Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 232

Скачиваний: 2

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

где

Л — сум м ар н о е зн ач ен и е

с о с т а в л я ю щ и х , н е

з а в и с я ­

щ ее

от величины Xi;-tp(Xi) — с у м м а р н о е з н а ч е н и е

с о с т а в ­

ляю щ и х, за в и с я щ е е от вели ч и н ы

х с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6 ' 13г)

Д анная

формула

имеет

ф и зи чески й

см ы сл

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<6-1 Зд)

П р и н о р м ал ьн о м за к о н е р а с п р е д е л е н и я п а р а м е т р а ,

что.

со о тветству ет

б о л ьш и н ств у

с л у ч а е в

п р а к т и к и , его

и оле

 

д о п у ска п ри

у сл о ви и ,

что

оно

о х в а т ы в а е т

99,73%

во зм о ж н ы х

отклон ен и й ,

м о ж е т

б ы ть

р а с с ч и т а н о

по

ф о р ­

м уле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6-14)

Д л я у п р о щ ен и я р а с ч е то в

 

ц е л е с о о б р а з н о

р а з б и т ь

ап п р о кси м и р у ем у ю

ф у н кц и ю

на

q a у ч а с т к о в

о д и н а к о в о й

п ротяж ен н о сти . Т о гд а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11= Я 1 = .,. =

 

3 , =

- С .

 

 

 

(6-15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ча

 

 

 

 

В

 

это м сл у ч ае

из соо тн о ш ен и й

(6 -12)

и

(6 -1 5 )

п о л у ­

чим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f - Г

К

/ ^

f

)

+

 

2 £

c . « v ( £ H f >

 

 

 

f

‘=1

 

 

 

*#/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6-16а)

С р ед н ее к в а д р а т и ч е с к о е о тк л о н ен и е п а р а м е т р а на

всем

и сслед у ем о м

и н т е р в а л е

его

зн а ч е н и й

 

 

 

 

Р а с

ч е т ы по п ри вед ен н ы м

вы щ е

ф о р м у л а м я в л я ю т с я

весьм а

гр о м о зд к и м и , и

п о это м у в

п о л н о м о б ъ е м е

д а ж е

д л я р ад и о тех н и ч ески х

ц еп ей

с р е д н е й

с л о ж н о с т и

п р и

п р е д ъ я в л е н и и ж е с тк и х

тр е б о в а н и й

к их

то ч н о сти и

б о л ь ­

ш и х зн а ч е н и я х р а зб р о с а п а р а м е т р о в он и д о л ж н ы в ы ­ п о л н я ть с я н а Э Ц В М .


С о гл а с н о эк с п е р и м е н та л ь н ы м д ан н ы м и зм ен ен и я п а ­

р а м е т р о в

э л ем е н то в

 

всл ед ств и е

ста р е н и я

п р о и сх о д я т

п р и м ер н о

по

л и н ей н о м у за к о н у

[Л . 78]. В

о б щ ем

с л у ч а е

 

 

 

 

 

 

X i= X io (\ +

C Ci à T ) ,

 

 

 

 

(6-17)

гд е

5с,0

и

5ci — со о тв етствен н о

значения параметра элем ента

при

вы пуске

и

через

время

ДТ\

Сст — коэф ф ициент,

харак­

теризую щ ий

отн оси тельн ое

изменение

параметра

элем ента

электронной

цепи

~

~

Xl0- ~ Хг

за

единицу

времени

(на-

пример,

за

1

ч).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К о э ф ф и ц и е н т

Сст

и м еет

сл о ж н у ю за в и с и м о ст ь

о т

р а б о ч е го

р е ж и м а

и зд е л и я ,

усл о ви й

его

х р а н е н и я ,

р а з ­

л и ч н о го

р о д а

к л и м ат и ч е с к и х

и м ех ан и ч еск и х

в о зд е й с т ­

вий.

П о э т о м у

его

вел и ч и н а

обы чно

о п р е д е л я е тс я

о п ы т ­

ны м

п утем .

П р и

р а с ч е та х ,

к а к п р а в и л о ,

п о л ьзу ю тся

у ср ед н ен н ы м и

зн а ч е н и я м и

Сст-

 

 

 

 

 

 

 

 

П о д а н н ы м

м н о го л етн и х

н а б л ю д ен и й

при с к л а д с к о м

х р а п е н и и к о эф ф и ц и ен т с та р е н и я и еп р о во л о ч н ы х р е зи с то ­ р о в ти п о в В С , У Л М и М Л Т п р и м ер н о н а х о д и тс я в п р е ­

д е л а х

± 1

* 1 0 -<i 1 /ч,

д л я

п р ец и зи о н н ы х р ези сто р о в

ти п а

Б Л П

он

с о с т а в л я е т

(— 0,1 -f- + 0 ,5 ) • 10-6

1 /ч,

д л я

п е р е ­

м ен н ы х со п р о ти в л ен и й т и п а

С П О

± (1 -5 -2 )

• 10~6 1 (ч. Д л я

м е т а л л о б у м а ж н ы х

и б у м а ж н ы х

к о н д е н с ато р о в

С с т »

« ± (0,3-5

-1,0) • 10~а

11ч,

а

д л я

сл ю д ян ы х

ти п а

К С О

С с т »

± 0 ,2 • Ю-6 1/ч.

 

 

 

 

 

 

 

К о э ф ф и ц и е н т с та р е н и я м ал о м о щ н ы х тр а н зи с то р о в

ти п о в П 4 1 4 и П 4 1 5 п о о б р а т н о м у то к у к о л л е к т о р а со ­

с т а в л я е т

п р и м

е р н о

+ 1 0 * 10-6 11ч,

а по ко эф ф и ц и ен ту

п е р е д а ч и

р

— 2

• 10-в

1/ч .

 

В а ж н о е

зн а ч е н и е

д л я точн ости

р асч ето в и м ею т в ы ­

я в л е н и е и а н а л и з с в я зе й м е ж д у п а р а м е т р а м и э л е м е н т о в

и с с л е д у е м ы х

ц еп ей ,

к о то р ы е м о гу т

и м еть

ф у н к ц и о н а л ь ­

ны й и л и к о р р е л я ц и о н н ы й

х а р а к т е р .

 

 

Ф у н к ц и о н а л ь н ы е

свя зи ,

к а к

и звестн о ,

х а р а к т е р и з у ­

ю тся о д н о зн ач н о сть ю , т а к

к а к

о т р а ж а ю т

сл у чаи , ко гд а

о п р е д е л е н н ы м

зн а ч е н и я м

и зм ен ен и й

о д н ого из п а р а м е т ­

р о в с о о тв ет с тв у ю т вп о л н е о п р е д ел е н н ы е и зм ен ен и я в е ­ л и ч и н ы д р у го го , с ни м с в я з а н н о г о п а р а м е т р а .

К о р р е л я ц и о н н ы е с в я з и и м ею т в ер о я т н о ст н ы й х а р а к ­ тер . О н и х а р а к т е р и зу ю т с я тем , что зав и си м о сть м е ж д у с л у ­ ч ай н ы м и п о гр еш н о стя м и п р о я в л я е т с я в и зм ен ен и и м а т е ­ м а т и ч е с к о го о ж и д а н и я (и ли в б о л ее об щ ем с л у ч ае — з а к о н а р а с п р е д е л е н и я ) о д н о го из п а р а м е т р о в п р и и зм е -

10* 147


нении величины

д р у го го ,

с ним

с в я за н н о го . Т а к и е

св я зи

типичны

д л я за в и си м ы х и сто ч н и ко в (т р а н з и с т о р о в ,

э л е к ­

трон н ы х

л а м п )

и

цепей

с о б щ и м и р е гу л и р о в о ч н ы м и

у зл ам и .

 

 

 

 

 

 

 

К ач ествен н ы й

а н а л и з

к о р р е л я ц и о н н ы х

с в я зе й

м о ж е т

бы ть

вы п олн ен

ан а л и ти ч е с к и ,

н а п р и м е р ,

п у тем с р а в н е ­

ния

полей д о п у ско в

п а р а м е т р а ,

р а с с ч и т а н н ы х м е т о д а м и

« м ак си м у м а — м и н и м у м а» , к в а д р а т и ч н о й о ш и б к и и в е ­

роятн о стн ы м [Л . 76].

 

К о л и ч ествен н ы е

п о к а з а т е л и к о р р е л я ц и о н н ы х

с в я зе й

п рощ е о п р е д ел я ть

э к с п е р и м е н т а л ь н ы м п у тем [Л .

78, 88].

Д л я и сслед у ем о й

п ар ти и и зд ел и й к о э ф ф и ц и е н т

к о р р е ­

ляц и и м о ж е т бы ть

р ассч и тан п о ф о р м у л е

 

 

 

 

 

 

 

(6-18)

гд е п — общ ее

ч и сло обследованны х образцов;

 

( т ц ) —

число эл ем ен то в ,

п а р а м е т р ы

ко то р ы х и м ею т

в е л и ч и н у ,

н ах о д я щ у ю ся в

п р е д е л а х у с та н о в л е н н о го

при

с т а т и с т и ­

ческой о б р а б о т к е

р е зу л ь т а т о в

и зм ер ен и й

ч ас т н о го

и н т е р ­

в а л а зн ачен и й

X i(x j); g и

h — с о о т в е т с т в е н н о

су м м ы

ш ( и т ц д л я о п р ед ел ен н ы х зн а ч е н и й у с л о в н ы х с р е д ­

них

x 'i

и

х'у,

у и

I — н о м е р а

с то л б ц о в

и с т р о к т а б ­

лицы

с зап и сью

р е зу л ь т а т о в

и зм ер ен и й ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

»r.

 

Xi — xic .

 

 

(6-19)

 

 

 

 

 

 

г ~

 

àXi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*»f __

xi

 

,

 

 

(6-20)

 

 

 

 

 

 

3

 

AXi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x ’i

и

x 'j — условны е

средн и е

значения ч астн ы х

и н терва­

лов;

Xie и

XjC — ср ед н и е значения

п арам етров

в

ч астн ы х

интервалах,

соответствую щ и х

м аксим альны м

зн ачен и ям

сумм

£

т .1Л и

 

àX i

и

AXj — аб со л ю тн ы е

 

величины

 

 

xt

 

xi

 

 

 

 

 

 

 

 

частны х

интервалов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С л е д у е т

о тм ети ть, что

в

п о д а в л я ю щ е м

б о л ь ш и н с т в е

с л у ч а е в п р а к ти к и м о ж н о и сх о д и ть и з п р е д с т а в л е н и я о л и н ей н о м х а р а к т е р е к о р р е л я ц и о н н ы х с в я зе й и соот-


в ет ст в е н н о п ри р а с ч е т а х р ад и о тех н и ч ески х у стр о й ств на т р а н з и с т о р а х п о л ь зо в а т ь с я зн ач ен и ям и ко эф ф и ц и ен та к о р р е л я ц и и .

М о ж н о , в ч астн о сти , у к а з а т ь н а то, что д л я систем h п а р а м е т р о в , а т а к ж е д л я о б р а тн ы х то ко в к о л л е к то р а ( U ) и э м и т т е р а (h o ) по р е зу л ь т а т а м стати сти ческо й о б р а б о т к и р е з у л ь т а т о в и зм ер ен и й п ар ти и тр а н зи с то р о в П 13 р а с х о ж д е н и е м е ж д у зн ач ен и я м и ко эф ф и ц и ен то в

к о р р е л я ц и и

и о п р ед ел ен н ы м и д л я

со о тветству ю щ и х

с л у ­

ч ае в в е л и ч и н ам и

к о р р е л я ц и о н н ы х

отн ош ен и й не

п р е ­

в ы ш а ет

5%

[Л . 88]. О п ы т

п р о е к ти р о в а н и я р ад и о тех н и ­

ч ески х

у с тр о й с тв

п о к а зы в а е т ,

что

п о л ь зо в а н и е

при

р а с ч е те

со о тв етств у ю щ и м и

зн а ч е н и я м и к о эф ф и ц и ен то в

к о р р е л я ц и и п а р а м е т р о в т р а н зи с т о р о в в за м е н к о р р е л я ­ ц и он н ы х о тн о ш ен и й не вн о си т ощ у ти м о й п огреш н ости в п о д а в л я ю щ е м б о л ьш и н ств е с л у ч а е в п р а к т и к и (в том ч и сл е и д л я в ы со к о ч а с то т н ы х с х е м ).

А б с о л ю т н ы е зн а ч е н и я ко эф ф и ц и ен то в к о р р ел я ц и и с о гл а с н о и зм е р е н и я м , в ы п о л н ен н ы м н а п а р т и я х т р а н з и ­

сто р о в

ти п о в

П 1 3 ,

Ш З А ,

П 1 4

и

П 1 5

д л я

h п а р а м е тр о в

и то к о в

/ко

и

ho,

и зм ен я ю тс я

в

ш и р о ки х

п р е д е л а х :

от

— 0,01

(д л я

с о ч етан и й ти п а

h n — h о

и 1гц— h22 при в к л ю ­

чен и и

т р а н з и с т о р а

по с х е м е

с о б щ ей

б а зо й )

д о 0,85 — 0,98

(д л я со ч е т ан и й

h 2i— h n

при

вклю чен и и т р а н зи с т о р а

по

сх ем е с о б щ и м э м и т т е р о м ).

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и э то м

у с т а н о в л е н о

сл ед у ю щ ее:

 

 

 

 

1) 'к о р р е л я ц и о н н ы е с в я з и м е ж д у п а р а м е т р а м и т р а н ­

зи с т о р о в

п р о я в л я ю т с я

в

б о л ьш ей

степени

при

в к л ю ч е ­

нии их

по сх ем е

с

о б щ и м

э м и тте р о м

(О Э )

и о б щ и м к о л ­

л е к т о р о м

(О К ) ,

ч ем п р и

вк л ю ч ен и и

п о сх ем е с

общ ей

б а зо й

( О Б ) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

т р е б у е м а я

степ ен ь

у ч ета

 

к о р р ел я ц и о н н ы х

свя зей

в зн а ч и т е л ь н о й м ер е 'з а в и с и т от в ы б р ан н о го ти п а м о ­ д е л и т р а н з и с т о р а .

Е с л и и с х о д и ть и з п р е д с т а в л е н и я т р а н зи с т о р а в ви де

а к т и в н о г о

ч ет ы р е х п о л ю с н и к а

с и сп о л ьзо в ан и ем при р а с ­

ч е т а х с и с те м 2-, у- и ли А -п ар ам етр о в ,

то н еобходи м о

у ч и т ы в а т ь

к о р р е л я ц и о н н ы е

с в я зи м е ж д у

б о л ьш и н ство м

п а р а м е т р о в (о со б ен н о в с х е м а х с О Э и О К ). Е сл и ж е

п о л ь з о в а т ь с я за в и с и м о с т я м и со о тветству ю щ и х

п а р а м е т ­

ров у с и л и т е л е й

о т

ф и зи ч еск и х п а р а м е т р о в т р а н зи с то р о в

(с о п р о т и в л е н и й

б а зы

/о, э м и т т е р а

г0 и

к о л л е к то р а гк,

е м к о сти к о л л е к т о р а

С к, б а р ь е р н о й

ем кости Со,

у д ельн о й

д и ф ф у зи о н н о й

ем к о сти

Сд, к о эф ф и ц и ен та

п ер ед ач и то к а


б а зы р ), то п о сл ед н и е п р а к т и ч е с к и в с е гд а м о ж н о р а с ­

с м а т р и в а ть

в к а ч ес тв е

.н езави си м ы х

п е р е м е н н ы х .

Э то

в полной

м ер е

с п р а в е д л и в о ,

в ч ас т н о ст и ,

д л я з а в и с и ­

мости

ком п лексн ой

п р о во д и м о сти

т р а н з и с т о р н о г о

у си ­

л и тел ьн о го

 

к а с к а д а

от

всех

п е р е ч и с л е н н ы х

в ы ш е

п а р а ­

м етров,

а

 

т а к ж е

от

 

н и зк о ч а ст о тн ы х

п р о в о д и м о с те й

тр ан зи сто р а

ви д а G&

и

G22- Н а л и ч и е

к о р р е л я ц и и

в

д а н ­

ном сл у ч ае

 

сл ед у ет

у ч и т ы в а т ь

гл а в н ы м

о б р а з о м

д л я

з а ­

висим ости

то к а

к о л л е к т о р а

от

к о э ф ф и ц и е н т а

п е р е д а ч и

то к а б а зы и те м п е р а т у р ы /и = ф ( Р , t) .

 

 

 

 

 

 

Т аки м о б р а зо м ,

п о л ь зо в а н и е

ф и зи ч е с к о й

м о д е л ь ю

тр а н зи с то р а

ц е л е с о о б р а зн о и

при

р а с ч е т а х

д о п у с к о в на

вы ход н ы е

п а р а м е т р ы

р а д и о те х н и ч е с к и х

у с т р о й с т в ;

 

3) к о р р е л я ц и о н н а я

с в я зь

я в л я е т с я д о с т о в е р н о й

при

г, , > 0 , 2 — 0,25. П р и

м ен ьш и х

з н а ч е н и я х к о э ф ф и ц и е н т о в

ко р р ел яц и и

п а р а м е т р ы

с о о тв етс тв у ю щ и х

э л е м е н т о в

и сследуем ой

си стем ы

м о ж н о

с ч и т а ть

с т а т и с т и ч е с к и

н е ­

зави си м ы м и ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) к о эф ф и ц и ен ты к о р р е л я ц и и м е ж д у /м п а р а м е т р а м и ,

/ко

и /ао очен ь

с л а б о

з а в и с я т

от

р а б о ч е го

р е ж и м а на

п остоян н ом

то к е

[Л . 88]. Э то ж е

с п р а в е д л и в о

и д л я

д р у ­

гих

систем

х а р а к т е р и с т и ч е с к и х

п а р а м е т р о в

т р а н з и с т о ­

ров. З а в и с и м о с ть лее к о эф ф и ц и е н то в к о р р е л я ц и и о т

т е м ­

п ер ату р ы п р о я в л я е т с я

в

б о л ьш ей

степ ен и .

П р и

это м

н аи б о л ее си льн о

з а в и с я т

от т е м п е р а т у р ы

к о э ф ф и ц и е н ты

к о р р ел я ц и и

с о ч етан и й

п а р а м е т р о в

h u —

и

р —

п ри

вклю чении

тр а н зи с то р о в

по .схем ам

с О Э

и О К .

 

6-2. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПОГРЕШНОСТЕЙ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Н а рис.

6-2 и зо б р а ж е н а

б л о к -с х е м а т и п о в о го у с и л и т е л ь ­

ного

к а с к а д а

н а т р а н зи с то р е ,

гд е

Г С — г е н е р а т о р

си г­

н а л а ;

У С В х — у стр о й ств о с о г л а с о в а н и я

в х о д а ; Т —

т р а н ­

зи стор;

Ц С Р Т — цеп ь

с т а б и л и за ц и и

р а б о ч е й

то ч ки ;

Ц С М — ц еп ь

п од ачи б а зо в о го

с м е щ е н и я ;

И П — и с то ч ­

н и к п и тан и я;

М О С — ц еп ь м естн ой

о т р и ц а т е л ь н о й

о б р а т ­

ной связи ; М К О С — ц еп ь м е ж к а с к а д н о й

о т р и ц а т е л ь н о й

о б р а тн о й с в я зи ; У С В ы х — у с тр о й с тв о с о г л а с о в а н и я в ы ­

х о д а ; С Н — со п р о ти влен и е

н а г р у зк и ; Э М К С —-э л е м е н т ы

м е ж к а с к а д н о й связи .

 

 

 

С и м во л о м iôt* о б о зн а ч е н ы

о тн о с и т е л ь н ы е п о гр е ш н о с т и ,

вн о си м ы е

со о тв етству ю щ и м и у зл а м и

к а с к а д а .

Т а к к а к

п о сл ед н и е

м о гу т со сто ять

из о д н о го

и л и н

е с к о л ь к и х

150