ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.02.2024
Просмотров: 203
Скачиваний: 2
с та ти ч е с к о й |
х а р а к т е р и с т и к и ; в т о ч к е А |
5 Пр л — 150 м а /в , |
а в то ч к а х |
В и С — с о о т в е т с т в е н н о 146 и |
160 м а /в . |
Т а к к а к и зм е н е н и я к р у т и зн ы и н а п р я ж е н и я б а з о в о г о с м е щ е н и я п р о и с х о д я т с т е м п е р а т у р о й п р а к т и ч е с к и по л и н е й н о м у 'з а к о н у , то м о ж н о п р е д п о л о ж и т ь , ч то т о ч к и А, В и С б у д у т л е ж а т ь н а о д н о й п р я м о й .
В ч а с т н о с т и , и з рис. 3 -3 с л е д у е т , ч то д л я п о д д е р ж а н и я п о с т о я н с т в а к о э ф ф и ц и е н т о в у с и л е н и я к а с к а д а по то к у и н а п р я ж е н и ю в и н т е р в а л е о т — 2 0 д о + 5 0 ° С п о с т о я н н а я с о с т а в л я ю щ а я к о л л е к т о р н о г о т о к а т р а н з и
с т о р а д о л ж н а |
и з м е н я т ь с я п р и м е р н о |
о т 7,5 |
д о 4 ,7 |
м а , |
а н а п р я ж е н и е |
б а з о в о г о с м е щ е н и я — |
о т 0,1 д о |
0 ,2 5 |
в. |
К а к п о к а з ы в а ю т э к с п е р и м е н т ы , п р и с т а б и л и з а ц и и |
||||
п а р а м е т р о в у с и л и т е л ь н о г о к а с к а д а м е т о д о м « п л а в а ю щ ей » р а б о ч е й то ч к и м олено о б е с п е ч и т ь о ч е н ь в ы с о к у ю с т а б и л ь н о с т ь к о э ф ф и ц и е н т а у с и л е н и я п о н а п р я ж е н и ю
в ш и р о к о м |
и н т е р в а л е т е м п е р а т у р [Л . 42 , 95]. |
В м е с т е |
с тем с т а б и л и з а ц и я у к а з а н н ы м с п о с о б о м п р и |
м е н и м а в о с н о в н о м д л я к а с к а д о в , р а б о т а ю щ и х п ри с р а в н и т е л ь н о н е б о л ь ш и х с и г н а л а х , т а к к а к п е р е м е щ е н и е р а б о ч е й то ч к и к а с к а д а п р о и с х о д и т в б о л ь ш и х п р е д е л а х , о ч ем с в и д е т е л ь с т в у е т , в ч а с т н о с т и , п р и в е д е н н ы й в ы ш е п р и м ер .
Р а с ч е т о п т и м а л ь н ы х п р е д е л о в и з м е н е н и я т о к а к о л л е к т о р а м о ж е т б ы ть п р о и з в е д е н т а к ж е п о с л е д у ю щ е й э м п и р и ч е с к о й ф о р м у л е :
|
(3 -43) |
С о гл а с н о (1-58) |
|
= « к , .с {1 - \ь - ч if - 80)]} . |
(3-44) |
В п р и в е д е н н о м п р и м е р е , е с л и у ч и т ы в а т ь , ч т о д л я т р а н з и с т о р о в р а с с м а т р и в а е м о г о т и п а 6 — 0 ,3 2 , п ~ 1 1 , З Х
Рис. 3-4. |
Усилительный каскад |
Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т а |
по |
|||
ф о р м у л а м |
(3 -4 3 ) и |
(3 - |
4 4 ) |
|||
с параллельной отрицательной |
||||||
обратной |
связью. |
х о р о ш о с о |
г л а с у ю т с я |
с д а н - |
||
п ы м и , п о л у ч е н н ы м и г р а ф и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ч ески м |
м ето д о м . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Р а с ч е т |
э л е м е н т о в |
цеп ей , |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
о б е с п е ч и в а ю щ и х 'п е р е м е щ е |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
н и е р а б о ч е й то ч к и у с и л и т е л ь |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
н ого |
к а с к а д а |
п о о п т и м а л ь |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ной |
т р а е к т о р и и , |
м о ж е т б ы ть |
Рис. 3-5. Усилительный |
каскад |
||||||||||||
п р о и зв е д е н |
п р и |
и звестн о й |
||||||||||||||
с |
последовательной |
|
отрица |
|||||||||||||
в е л и ч и н е к о э ф ф и ц и е н т а |
р е |
|
||||||||||||||
тельной обратной связью. |
|
|||||||||||||||
ж и м н о й |
н е с т а б и л ь н о с т и |
s. |
|
|
|
"ос |
|
|
|
|||||||
У ч и т ы в а я , |
что |
в д а н н о м |
с л у |
|
|
|
|
|
|
|||||||
ч ае в е л и ч и н а |
|
п р и р а щ е н и я |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
т о к а к о л л е к т о р а |
я в л я е т с я |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
з а д а н н о й , |
р а с ч е т |
к о э ф ф и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ц и е н т а р е ж и м н о й н е с т а б и л ь |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
н о с ти м о ж е т б ы ть вы п о л н ен |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
по ф о р м у л а м |
(3 -10) |
и |
(3 -1 5 ). |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
М е т о д « п л а в а ю щ е й » р а б о |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
чей |
то ч к и |
не |
п о з в о л я е т |
о б е |
Рис. 3-6. Усилительный каскад |
|||||||||||
с п е ч и т ь о д н о в р е м ен н у ю |
с т а |
с |
комбинированной |
последова |
||||||||||||
б и л и з а ц и ю |
т а к и х п а р а м е |
тельно-параллельной |
отрица |
|||||||||||||
тельной обратной связью. |
|
|||||||||||||||
т р о в , к а к к о э ф ф и ц и е н ты у с и |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
л е н и я к а с к а д а п о н а п р я ж е |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
нию |
и т о к у , |
а |
т а к ж е |
его |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
в х о д н о е и в ы х о д н о е со п р о |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
т и в л е н и я . Э то о б у с л о в л е н о |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
те м , ч то д л я о п р е д е л е н и я у с |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
л о в и й с т а б и л ь н о с т и у п о м я |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
н у т ы х п а р а м е т р о в п р и х о д и т |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ся п о л ь з о в а т ь с я . с т а т и ч е с к и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
м и |
х а р а к т е р и с т и к а м и р а з |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
л и ч н ы х в и д о в , в с л е д с т в и е ч е |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
го н е и з б е ж н о в о з н и к а ю т п р о |
Рис. |
3-7. |
Потери |
мощности |
||||||||||||
т и в о р е ч и я |
м е ж д у |
ч астн ы м и |
||||||||||||||
р е ш е н и я м и . К р о м е |
то го , |
п ри |
в |
цепях |
стабилизации |
усили |
||||||||||
р е а л и з а ц и и |
о п ти м а л ь н о й |
тельных каскадов с |
параллель |
|||||||||||||
ной |
тц, |
последовательной |
i\2 |
|||||||||||||
т р а е к т о р и и |
п е р е м е щ е н и я |
р а |
||||||||||||||
и |
параллельно-последователь |
|||||||||||||||
б о ч ей |
то ч к и |
д а ж е |
д л я |
с т а |
ной Г|з отрицательной обратной |
|||||||||||
б и л и з а ц и и |
л ю б о го |
и з |
п а р а |
связью на |
постоянном |
токе. |
|
|||||||||
м е т р о в в о т д е л ь н о с т и п р и х о |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
д и т с я п р е о д о л е в а т ь |
с у щ е ств е н н ы е |
тр у д н о сти , т а к |
к а к |
не |
||||||||||||
в с е г д а у д а е т с я с о в м е ст и ть у с л о в и я с та б и л ь н о с ти п а р а м е т р а п р и п о л о ж и т е л ь н ы х и о т р и ц а т е л ь н ы х т е м п е р а т у р а х .
Н а к о н е ц , при с т а б и л и з а ц и и 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 м ет о д о м « п л а в а ю щ е й » р а б о ч е й т о ч к и не и с к л ю ч а е т с я н е о б х о д и м о с т ь п р и н я т и я д о п о л н и т е л ь н ы х м ер д л я о с л а б л е н и я в л и я н и я п р о и з в о д с т в е н н о г о р а з б р о са п а р а м е т р о в т р а н з и с т о р о в и и х и зм е н е н и й в с л е д с т в и е
с т а р е н и я .
П о тер и н а п о с то я н н о м т о к е . С т а б и л и з а ц и я р а б о ч е г о р е ж и м а м о ж е т б ы т ь о с у щ е с т в л е н а п р и м и н и м а л ь н ы х п о т е р я х у с и л е н и я , но с о п р о в о ж д а е т с я д о п о л н и т е л ь н ы м и з а т р а т а м и э н е р г и и о т и с т о ч н и к о в п и т а н и я . П о с л е д н и е
м о гу т б ы т ь р а с с ч и т а н ы |
по |
ф о р м у л а м |
[Л . 92]: |
|
|
||||
|
д л я к а с к а д а с п а р а л л е л ь н о й О О С н а п о с т о я н н о м т о |
||||||||
к е |
(р и с . 3 -4 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я " 01 |
|
1 — s, (1 — а ) . |
(3 -45) |
|||
|
ч = |
я |
» , + |
/ Г |
***"«■ (■ + |
“) - ' • |
|||
|
|
|
|||||||
|
д л я к а с к а д а с п о с л е д о в а т е л ь н о й О О С н а п о с т о я н н о м |
||||||||
т о к е (р и с. 3 -5) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ = - р с т р г “ ° - 95 ( ° ' 0 5 + ^ ) : |
<3 ' 4 6 > |
|||||||
|
д л я к а с к а д а с п а р а л л е л ь н о - п о с л е д о в а т е л ь н о й О О С |
||||||||
н а п о с то я н н о м т о к е (р и с. 3 -6 ) |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Р СТ |
В |
(3 -47) |
|||
|
|
|
Р о г + Р в |
2 + |
£ ’ |
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
г д е |
Р " ст, 'Р 'ст |
и |
Р ст — м о щ н о сть, |
р а с х о д у е м а я |
в ц е п я х |
||||
стаб и ли зац и и ; |
Р Б |
1 КЕ — м о щ н о сть, |
п о т р е б л я е м а я |
в |
|||||
и д е н ти ч н о м р е ж и м е к а с к а д о м с ф и к с и р о в а н н ы м с м е щ е н и ем ; $1, б2 и s — 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 р е ж и м н о й н е с т а б и л ь н о с т и к а с к а д о в с п а р а л л е л ь н о й , п о с л е д о
в а т е л ь н о й и п а р а л л е л ь н о - п о с л е д о в а т е л ь н о й |
О О С н а |
||||
п о с т о я н н о м то к е . |
|
|
|
|
|
1 — 5 ,( 1 — а) , 1 |
a s , — s |
|
(3 -48) |
||
S l_ l |
1 - 5 Г (5 _ l ) [ l _ Sl (1 — а)] ’ |
||||
|
|||||
+ |
- у 25" l1 — s i d |
— “)] |
|
|
|
S ~ |
/yH |
. |
|
(3 -49) |
|
37 |
|
||||
Н а р и с . 3 -7 п р е д с т а в л е н ы з а в и с и м о с т и п о т е р ь м о щ н о с т и в ц е п я х с т а б и л и з а ц и и о т в е л и ч и н к о э ф ф и ц и е н т о в р е ж и м н о й н е с т а б и л ь н о с т и к а с к а д о в с п а р а л л е л ь н о й , п о -
с л е д о в а т е л ь н о й и |
п а р а л л е л ь н о -п о с л е д о в |
а т е л ь н о й |
свя зью , |
р а с с ч и т а н н ы е по |
ф о р м у л а м (3 -45) — (3 |
-49) при |
а = 0 ,9 7 . |
К а к ви д н о и з р и с у н к а , д л я н а и б о л е е ч ас т о в с т р е ч а ю щ и х с я зн а ч е н и й к о э ф ф и ц и е н т а р еж и м н о й н е с т а б и л ь
н о сти |
s = 2 — 5 |
в к а с к а д а х с п а р а л л е л ь н о й О О С |
= 0 ,1 — |
|||
0,32, |
в к а с к а д а х |
с |
п о с л е д о в а т е л ь н о й |
О О С т|2= 0 ,2 4 — |
||
0,52 и |
в к а с к а д а х |
с |
п а р а л л е л ь н о -п о с л е д о в а т е л ь н о й О О С |
|||
Т1з=0 ,2 4 — 0,35 |
(с о о т в е т с т в у е т с л у ч а ю , |
к о гд а |
R ' 0.с = |
|||
= 0,5/?ц ). |
|
|
|
|
|
|
О ц е н к а э ф ф е к т а , |
д о с т и га е м о го при введен и и |
О О С н а |
||||
п е р е м е н н о м т о к е . К а к и в п р е д ы д у щ ем сл у ч а е , а н а л и з у п о д в е р г а ю т с я к а с к а д ы с о б щ и м эм и т те р о м , о х вач ен н ы е п а р а л л е л ь н о й , п о с л е д о в а т е л ь н о й и п а р а л л е л ь н о -п о с л е д о в а т е л ь н о й о б р а т н о й с в я зь ю , к о то р ы е б л а г о д а р я п р и с у щ и м им п р е и м у щ е с т в а м н а ш л и н а и б о л е е ш и р о к о е
п р а к т и ч е с к о е |
п р и м ен ен и е, х о тя |
о д н о в р ем ен н о |
они х а |
р а к т е р и з у ю т с я |
б о л ь ш е й ч у вств |
и тел ьн о стью к |
д е с т а б и |
л и зи р у ю щ и м в о зд е й с т в и я м , ч ем к а с к а д ы с о б щ ей б а зо й и о б щ и м к о л л е к т о р о м .
С л е д у е т |
о тм е ти т ь , что п р и н я т а я |
вы ш е к л а с с и ф и к а |
||||
ц и я к а с к а д о в по в и д а м |
о т р и ц а т е л ь н о й |
о б р а тн о й |
свя зи |
|||
(п о с л е д о в а т е л ь н о й |
и ли |
п а р а л л е л ь н о й ) |
со о тв етству ет |
|||
с л у ч а ю о п р е д е л е н и я |
ее |
о тн о си тел ьн о |
вх о д н ы х з а ж и м о в |
|||
с и стем ы и |
я в л я е т с я |
в |
и звестн о й м ер е |
у сл о вн о й . |
Т а к , |
|
н а п р и м е р , .в к а с к а д е , с х е м а к о то р о го и зо б р а ж е н а на
ри с. |
3 -5, н а р я д у |
с О О С п о с л е д о в а т е л ь н о го |
тр н а |
(по т о |
||
к у ) , |
г л у б и н а к о то р о й |
о п р е д е л я е т с я |
вели ч и н о й с о п р о ти в |
|||
л е н и я р е зи с т о р а |
R '0.c, |
и м ее т м есто |
т а к ж е |
О О С |
п а р а л |
|
л е л ь н о г о т и п а |
(п о н а п р я ж е н и ю ), |
гл у б и н а |
ко то р о й |
|||
о п р е д е л я е т с я в е л и ч и н а м и со п р о ти в л ен и й р е зи с то р о в R 2 и R 3. П о э т о м у в р а с с м а т р и в а е м о м с л у ч а е то ч н ее го в о р и ть о к а с к а д е с п р е о б л а д а н и е м О О С п о с л е д о в а т е л ь н о г о т и п а . А н а л о ги ч н ы м о б р а з о м с л ед у е т т а к ж е п о д х о
д и т ь к о ц е н к е |
х а р а к т е р а О О С к а с к а д а , с х е м а 'которого |
и з о б р а ж е н а н а |
ipnc. 3-4. |
А н а л и з , п р о в о д и м ы й в н а с т о я щ е м р а з д е л е , н о си т |
|
в и зв е с т н о й м ер е к а ч е с тв е н н ы й х а р а к т е р , и р а с с м о т р е нию п о д в е р г а ю т с я с л у ч а и , б л и зк и е к п р е д ел ь н ы м , к о гд а п а р а м е т р ы у с и л и те л ь н ы х к а с к а д о в в о сн о вн о м о п р е д е л я ю т с я с о п р о т и в л е н и я м и о б р а тн о й с в я зи и н а г р у зк и , а т а к ж е в н у т р е н н и м с о п р о ти в л е н и е м г е н е р а т о р а с и г н а л а . П о э т о м у д о п у щ е н и е о п р е о б л а д а н и и о п р е д ел е н н о го ти п а О О С , п о зв о л я ю щ е е у п р о с ти т ь в ы п о л н я ем ы й а н а л и з , в р а с с м а т р и в а е м о м с л у ч а е н е в н о си т су щ ествен н о й
п о гр еш н о сти в о ц е н к у э ф ф е к т и в н о с т и о б р а т н о й связи*
П р и в ы в о д е ж е с о о т н о ш е н и й д л я |
о п р е д е л е н и я х а р а к - |
т е р а и к о л и ч е с т в е н н о й о ц е н к и д е й с т в и я О О С в р е а л ь - |
|
н ы х к а с к а д а х , п р о в о д и м о м в § 4 -2 , |
у ч и т ы в а ю т с я н а г р у з |
ки к а к н а в х о д н ы х , т а к и н а в ы х о д н ы х з а ж и м а х их . |
|
Д л я п р о сто ты п р и н я т о , ч то в с х е м а х у с и л и т е л ь н ы х к а с к а д о в , и з о б р а ж е н н ы х н а р и с . 3 -4 — 3 -6 , с о п р о т и в л е н и я в ц е п я х О О С я в л я ю т с я ч и сто а к т и в н ы м и . П р и к о м п л е к с ном х а р а к т е р е у к а з а н н ы х с о п р о т и в л е н и й с у щ е с т в е н н о г о н а р у ш е н и я у с л о в и й с т а б и л и з а ц и и у с и л и т е л е й н е п р о и зо й д е т, ёсл и п р и э то м о д н о в р е м е н н о п р и н я т ы м е р ы д л я с т а б и л и з а ц и и р а б о ч е й то ч к и .
В |
т а б л . 3-1 п р и в е д е н ы с о о т н о ш е н и я д л я к о э ф ф и |
ц и ен то в у с и л е н и я по т о к у и н а п р я ж е н и ю , а т а к ж е в х о д |
|
н о го и |
в ы х о д н о го с о п р о т и в л е н и й у с и л и т е л ь н ы х к а с к а д о в |
б е з о б р а т н о й с в я з и , а т а к ж е с п о с л е д о в а т е л ь н е й , п а р а л |
|
л е л ь н о й и п о с л е д о в а т е л ь н о - п а р а л л е л ь н о й о т р и ц а т е л ь
н ой о б р а т н о й с в я зь ю . П р и б л и ж е н н ы е ф о р м у л ы п о л у ч ен ы п ри д о п у щ е н и я х , п р а к т и ч е с к и в с е г д а в ы п о л н я е м ы х в р е а л ь н ы х с х е м а х :
/”к (1 — а ) > |Z n |; а г к ^> |Z r |; /*к( 1— г о ^ г - ) .
Г л у б и н а 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 , п р и к о т о
р о й д о с т и г а е т с я в ы с о к а я с т а б и л ь н о с т ь п е р е ч и с л е н н ы х вы ш е п а р а м е т р о в , я в л я е т с я с р а в н и т е л ь н о о г р а н и ч е н н о й , т а к к а к п р и э то м д о с т а т о ч н о в ы п о л н и т ь у с л о в и я
t f V c X l — а ) г б и | Z „ | » ( 1 — |
(3 -6 6 ) |
Е с л и о б р а т и т ь с я к ф о р м у л а м (3 -5 5 ) и (3 - 5 6 ), то м о ж н о у в и д е т ь , ч то в к а с к а д е с п о с л е д о в а т е л ь н о й О О С д а ж е п р и о г р а н и ч е 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 с т и г а е т с я в ы с о к а я с т а б и л ь н о с т ь к о э ф ф и ц и е н т а у с и л е н и я по
н а п р я ж е н и ю |
(К 'и о .с) и в х о д н о г о с о п р о т и в л е н и я |
(Z 'nx.o.c)- |
||
Т а к , есл и |
п р и ж е с т к о й с т а б и л и з а ц и и р а б о ч е й т о ч к и |
|||
и о тс у т ст в и и О О С н а |
п е р е м е н н о м |
т о к е |
о т н о ш е н и е |
|
Z iW Z b x го °с к а с к а Да с о б щ и м э м и т т е р о м в и н т е р в а л е т е м п е р а т у р ± 7 0 ° С и з м е н я е т с я о т 0 ,4 2 д о 1,3, т о д л я к а с к а д а с п о с л е д о в а т е л ь н о й О О С э т о о т н о ш е н и е н а х о
д и т с я в |
п р е д е л а х о т 0 ,7 5 д о |
1,1 [Л . 92). |
|
|
В к а с к а д е с п а р а л л е л ь н о й О О С , к а к э т о с л е д у е т и з |
||||
ф о р м у л |
(3 -5 8 ) и (3 -6 1 ),. м о ж н о о б е с п е ч и т ь в ы с о к у ю |
|||
с т а б и л ь н о с т ь к о э ф ф и ц и е н т а у с и л е н и я п о т о к у |
(К " ю .с ) |
|||
и в ы х о д н о г о |
с о п р о т и в л е н и я |
(£ "вы х .о .с)- П р и м е н е н и е к о м |
||
б и н и р о в а н н о й |
п о с л е д о в а т е л ь н о - п а р а л л е л ь н о й |
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 , к а к э т о с л е д у е т и з |
ф о р м у л |
|||