Файл: Ульянов О.И. Инженерные методы расчета ламповых и транзисторных схем.pdf

Скачать файл (3,88Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.07.2024

Просмотров: 138

Скачиваний: 0

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

а 0-.—0-г			- _ 0−_0
		м _-0--t0
0—ей			_-ен I
0—ей			_-0-
6 0-Г0--			--0t-0
0Т-0--			--0--J0
І 0 - -		И	--ея
4Z--		И	--0-I
0—0-		&■]	->0—0
	H Z K _ iJ__\~0л
	L0Ч2Н----- — Ң2Н
0— 0- -		M	1- 0—0
М - ' и T-0—0
Ч2ЧЭ--- И - 0—0
Рис.	36.	Основные
соединения			четырех
	полюсников.			Рис. 37. Основные		соединения
				Рис. 37. Основные		соединения
ков. Для		практики достаточно		четырехполюсника		К (исходно
ков. Для		практики достаточно		го усилителя)	и четырехполюс
рассмотреть следующие соедине				ника ß (цепи	обратной связи).
ния четырехполюсников.				(рис. 36, а)
Последовательно-параллельное				(рис. 36, а)		четырехпо
При	последовательно-параллельном соединении					четырехпо

люсников практически целесообразно оперировать с /г-парамет-

■рами каждого из составляющих	четырехполюсников.	В этом
случае /г-матрица эквивалентного четырехполюсника		находит
ся как сумма /г-матриц исходных четырехполюсников
[fi] = [h'\ +	[h"\.	(2-20)

Практически такое действие сводится к тому, что результирую щие /(-параметры находятся сложением /г-параметров исходных

четырехполюсииков.
Параллельное (рис. 36, б)	целесообразно	оперировать
При параллельном соединении	целесообразно	оперировать
с (/-параметрами, так как в этом случае
[у ] = [y '] +	[у"].	(2-21)

Иными словами, отыскание результирующих параметров опять сводится к сложению параметров исходных четырехпо люсников.

Последовательное (рис. 36, в)

И = ['] + ["]•	(2-22)
Результат также находится сложением	параметров исход
ных четырехполюсников.

„43

Параллельно-последовательное	(рис. 36, г)
Вывод аналогичный
[/] = [/']	+ 1 Л -	(2-23)

Следует обратить внимание, что приведенные матричные со отношения справедливы только для регулярных четырехполюс ников, т. е. имеющих пару входных и пару выходных зажимов п одинаковые токи через зажимы каждой пары [5].

Обратная связь может возникнуть из-за физических свойств активного элемента (внутренняя обратная связь), паразитных связей или за счет специально вводимых цепей (внешняя об ратная связь). В любом случае усилитель, охваченный обратной связью, представляется в виде собственно усилителя без обрат ной связи — четырехполюсника К и цепи обратной связи — че тырехполюсника ß, соединенных между собой одним из описан ных выше способов (рис. 36). Такой подход [9] позволяет клас сифицировать типы обратной связи по видам соединения четы рехполюсников К и ß. Следует различать:

последовательную обратную		связь	по напряжению или об
ратную связь Л-типа (рис. 37, а)\			по	напряжению — у-типа
параллельную	обратную связь
(рис. 37, б);		связь по		току — 2-типа	(рис.
последовательную обратную
37, в) ;	обратную	связь	по	току — f-типа	(рис.
параллельную
37, г).

2—5. Расчет усилителя как четырехполюсника с учетом обратной связи

Если обозначить П каждый из первичных параметров /г, у,. z, f, то при любом типе обратной связи свойства собственноусилителя можно выразить тремя параметрами Пц, Пи, П2г (полагая, что передача его в обратном направлении мала, т. е.

0). Тогда

[/7]к		п п	о ■	(2-25)
		Пи	Пуі

Цепь обратной связи	(четырехполюсник ß) при рассмотре
нии левых зажимов как входных характеризуется матрицей
\ П	\з =	Пп П \2		(2-26)
		П2\ П 22

Для любого типа обратной связи при оперировании с соот ветствующими параметрами (см. предыдущий параграф) ре зультирующие параметры равны сумме параметров соединяе мых четырехполюсников

/7 ц +	/7 ц	/ 7 12
[/7 ]к .=	/7 2і	(2 -2 7 )
/ 7 21 4-	/7 2і	/7 22 + / 7 22

По результирующим параметрам производится расчет усили теля с обратной связью на основе формул табл. 3. Однако мож но еще более упростить расчет усилителя с обратной связью,, если принять во внимание следующие рассуждения [9].

Чтобы цепь обратной связи не нагружала заметно выход собственно усилителя, необходимо обеспечить выполнение в за данной полосе частот условия

/722(ш )< Л 22(си).

(2-28)

Эффективность передачи по цепи обратной связи определя ется значением /7*і2, т. е передачей с выхода (выход справа) на вход ß-четырехполюсника. Прямую передачу ß-четырехполюсни- ка целесообразно уменьшать, добиваясь

■7?;1(ш) < Л 21(а>).	(2-29)
И наконец, желательно обеспечить
/7*і (ш)« П п (си).	(2-30)

Для рационально выполненной цепи обратной связи обычно все эти три условия выполняются. Тогда (2-27) упрощается

Л п ЛІ2		(2-31)
[ 77]к*	/722
/721

Значит, усилитель с рационально выполненной цепью обрат ной связи можно характеризовать теми же первичными пара метрами, что и собственно усилитель без обратной связи, и, кроме того, параметром Я*12. Последний показывает эффек тивность прохождения сигнала с выхода усилителя на его вход через цепь обратной связи.

Из изложенного следует важный для практики вывод, что при выполнении условий (2-28), (2-29), (2-30) усилитель с об ратной связью можно рассматривать как четырехполюсник, ха рактеризуемый параметрами Пи, Я*і2, Я2і. Я22. С учетом это го вес формулы табл. 3 будут действительны для усилителя с обратной связью. Как показано в [9], это существенно облегча ет анализ усилителей с обратной связью и одновременно позво ляет получить формулы, удобные для практического расчета по казателей усилителей с обратной связью К*, К*і, К*е, 7*ВХг К*вых через параметры собственно усилителя и цепи обратной связи К, Кь Ке, Квзо 2 в ы х , Я п, Я*12, Я21, Я22 (табл. 4).

Связь по току

Т а б л и ц а

Показатель усилителя

Связь по напряжению

с обратной

связью

Последовательная (Л-тнпа)

Параллельная (у-типа)

Последовательная (г-типа)

Параллельная (f-тнпа)

ІІ21•

Уг 1 • Zg

Z2 1

/21 •

h\\ ( 1 — h22-^n)-гh.jjvi,Z„

11(Zu—

22) + ^12 •

— /22 + zH =

1 — У22 • Zn

z 2

К о э ф ф и ц и е н т

у с и л е н и я

• н а п р я ж е н и я

К *

\+h\2-K

zr = 0

Tz,. = (

и - к

2Й

Л21

= К ,

у2I

z 21

/С/

К о э ф ф

и ц и

е н т

у с и л е н и я

у1і(1—y22Z|i)4-yi2y2lZH

2 2

+ Zu

11( 2 H— / 22)+ /1 2 / 2 1

1 — Л22 • Zu

— Z

т о к а

К і

f t l

ft* i

І + У 1 2 -Zn-К I

(zr=CO

'12 ■?21

1+/T2-Ä-

(zr=co

Л11+

/lj2^21’Zn

гц-

1 — Il22-Zn

У12 У21Zu

г22 — Zu

/21

В х о д н

о е

с о п р о т и в л е

У it +

/" - /1 2 >

= Zox (l +

К')

1 — У22 • Z„

гТ

/ 22—-MI

н и е

Z Bx

Z BX

Z B

-2 вх

• 7Zl z r= 0

= ZDx^l + К I z

/* Il(l - b / i 2

‘ ft" 1

fzr= o

-(- у„ft- А

fzr=G

Zox

• 'fzr=0

— Z22 +

'12

Z21

flo-fii'Zr

^Z12 • /г21

У 12 •yg»

г ц

+ Z r

— /22 +

1 + /11 z r

В ы х о д н о е

с о п р о т и в л е

— Л-22 +

/?11 + Z r

—

У22

= ZBbix • 7кз

Z Bbix • ‘fK3

н и е

2 * н х

1 / Z r + у

ZflblX

ZBHX

ijcx

b x

Ѣ.Т

^4'

- -

Коэффициент усиления

ft*E

К Е

K E

э. д.

с.

источника

1 +

Тп

1 + yj2'Zr - K E

Zj o

входного сигнала К \

h n ' K ^

1 +

*Е

l + / l 2 ^ E 7 -

Z\\

■Ml

Стабильность

коэффи

d K *

d K j K

d K *

d K

d K *

d K 1К

d K *

d K

циента усиления на

K *

7zr=o

K *

К *

Tzr= 0

K *

пряжения

Стабильность

коэффи

d K *

d K i

d K )

d K i

d K

циента усиления тока

d K *

K l

K \

K L

K i

d K )

K )

K *

Tzr=03 .

К £

(zp=OQ

Стабильность

коэффи

d K E

циента

усиления

d K l

K E

d K E

K E

d K E

K E

d K ' l

K E

э. д. с.

источника

входного сигнала

K l

K*E

Фактор

обратной свя

1 +

ß/j-ft’xX'iBX'SablX =

1 + ßyZnXX-SBX'ÉjBblX =

1 + ßz • 5укЗ'ІВХ'5вЫХ =

1 + ßy К

1К З •£ ВХ•£ ВЫХ—

зи 7п

y n . Zr X

l — J 12

1 +

1 — Л12 h u + Zr X

- І - У

121 +

- 1—г 12 г и + Zr

/ п -Zr

ІІ2 1• ZH

У21 - Zn

*21

/21

X --- l+ft22‘ Zn

Л --- 1 + У22 ■ Zn

222— ZH

/ 22— z„

Коэффициент обратной

У12

= f n

связи

ß/i =

^12

ßy “

ßz

г12

■

Коэффициент входа £вх

h и

У11 • Zr

f u - Z r

/21j +

1 + у И

• Zr

z 11 +

Zr ■

1 +

/11

■ Zr

Коэффициент

выхода

/222 * Zn

У22 • Zn

Z22

/22

£вых

--- 1

fl22'Zn

---1 +

У2 2 *2 н

Z22 — Zu

/22--- Zn

Тип отрицательной обратной связи

Последовательная по току (г-типа)

Параллельная по напряжению (у-типа)

Последовательная по напряжению (А-типа)

Параллельная по току (/-типа)

			Параметр А
		Крутизна усилителя
J	12	^	/ѵ Е	Zur		К і г
	Ег		2 Н	2г2ц		Zr
	Сопротивление передачи
Ау = Ц1 =			Ы±. = 2 ПГ =		Кв ■2 Г=
		/г	Er/Zr
	= К і г • Zw = Sy г ■-Zf-Zu
Коэффициент усиления э. д. с.
		U О		Zu	Z nr
Ah = — -= К е = К 1г — = - f =
		Сг	= Syr-2H		^г
			= Syr-2H
	Коэффициент усиления тока
А[ =	~~~~ К і г — К е			=	5уг -2Р =
	/ г		Z\\

•Znr

Т а б л и ц а 5

Коэффициент обрат ной связи ß

о	Е° с		*
Рг —	г	— г 12
	12
D	^0С	у	*
Ру =	- =	у	]2
	и 2
О	^0С	-	/12
ßf -	/2	-	/12

Пояснения: Еос —э. д. с. обратной связи (напряжение холостого хода па левых зажимах четырехполюснпка обратной связи);

/ос—ток обратной связи в режиме короткого замыкания на левых зажимах че

тырехполюсника;

Iг —ток источника входного сигнала в режиме короткого замыкания на его за жимах;

£г —э. д. с, источника входного сигнала.

Всвязи с различным толкованием в литературе понятия ко эффициента обратной связи воспользуемся стройным и четким

изложением этого вопроса в [11].

Согласно [11], удобно считать, что при каждом типе обрат ной связи (h, у, z, f) собственно усилителю присущ определен ный усилительный параметр А, который при введении данного типа обратной связи изменяется до значения