Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 202

Скачиваний: 2

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

Д л я ч а с т о т н о н е за в и с и м о й О О С п р и м а л ы х ф а з о в ы х

с д в и г а х в

у с и л и т е л е

[Л . 3]:

 

 

 

 

 

 

 

 

к о э ф ф и ц и е н т ч а с т о т н ы х и с к а ж е н и й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M 0.c = M F 1/ F 2;

 

 

 

(3 -2 9 )

у го л с д в и га ф а з ы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гд е

 

 

 

 

 

Ф о.с~Ф к f F lt

 

 

 

(3 -3 0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

= 1 +

 

 

Л =

1 +

М

Г

. р ;

 

 

(3 -31)

/Сер

и К —

с о о т в е т с т в е н н о

к о э ф ф и ц и е н т ы

у с и л е н и я па

с р е д н е й

и

р а с с м а т р и в а е м о й

ч а с т о т а х ;

р,м . — к о э ф ф и ­

ц и е н т п е р е д а ч и

ц еп и

о б р а т н о й

с в я з и ;

ср,{—

у г о л с д в и г а

ф а з ы у с и л и т е л я б ез О О С .

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я ч асто тн о зав и си м о й

О О С

при

м ал ы х ф азо в ы х

с д в и ­

гах

в цепи

о б р атн о й

с в я зи

(co s ЧГр

1)

в

с л у ч а е ,

к о г д а

М »

1 и

<рк «=* 0

[Л .

3],

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М '„ .с =

1 - ( Л ! р -

1

)

^

;

 

(3-32)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3-33)

г д е

уИр —

коэф ф и ц и ен т

ч а с т о т н ы х и с к а ж е н и й

ц еп и о б р а т ­

ной

связи .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и в е д е н н ы е с о о т н о ш е н и я п о з в о л я ю т в п р и н ц и п е о п р е д е л и т ь т р е б у е м у ю г л у б и н у о т р и ц а т е л ь н о й о б р а т н о й с в я зи н а п е р е м е н н о м то к е . О д н а к о е с л и п р и э т о м не

у ч ес т ь с т а б и л и з и р у ю щ е г о д е й с т в и я в ы б р а н н о г о

р а б о ­

ч его р е ж и м а н а п о с то я н н о м т о к е , то м о ж е т

б ы т ь

д о п у ­

щ е н а с у щ е с т в е н н а я п о г р е ш н о с т ь .

 

 

П о э т о м у г л у б и н а о б р а т н о й с в я з и н а

п е р е м е н н о м

го к е д о л ж н а о п р е д е л я т ь с я из с о о т н о ш е н и я

 

 

г д е ДАдоп — д о п у с т и м ы й р а з б р о с п а р а м е т р а ; ■Ос.р — к о э ф ф и ц и е н т , х а р а к т е р и з у ю щ и й с т а б и л и з и р у ю щ е е д е й ­ с тв и е в ы б р а н н о г о р а б о ч е г о р е ж и м а н а (п о ст о я н н о м т о к е :

(3 -35)

п

П р и в ы б р а н н о й г л у б и н е о б р а т н о й с в я з и д о л ж н а б ы т ь п р о в е р е н а у с т о й ч и в о с т ь у с и л и т е л я к с а м о в о з б у ж д е н и ю [Л . 4 1 ,5 2 , 68, 116].


Й-4. УСЛОВИЯ ДОСТИЖЕНИЯ ЗАДАННОЙ СТАБИЛЬНОСТИ ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

К о л и ч е с т в е н н а я

о ц е н к а

э ф ф е к т а , д о с ти га е м о го

при

с т а ­

б и л и з а ц и и

р а б о ч е й

то ч к и .

С т а б и л и зи р у ю щ е е

д ей стви е

р а б о ч е го

р е ж и м а

н а

п а р а м е т р ы у с и л и те л ь н ы х

у стр о й ств

м о ж е т

о с у щ е с т в л я т ь с я

п о д д е р ж а н и е м

п о сто я н ств а

п о ­

л о ж е н и я

р а б о ч е й

то ч ки

и ли

см ещ ен и ем

р аб о ч ей

точки

по н е к о то р о й о п т и м а л ь н о й т р а е к т о р и и .

 

 

 

 

Н а

ри с.

3-1

п р е д с т а в л е н ы

вы х о д н ы е

стати ч еск и е

х а ­

р а к т е р и с т и к и

п л о с к о с тн о го

ге р м а н и е в о го т р а н зи с т о р а

м а л о й

м о щ н о сти ,

вк л ю ч ен н о го

по сх ем е

с о б щ и м

эм и т-

Рнс. 3-1. Выходные статические харак­ теристики низкочастотного плоскостного транзистора, измеренные при температу­ ре +20 °С.

т е р о м . К р и в ы е с н я ты п р и т е м п е р а т у р е + 2 0 °С . Р а с с м о т ­ р и м , ч то п р о и зо й д е т с р а б о ч е й то ч ко й к а с к а д а п ри и зм е ­ н ен и и т е м п е р а т у р ы о к р у ж а ю щ е й ср ед ы в п р е д е л а х

± 6 0 ° С и / б = c o n s t. Д л я э то го о п р е д ел и м с д в и г к р и в о й 1К—<р(«к) п р и / б = 4 0 0 м к а (с о о т в е тс т в у е т и сх о д н о м у п о л о ж е н и ю р а б о ч е й то ч ки Л ) и гр а н и ч н ы х зн а ч е н и я х р а б о ч и х т е м п е р а т у р . В ы р а з и м см ещ ен и е с та ти ч е с к о й х а р а к т е р и с т и к и ч е р е з у с л о в н о е п р и р а щ е н и е то к а б а зы .

И з с о о тн о ш ен и й (1

-1 0 а )

и (1 -58)

 

А /6

t = h t

— J его -с»

(3-36)

А/e t = ^620 ®с [ 1 + c ,(f — 20)

1 ] '

(3-37)


С у ч ето м

то го , ч то

д л я

т р а н з и с т о р о в

т и п о в

П 1 3 — П 1 6

6 » 0 ,3 2 , п = 1 1 ,3 * 1 0 _3,

а

с2= 5 ,8 * 1 0 _3

 

(см . гл .

1 );

д л я

т е м п е р а т у р ы

— 6 0 ° С

п о л у ч и м А

/ =

1 0 2 0

mkcLj

а

д л я

т е м п е р а т у р ы

+

60 °С — А /'б t = 2 1 2

м к а ..

 

 

 

 

 

 

Е сл и о б р а т и т ь с я т е п е р ь к ри с. 3 -1, то м о ж н о у в и ­

д е ть ,

что

п р и

т е м п е р а т у р е

— 6 0 °С р а б о ч а я

т о ч к а

к а с к а ­

д а

с м е с ти т ся

в п о л о ж е н и е А \, а п р и

т е м п е р а т у р е

+ 6 0 °С — в

п о л о ж е н и е Л 2. Н а у п о м я н у т о м

р и с у н к е

 

 

 

 

 

 

п у н к т и р о м п о к а з а н ы г р а н и ­

 

£

 

 

 

 

ц ы с д в и г а к р и в о й , и з м е р е н ­

 

41-

î

 

н ой п р и / б = 4 0 0 м к а , п ри

 

 

 

т е м п е р а т у р а х + 6 0 и — 60 °С .

 

 

 

 

 

 

 

 

"CM

 

 

С л е д у е т

у ч и т ы в а т ь ,

что

 

 

 

 

с т а т и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и ,

 

 

 

 

 

 

к а к э т о в и д н о , н а п р и м е р , из

Рис.

3-2.

Усилительный

кас­

(1 -5 0 ) , в с и л ь н о й с т е п е н и з а ­

в и с я т

т а к ж е

о т п р о и з в о д ­

кад с фиксированным базовым

с т в е н н о г о

р а з б р о с а о б р а т н о ­

смещением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

го т о к а к о л л е к т о р а и к о э ф ­

 

 

 

 

 

 

ф и ц и е н т о в п е р е д а ч и п о т о к у

 

 

 

 

 

 

в п р я м о м

 

и о б р а т н о м н а ­

 

 

 

 

 

 

п р а в л е н и я х .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И з в ы ш е и з л о ж е н н о г о я с ­

 

 

 

 

 

 

н о, п о ч е м у в к а с к а д а х с ф и ­

 

 

 

 

 

 

к с и р о в а н н ы м

 

с м е щ е н и е м

 

 

 

 

 

 

J p n c . 3 - 2 ), у к о т о р ы х /б =

 

 

 

 

 

 

^ j E / f t c M ^ e o n s t ,

н а б л ю д а ­

 

 

 

 

 

 

ю т с я н а и б о л ь ш и е и з м е н е н и я

 

 

 

 

 

 

п а р а м е т р о в п р и к о л е б а н и я х

 

 

 

 

 

 

т е м п е р а т у р ы , а т а к ж е п и ­

Рис. 3-3. Графическое пред­

т а ю щ и х т о к о в и н а п р я ж е ­

н и й .

 

 

 

 

 

 

 

ставление оптимального

пе­

Ж е с т к а я

 

с т а б и л и з а ц и я

ремещения

рабочей точки

 

р а б о ч е й

т о ч к и

(7И =

c o n s t

на

проходных

статических

характеристиках.

 

п р и

/ 6 = v a r ) ,

к о т о р а я

м о ­

ж е т б ы т ь о б е с п е ч е н а п р и п р и ­

м е н е н и и о т р и ц а т е л ь н о й о б р а т н о й с в я з и и л и т е р м о р е з и ­ с т о р о в , т а к ж е н е в с е г д а о б е с п е ч и в а е т с о х р а н е н и е п о ­ с т о я н с т в а п а р а м е т р о в у с и л и т е л ь н ы х к а с к а д о в п р и д е й ­ с тв и и д е с т а б и л и з и р у ю щ и х ф а к т о р о в . Э т о о б у с л о в л е н о т е м , ч то к р у т и з н а с т а т и ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к т р а н з и с т о ­ р о в , о т к о т о р о й з а в и с я т в х о д н о е и в ы х о д н о е с о п р о т и в ­ л е н и я к а с к а д о в ,, а т а к ж е и х к о э ф ф и ц и е н т ы у с и л е н и я по т о к у и н а п р я ж е н и ю , и з м е н я е т с я п р и к о л е б а н и я х т е м -



п е р а т у р ы п е р е х о д о в , и м еет п р о и зв о д ств ен н ы й р а зб р о с и п о д в е р ж е н а с та р е н и ю . Э то ви дн о из сл ед у ю щ и х с о о т ­ н о ш ен и й :

 

7

 

1 “Ь^внх/^И

 

(3-38)

 

^вх ~

 

 

с

 

»

 

 

 

 

 

^вх

 

 

 

 

 

z

 

~

1

*

 

 

(3-39)

 

..

1 + 5 ВХ/УГ

'

С

1 .

(3-40)

 

■^вых ' ~

 

о

 

>

 

 

 

°вых

 

°пых

 

 

К и «

 

•Snp

 

 

•Snp .

(3-41)

 

 

 

 

 

Ун

 

Уи + ^пих

 

 

 

, к

 

~

5"Р

 

 

 

(3-42)

 

 

 

 

^пх

 

 

 

 

гд е Уи

и Уг — с о о тв ет с тв е н н о

п р о в о д и м о сть

н а гр у зк и и

в н у т р е н н я я п р о в о д и м о с т ь

г е н е р а т о р а с и г н а л а ; S DXf 5 ПЬШ

S„p — к р у т и з н а вх о д н о й ,

вы х о д н о й

и

п р о х о д н о й с т а т и ­

ч еск и х

х а р а к т е р и с т и к т р а н з и с т о р а .

 

 

 

К а к

б ы л о п о к а з а н о

в

гл .

1,

н а и б о л е е ч у вств и тел ьн а

к к о л е б а н и я м т е м п е р а т у р ы к р у т и зн а п р о х о д н о й с т а т и ­ ч еск о й х а р а к т е р и с т и к и .

П р и р а б о т е в и н т е р в а л е т е м п е р а т у р у п о м я н у ты е п а р а м е т р ы у с и л и т е л ь н о го к а с к а д а м о гу т б ы ть с т а б и л и ­ з и р о в а н ы п у тем п е р е м е щ е н и я р а б о ч е й точки по н ек о то ­ ро й о п т и м а л ь н о й т р а е к т о р и и , п р о х о д я щ е й .в п ер во м п р и ­ б л и ж е н и и ч е р е з то ч к и р а в н о й к р у ти зн ы стати ч еск и х х а р а к т е р и с т и к , и зм е р е н н ы х и л и р а с сч и та н н ы х д л я т е м ­ п е р а т у р ы + 2 0 °С и п р е д е л ь н ы х р а б о ч и х т е м п е р а т у р [Л . 92].

З а д а ч а по о п р е д ел е н и ю о п ти м а л ь н о й т р а е к т о р и и п е р е м е щ е н и я р а б о ч е й то ч ки м о ж е т б ы ть р е ш е н а г р а ф и ­

ч ес к и м м ет о д о м , к а к

э т о

п о к а з а н о н а рис. 3-3, н а

к о то ­

р о м

и з о б р а ж е н ы

с т а ти ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и

в и д а

iK= xF (ii6 ) п ри £ /к = c o n s t

д л я н и зк о ч а ст о тн о го м а л о м о щ ­

н о го п л о с к о с т н о го т р а н з и с т о р а . П е р е с ч е т х а р а к т е р и с т и ­ ки к т е м п е р а т у р а м + 5 0 и — 20 °С п р о и зв ед ен по ф о р ­ м у л а м (1 -5 5 ) и (1 -5 8 ).

Т о ч к и о д и н а к о в о й к р у т и зн ы н а кр и в ы х , с о о тв ет с т ­ в у ю щ и х п р е д е л ь н ы м зн а ч е н и я м т е м п е р а т у р ы , р а б о ч е го

д и а п а з о н а (и а

рис.

3 -3 — то ч ки В

и С ), о п р е д ел е н ы

п у тем п о д б о р а .

В

р а с с м а т р и в а е м о е

с л у ч а е к р у т и зн а