Файл: Пустынский И.Н. Транзисторные видеоусилители.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.07.2024

Просмотров: 110

Скачиваний: 1

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

iB случае П - образной

частотной

характеристики

фильтра

(в полосе

частот от

сон до сов ), включенного на

выходе

усилителя

с

простой

противошумовой

коррекци­

е й * ) , при усилении

прямоугольного видеоимпульса дли ­

тельностью

tu дисперсию

шума на выходе

фильтра

удоб­

но представить в ы р а ж е н и е м

 

 

 

 

а 2 = К«о ^б в

C 0 l i \ n ^

+

bB-bH+Chl{bl-b$

,

(10.32)

где Кии — коэффициент

усиления усилителя с

фильтром

по н а п р я ж е н и ю на средних частотах; Re — сопротивле­

ние в цепи базы входного

каскада;

 

 

С 0 Н

= Л / И / В ;

(10.33)

6в =

< о в ^ / 2 я ,

6ц = © н У 2 п ;

(10.34)

 

Cla

= D/3Btl.

(10.35)

Н а п р я ж е н и е

видеоимпульса на выходе такого

фильт­

ра при линейной фазовой характеристике с тангенсом уг­

ла наклона t0

будет иметь вид [86]

 

 

 

 

 

к

 

]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

sin со (t — <„) ^

ю _ J ,r sin СО (/ — t0 — <н)

 

u(t)

Л»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(10.36)

где Ubl=InRbKuo

 

— р а з м а х

полезного

сигнала

на

выходе

фильтра

в установившемся

р е ж и м е (здесь / м

—

р а з м а х

тока сигнала на входе усилителя) .

 

 

 

 

М а к с и м а л ь н о е

значение

сигнала

(10.36),

имеющее

место при t—4=0,5

tu,

равно

 

 

 

 

 

 

 

 

UuaKc

=

2 и,

(itbB)-Si(nbu)},

 

(10.37)

 

 

 

 

^[Si

 

где Si(*) == '

sin z

dz

интегральный

синус.

 

 

Определив

 

отношение

сигнал/шум

по

ф о р м у л а м

(10.32)

и

(10.37) с

учетом

в ы р а ж е н и й

 

(10.29)

и

(10.31)

*) Предполагается, что общая полоса пропускания определяется фильтром.

получим

 

Si (л

bB)

—

Si (я, b„)

(10.38)

 

 

 

 

 

л

К С о н 1п(&в /Ьн ) +

Ьъ

-

6„ + С 1 и ( ^ _ ь 3 )

 

Зависимости p=f(bD), подсчитанные по формуле (10.38), д л я различных значений Сон, Сіи и Ьв приведены на рис 10.8, из которого видно, что максимальные значе-

Р

 

0

 

 

С *-0

0,8

 

Си,-/

 

 

 

 

2

0,4 fro

8

0,2

 

J o

/

/

 

/10 6

0,4 0,8 1,2 1,6 І8 а)

Рис. 10.8. Зависимость коэффициента р от безразмерной верхней граничной частоты усилителя с П-образной частотной характеристи­ кой при усилении прямоугольного импульса:

101-—2- Й1 (, = 5-10—2 .

ния коэффициента р л е ж а т в пределах 0,26—0,9, причем

он убывает по мере роста

к а к низкочастотных, т а к и вы­

сокочастотных

шумов.

ЬВопт

 

 

Соп'=0

Н а

рис.

10.9 представ­

 

 

лены зависимости Ьв

опт—

ч

 

 

Сош'1

0,8

N.

 

= / ( С ш ) ,

при

 

которых

 

 

 

 

 

 

 

•Р=1Рмакс- И з рИС. 10.9 ВИ­

0,6

 

 

 

ДНО,

что

оптимальная

 

 

 

 

 

 

 

верхняя граничная

часто­

0,4

 

 

 

та практически не зави­

 

 

 

 

 

 

 

сит от

нижней

граничной

п,2

 

 

 

частоты, та к как

&н<С&в,

 

 

 

 

 

 

 

и падает с ростом низко­

 

 

 

 

частотных

и

высокочас­

Рис.

10.9.

Зависимость опти­

тотных

шумов .

 

 

 

 

 

 

мальной безразмерной полосы

В случае

С]ц>-10 и

частот усилителя с П-образной

С о н = 0 оптимальная

без­

частотной

характеристикой от

коэффициента Суп

при усилении

размерная

полоса

пропу-

прямоугольного

импульса

екания может быть найдена по приближенной формуле

ь00ПТ~\/УсТп.

При этом оптимальная полоса пропускания

/в о п т ~ ] / Щ о .

Ошибка в определении / п о п т по приближенной

форму­

ле при С і ц ^ Ю не превышает 15% и уменьшается

с рос­

том С і „.

 

 

 

Влияние низкочастотных шумов транзистора на верх­

нюю граничную частоту усилителя в наибольшей

степе­

ни проявляется при м а л ы х

значениях

С щ . Пр и С і „ = 0 и

£ н * С & в из формулы (10.38)

получаем

 

 

р = V2Si(nbB)/n

] / c 0 H l n - ^ -

+ ЬВ .

(10.39)

П р о д и ф ф е р е н ц и р о в а в в ы р а ж е н и е (10.39) по ЬВ

и при­

равняв производную нулю, получим следующее уравне ­

ние

д л я определения

 

оптимальной безразмерной

полосы

частот Ъв опт"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sill Я ЬВ 0

П Т

__ Q g

 

Ьд опт -\- Ср ц

 

 

 

 

 

 

Si ( я Ьв о

п т

)

 

Ьв о п т - | - Со н 1п (^в опт/Ьц опт)

 

 

Р е з у л ь т а т графического

решения

этого уравнения

д л я

& н = Ю ~ 2

показан

на

рис. 10.10,

из

которого

видно,

что

увеличение низкочастотных

шумов

транзисторов

приво­

ди опт

 

 

 

 

 

 

Рис. 10.10. Зависимость оптималь­

 

 

 

 

 

 

 

 

ной

безразмерной

полосы частот

0,8

 

 

 

 

 

 

усилителя

с

П-образной

частотной

 

 

 

 

 

 

характеристикой от

коэффициента

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

\

 

 

 

 

 

 

Сои

при усилении

прямоугольного

 

 

 

 

 

 

 

импульса в случае Ci n == 0

 

О

0,¥

 

0,8

С0„

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дит

к незначительному

увеличению

 

верхней

граничной

частоты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И, наконец, определим оптимальную нижнюю гранич­

ную частоту усиления

при наличии

низкочастотных

шу­

мов

транзистора .

 

П р о д и ф ф е р е н ц и р о в а в

 

в ы р а ж е н и е

(10.38)

по ЬЦ при С 1

и

= 0 ,

приходим

к следующему усло­

вию д л я определения

 

оптимальной безразмерной

нижней

граничной частоты:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin Я Ьп о п

т

 

 

Q g

 

Ср н

&ц о п

т

 

 

 

Si ( я Ьв) — Si ( я Ь„ о п т

)

 

'

С 0 „ 1п'(&в/&„) + Ьв — &„ опт

 

 

Р е з у л ь т а т графического

решения

этого

уравнения

при

&в = 0,69

(оптимальной

полосе в случае

белого

шу­

ма)

показан

на рис. 10.11,

из которого

видно,

что с

уве­

личением низкочастотных шумов н и ж н я я граничная час­ тота усиления растет.

 

 

 

&н опт

 

 

 

0,08

Рис. 10.11. Зависимость оптималь­

0,0Ь

ной безразмерной нижней гранич­

ной частоты усилителя с П-образ-

 

ной частотной

характеристикой

от

 

коэффициента

С 0 п (Ьа= Ю - 2 , bu

=

 

=5 - Ю - 2 )

При усилении колоколообразного видеоимпульса мак­ симальное значение сигнала равно

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф(г)

=

- ^ [

е ~ х '

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

Vn

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

о

 

 

 

Р

 

 

Cf„-о

Со»°0

Л

 

 

 

0,8

 

 

 

 

Со»-1

0,8

 

 

 

 

\ . £

 

 

 

 

 

 

 

0,5

П0/

 

 

 

 

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

о,ь

 

 

 

О,"

 

8 /

 

 

 

 

 

 

 

0,2

/

/

г

-

 

 

0,2

 

 

 

 

/

/

 

 

 

 

 

 

 

10

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,<t

0,8

1,2

1,5

&s

О

0,Ь

0,8 1,2

1,6 6в

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

6)

 

Рис. 1Q.12. Зависимость коэффициента р от безразмерной верхней граничной частоты усилителя с П-образной частотной характеристи­ кой при усилении колоколообразного им.пульса:

а) Ь н = Ю - 2 , б) Ьа= 5 - Ю - 2 .

В этом случае

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф (б„ у

л)

- Ф

fa, / я )

_

^ 0 40)

у "2 /

с 0 „ In (Ьв /Ьн )

+

&в -

6„ +

С, „ ( Ь\ -

ftS)

 

Зависимости

p=f(bB),

 

подсчитанные

по

формуле

(10.40), д л я

различных

значений

Сон, C i „ и Ь н

приведе­

ны на рис. 10.12, из которого видно,

что

максимальные

значения коэффициента

р л е ж а т

в

пределах 0,27—0,93.

Н а рис.

10.13 представлены

 

зависимости

ЬП опт =

 

 

 

 

 

Рис. 10.13. Зависимость опти­

 

 

 

 

 

мальной

безразмерной полосы

 

 

 

 

 

частот усилителя с П-образной

 

 

 

 

 

частотной

характеристикой от

П7\

I

I

I

Л

коэффициента

C m при усилении

колоколообразного

импульса

о

г

«

s

в Сы

(6П =10-2 ,

6„=5-i0-=)

= / ( C i u ) ,

при которых

р = рМ аксХарактер

зависимостей

р—Н^в)

и Ьа о и т = / ( С і

п) от низкочастотных и высокочас­

тотных шумов

такой ж е , как и в случае усиления

прямо­

угольных

импульсов.

 

 

 

 

 

Значения оптимальных полос частот прямоугольного фильтра и максимальные значения рмакс приведены в табл . 10.2.

 

 

 

Т а б л и ц а

10.2

Форма входного

Прямоугольная

Колоколообразная

 

импульса

 

А=0

А / о т

0,685 (1//„)

0,6 (1//и )

.

D=0

Рмакс

0,9

0,465

 

АфО

А /ОПТ

(0,3-0,9) (1/*„)

(0,26-0,85) (1/*и)

D=£0

Рмакс

0,26—0,35

0,27—0,38

 

Смотрите также файлы