частота каскада с ОЭ (здесь и в дальнейшем подразуме вается граничная частота па уровне 0,707 от установив шегося значения) ра;вна
|
/о = |
а э / 2 я т к й (1 + |
тпэ °э |
(1.9) |
В ы р а ж е н и ю (1.5) |
соответствует |
переходная |
характери - |
|
стика h(t) |
= \— |
. |
|
|
Время |
нарастания фронта импульса (здесь |
и в даль |
||
нейшем подразумевается время нарастания от уровня 0,1
до 0,9 от установившегося значения) |
равно |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
аэ |
— 1 |
|
|
|
(1.10) |
||
|
|
|
|
|
|
ПК |
|
|
|
|
|
|||
Ч а щ е |
всего |
m m ( a ; ) — 1) <са э , |
поэтому |
|
f B |
« a 0 / 2 n T K f , |
и |
|||||||
/ п « 2 , 2 т к р / а э . |
С учетом |
С„ |
и С 0 |
выражени е |
|
(1.5) |
прини |
|||||||
мает |
вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
/Св |
= Яв о/[1 - | - i « ^ - h ( / c o ) 2 |
^ l , |
|
|
(1.11) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ 7 - |
V |
|
/ 7 „ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С н Я н с э |
Т р |
(1 + С к / С „ ) |
+ |
( a s |
- l ) X |
|
|
|||||
|
|
2 |
|
1 + |
kx |
|
|
|
||||||
|
|
T I T F T N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
і + |
( # в |
+ ч |
-:- /?„)/гк |
|
|
|
|
|
|
||
Т кВн ~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— эквивалентная |
постоянная |
передачи |
|
тока |
базы |
с |
уче |
|||||||
том |
емкости нагрузки и емкости |
эмиттера; |
|
|
|
|
||||||||
|
т.. |
Ск (R6 + гб |
;•• /?„) гк |
+ |
ад, |
( Д б |
+ г |
б |
-|~ г| { ) |
|
|
|||
|
|
(г,< т |
і |
/-б |
!•• ^ i ) t , . p i |
, |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
э < |
|
||||||||
Из выражени я (1.11) можно получить значение верх ней граничной частоты с учетом С„ и С я :
|
+ |
^ |
[2/3 — (1 - И и п |
„ э ^ ) 2 ] 2 - 1 - 4 / 2 . |
(1.12) |
|||||
Время нарастани я |
фронта импульса |
в |
этом |
случае |
||||||
может |
быть |
найдено |
по |
формуле |
Элмора: |
1„т |
||||
« 2 . 2 У |
6? |
-2Ь2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
С достаточной д л я |
практики точностью |
при наличии |
||||||||
в нагрузке |
емкости |
С н |
^ |
(0,Зч-0,5) С 1 ( ( 1 + р 0 ) М ) |
можно |
|||||
считать, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/в я= |
|
— |
|
и |
/„ « 2,2 ( |
+ |
С Н Я Н |
|
||
Без внешней обратной связи (когда аэ равно несколь |
||||||||||
ким единицам) |
в реальных |
схемах обычно |
Сг^нОо'Сть-р . |
|||||||
П л о щ а д ь |
усиления |
каскада |
получается |
равной |
|
|||||
|
|
|
|
•П0э = |
Дно/в |
|
|
|
||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П о э ~ а 0 /2 л С к |
(R6 |
-!- гб ) (1 + |
</), |
|
(1.13) |
|||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 = у Я „ С к ( 1 + N |
|
|
( М 4 > |
||||
— коэффициент |
относительной |
инерционности транзисто |
||||||||
ра в усилительном каскаде, показывающий, во сколько раз и с к а ж е н и я фронта импульса, обусловленные инер ционностью транзистора, превышают искажения, связан ные с коллекторно-нагрузочной цепью.
И з в ы р а ж е н и я (1.13) видно, что п л о щ а д ь усиления каскада возрастает при уменьшении сопротивления ис точника сигнала Re и при увеличении сопротивления на грузки.
Д л я увеличения площади усиления каскада приме няют высокочастотные схемы коррекции, которые анало гичны соответствующим схемам в ламповых видеоуси
лителях, но в оилу особенностей транзисторов |
требуют |
|
специального анализа . Ц е л ь ю |
анализа яівляетея |
опреде |
ление параметров усилителей |
и эффективности, |
под ко- |
горой будем понимать отношение площади усиления в корректированном к а с к а д е к площади — в иекорректированном. П о д импульсной эффективностью будем под разумевать соответствующее отношение импульсных доб
ротностей |
каскада . |
|
|
|
|
В гл. 2—5 будут рассмотрены |
разнообразные схемы |
||||
высокомаетотной коррекции |
каскада с ОЭ с учетом |
всех |
|||
основных |
факторов, в л и я ю щ и х |
на |
их характеристики. |
||
Д л я простоты частотную |
характеристику каскада |
бу |
|||
дем считать оптимальной, |
если |
выполняется известное |
|||
условие Г. В. Брауде, хотя иногда при этом не полу
чается монотонная амплитудно-частотная |
характеристика |
||
с наивысшей граничной частотой [19]. |
|
|
|
Это условие, а т а к ж е |
выражения |
д л я |
переходных ха |
рактеристик каскадов и |
выбросов на |
переходных харак |
|
теристиках при различных характерах временного про цесса приведены в приложении 1.
1.3. В Ы С О К О Ч А С Т О Т Н Ы Е И С К А Ж Е Н И Я В Н Е К О Р Р Е Л И Р О В А Н Н О М У С И Л И Т Е Л Ь Н О М К А С К А Д Е С ОК
Основным достоинством усилительного каскада с О К (эмиттерного повторителя) является сравнительно вы сокое входное и низкое выходное сопротивления. В свя зи с этим эмиттерный повторитель применяется довольно часто в качестве согласующего устройства.
Принципиальная схема каскада с О К приведена на рис. 1.6, а его эквивалентная схема для высших частот —
.на рис .1.7.
С3
hp
Рис. 1.6. Некоррелированный |
Рис. 1.7. Эквивалентная схема не |
|
усилительный каскад с О К |
корректированного |
каскада с ОК |
|
для высших |
частот |
Здесь |
Ur = UrRb/iRr |
— э.д.с. эквивалентного |
источника |
||||||||
сигнала; |
|
Ru = RI<Ri,z/{Ri |
+ R2) — е г о внутреннее |
сопротив |
|||||||
ление; |
Сп |
н |
Ru—емкость |
и |
сопротивление |
нагрузки; |
|||||
Ri,2 — RiR2lORi |
+ R2); |
Rs |
— сопротивление |
эквивалентной |
|||||||
нагрузки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Если |
при |
анализе |
каскадов с ОЭ и О Б |
влиянием |
ем |
||||||
кости |
эмиттера |
С э можно пренебречь, то |
при |
анализе |
|||||||
каскада |
с О К |
ею пренебрегать |
нельзя [16], поскольку вре |
||||||||
мя перезаряден |
емкости |
Сп обычно сказывается сравни |
|||||||||
мым с |
продолжительностью |
переходных процессов |
на |
||||||||
выходе |
схемы. |
|
|
полагать, что Z3=ral{\ |
|
|
|||||
При |
расчетах |
будем |
+/сотт ) |
и |
|||||||
1 + Р = ( 1 + . р о ) (1 + / ш т т )/(1 + / < о т р ) .
При оценке искажений в иаюкаде емкость С„ в цепи нагрузки будем считать равной нулю, поскольку она иногда может выполнять роль корректирующей .
Воспользовавшись методикой, изложенной в преды дущем параграфе, получим в ы р а ж е н и е д л я коэффициен та передачи эмиттерного повторителя (ЭП) в виде
|
|
|
|
|
|
1 |
+ / ( 0 - 2 - |
+ |
|
|
|
|
|
|
1 Э С в Л э |
|
|
|
|
|
(1.15) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ка0 |
--= R3 (1 + |
|
Ро) Я б / ( # б |
+ |
''б) |
аэЯг |
|
|
||
— коэффициент |
передачи |
н а п р я ж е н и я |
на |
оредних |
часто |
|||||
тах; |
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
(гэ +.Ra) |
(1 + М |
/\ |
+ |
r6 |
+ R6 |
|
||
|
|
Re |
+ r6 |
|
|
|
|
|
|
|
— коэффициент общей обратной связи н а средних |
часто |
|||||||||
тах, обусловленной |
сопротивлениями |
г э |
и |
R3, |
|
|
||||
Х* = Ъ (1 + |
Т |
^ Г - |
+ |
~ ) + С к (''э |
+ |
(1 |
+ Ро) |
|||
—эквивалентная постоянная времени схемы. Модуль коэффициента частотных искажений
Ки |
|
1 + с о 2 f i t - а |
•AclRl |
+ С04 |
|
О |
|
\ а э э |
|
поскольку обычно Ц?х\<^.\.
