Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

В еличина

'П огреш ности,

д о п у с к а е м о й

п р и р е а л и з а ц и и

О О С

на

перем ен н ом

то ке,

м о ж е т

б ы т ь

о п р е д е л е н а

на

основе (6 -2 8 ), о тк у д а

Р

2Д(Xqtр

2Длд011

(6-70)

где 0Д ас.р

и 0Д адоп — д о п у с ти м ы е

о т к л о н е н и я

о т г р а н и ц

п оля

д о п у ска

и ссл ед у ем о го

п а р а м е т р а

у с и л и т е л я .

П огр еш н о сти

э л е м е н т о в

ц еп ей о б р а т н о й

с в я зи т а к ж е

м огут

бы ть

о п р ед ел ен ы

с

и с п о л ь зо в а н и е м

ф о р м у л ы

(6 -6 9 ).

Е сли

с т а б и л и з а ц и я

р а б о ч и х

р е ж и м о в

н а

п о ­

стоянном

и п ер ем ен н о м

т о к е

о с у щ е с т в л я е т с я

с

п о м о щ ь ю

общ и х

эл ем ен то в , то

с л е д у е т

о р и е н т и р о в а т ь с я

н а

м а к ­

си м ал ьн о е

зн ач ен и е

п б гр еш н о сти с о о т в е т с т в у ю щ е го

э л е ­

м ен та,

п о л у чен н о е п ри

р а с ч е те

к а ж д о г о

и з

р е ж и м о в .

И з

п р о вед ен н о го

а н а л и з а

сл ед у е т:

1.

В ер о ятн о стн у ю

о ц ен к у

п о гр е ш н о с те й

д о п у с к о в п а ­

р а м е тр о в

тр а н зи с то р н ы х

у с и л и те л ей

.ц е л е с о о б р а зн о

п р о и зво д и ть

м ето до м

к о св ен н о го а н а л и з а

с и с п о л ь з о в а ­

нием

н аи б о л ее

о б щ и х

п о к а з а т е л е й

их

с т а б и л ь н о с т и

и

п оследую щ и м

п ер ех о д о м ч ер е з

р я д

у п р о щ а ю щ и х

з а в и ­

сим остей

к

и ссл ед у ем о м у

п а р а м е т р у .

Э то

п о з в о л я е т

реш и ть з а д а ч у

оц ен ки

н е с та б и л ь н о ст и

с о о т в е т с т в у ю щ е ­

н и тельн о

п росты м и

со о тн о ш ен и ям и . К р о м е т о го ,

п р и

этом

не

в ы зы в ае т

за тр у д н е н и й

у ч ет

в л и я н и я

н а

п о л е

д о п у ск а

р аб о ч его р е ж и м а н а п о с т о я н н о м

т о к е

и

О О С

н а п ерем ен н ом токе.

2.

С т а б и л и за ц и я

р аб о ч его

р е ж и м а

н а

п о с т о я н н о м

тр ан зи сто р н о го у с и л и те л я , у м ен ь ш ен и ю

а б с о л ю т н ы х з н а ­

чений

и

н и вел и р о вке

ч астн ы х

п о гр е ш н о с те й ,

о б у с л о в ­

лен н ы х

н естаб и л ьн о стью

п р и м ен я е м ы х

э л е м е н т о в .

Б л а ­

го д а р я

это м у ста б и л и зи р о в а н н ы й

у с и л и т е л ь

п р и о б р е ­

т а е т

сво й ства с а м о н а с т р а и в а ю щ е й с я

с и с те м ы

а в т о м а т и ­

ческого

р егу л и р о в ан и я .

С и н тез

у си л и тел я

с

з а д а н н о й с т а б и л ь н о с т ь ю

ц е л е ­

с о о б р азн о

о с у щ е ств л я ть

и сх о д я

из

у с л о в и я

р а в е н с т в а

ч астн ы х

п о гр еш н о стей . В

это м с л у ч а е

у с и л и т е л ь

м о ж е т

И зв е с т н о

б о л ь ш о е

ч и сл о

р азн о ви д н о стей уси ли тельн ы х

у с тр о й с тв , ч то

о б у с л о в л ен о

не

то л ьк о

р азн о о б р ази ем

о б л а с т е й

п р и м е н е н и я ,

но

и

сп о со б ам и и сп о л ьзо ван и я

их

[Л .

3 — 6,

8,

9,

22,

24,

30,

38, 41,

44 — 46,

51 — 53,

6 4 - 7 0 ,

73,

83, 8 8 — 90,

9 2 — 95,

98,

109,

113]. В то

ж е

вр ем я,

к ак

с л е д у е т

и з

в ы ш е и зл о ж ен н о го ,

м етоды

стаб и л и зац и и

р а б о ч е го

р е ж и м а

и

п а р а м е т р о в

тр ан зи сто р н ы х

уси л и ­

тел ей

х а р а к т е р и з у ю т с я

о б щ н о стью

п о д х о д а .

Э то о б л ег ­

ч а е т

р а с с м о т р е н и е

п р а к ти ч е с к и х

схем ,

т а к

к а к п о зво ­

л я е т с у щ е ст в е н н о

с о к р а т и т ь

чи сло

а н а л и зи р у е м ы х в а р и ­

ан то в .

П р и

э то м ,

о д н а к о ,

н е л ь зя

у п у с к а ть

и з

виду,

что

вы б о р

то го

и ли

и н ого

м ето д а

ста б и л и зац и и

в зн а ч и ­

те л ь н о й

м ер е

о п р е д е л я е т с я

схем ой вк лю чен и я

входн ой

и

в ы х о д н о й

ц еп ей

к а с к а д а ,

способом

о су щ ествл ен и я

л и т е л я

(н е р а в н о м е р н о с т и ч асто тн о й и ф азо в о й х а р а к т е ­

р и сти к ,

в е л и ч и н е к о эф ф и ц и е н та н ели н ей н ы х и скаж ен и й ,

м ости

у з л о в

и

б л о к о в а п п а р а т у р ы ;

3) т р е б о в а н и я м и к э к с п л у ат а ц и о н н ы м п о к а за т е л я м

у с и л и т е л я

(г а б а р и т а м ,

н ад еж н о сти ,

д олговечн ости

и т. п .) .

П р и

с о зд а н и и

в ы со к о к ач еств ен н ы х

у си л и тел ьн ы х

у с тр о й с тв , к о г д а

п р и х о д и тс я о д н о вр ем ен н о

обесп ечи ть

в ы п о л н ен и е

'б о л ьш о го ч и сл а

тр еб о ван и й ,

обы чно п р и х о ­

д и т с я

и с к а т ь

к о м п р о м и ссн ы е р еш ен и я .

Т а к ,

н а п р и м е р ,

в у си л и тел я х , к ко то р ы м

п р е д ъ я в л я ­

ю тся

ж е с т к и е

т р е б о в а н и я

по

стаб и л ьн о сти

п а р а м е т р о в

б ш ироком и н тер в ал е те м п е р ат у р

и при

н а л и

ч и и

з н а ч и ­

тельного

п рои зводствен н ого р а зб р о с а п а р а м е

т р о в

т р а н ­

зи сторов

н а и б о л е е ц ел ес о о б р а зн о

п р и м е н и т ь

к о м б и н и ­

рованную

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 у ю

О О С ,

о с у щ е ­

ствляем ую

од н оврем ен н о н а

п о сто ян н о м и

п е р е м е н н о м

токе.

О д н ак о

п р и этом б у д ет

и м еть м ес т о

п р о и г р ы ш

свойств к а с к а д о в

и

их

к. п . д ., что

о со б ен н о

с у щ е с т в е н н о

д л я

м ощ ны х у си ли телей .

В с л у ч а я х , ко гд а п р е д ъ я в л я ю т с я ж е с т к и е т р е б о в а н и я

к

стаб и льн ости к о эф ф и ц и ен та у си л ен и я

по

н а п р я ж е н и ю

и

входного

со п р о ти влен и я

к а с к а д а , ц е л е с о о б р а з н о

п р и ­

м енить схем у

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

типа

(см .

ф о р м у л ы

т а б л .

3 -1 ).

Е сл и

ж е

н е о б х о д и м о

стаб и л и зи р о в ать

к о эф ф и ц и ен т у с и л ен и я

по

т о к у

и

в ы ­

ходное

соп роти влен и е, то

'б олее

п р и е м л е м о й

о к а з ы в а е т ­

ся

схем а

с

п р е о б л а д а н и е м

п а р а л л е л ь н о й

О О С .

В р а с см а тр и в ае м о м

с л у ч ае,

у ч и т ы в а я ,

ч то

п р и

п а ­

р а л л ел ьн о й

О О С

по

п о сто я н н о м у

то к у

р а б о ч и й

р е ж и м

и вели чи н а

к о эф ф и ц и ен та

р еж и м н о й

н е с т а б и л ь н о с т и

ж естко с в я зан ы д р у г

с

д р у го м ,

б о л ее

у д о б н о

п р и м е н и т ь

п о сл ед о вательн у ю

О О С

н а

п о сто ян н о м

т о к е

и

п а р а л ­

л ельн у ю

О О С

на п ер ем ен н о м токе.

В ы со к ая с та б и л ьн о с ть п а р а м е т р о в

т р а н з и с т о р н ы х

уси ли телей

б ез

о щ у ти м о го

у х у д ш е н и я

у с и л и т е л ь н ы х

свойств

к а с к а д о в

м о ж е т

бы ть

д о с ти гн у та

.п ри

о с у щ е ­

ствлении

стаб и л и зац и и

р аб о ч ей

точ ки л ю б ы м

и з

м е т о ­

дов,

оп и сан н ы х

в гл . 4 и

5.

О д н а к о

п р и

э т о м

о д н о ­

врем ен н о

с

п овы ш ен и ем

тр е б о в а н и й

к с т а б и л ь н о с т и

рабочей

точки в о зр а с т а ю т

п о тер и

м о щ н о сти

в ц е п я х

с т а ­

би ли зац и и .

К а к с л е д у е т

из

к р и в ы х рис.

3-7,

э т о о с о б е н ­

но ощ утим о при

в ел и ч и н ах

к о э ф ф и ц и е н та

р е ж и м н о й н е ­

стаб и л ьн о сти

s ^

‘2.

С та б и л и за ц и я п а р а м е т р о в у с и л и те л ей п у те м и с п о л ь ­

зо ван и я о тр и ц ател ьн о й

о б р атн о й

с в я зи

н а п е р е м е н н о м

токе

п р а к ти ч е с к и

не

в л и я е т

н а в е л и ч и н у

м о щ н о ст и ,

п о тр еб л яем о й

от

и сточ н и ка

п и тан и я ,

но

о б ы ч н о

п р и в о ­

д и т

к

ощ ути м ы м

п о тер ям

у си л ен и я .

К а к

п р а в и л о ,

д е й ­

ствие

у п о м ян у то й

О О С

о к а з ы в а е т с я

м а л о э ф ф е к т и в н ы м ,

если

о д н о вр ем ен н о

не

п р и н и м аю тся

м ер ы

д л я .с т а б и л и ­

зац и и

р аб о ч ей точки .

П о это м у

н аи б о л ее

вы год н ы м и

по

всем

п о к а з а т е л я м

о к а зы в а ю т с я

у стр о й ств а,

в

ко то р ы х

т р е б у е м а я

с т а б и л ь -

ыость

п а р а м е т р о в

о б е сп е ч и в а е тс я

путем

согл асо ван н о го

в ы б о р а р а б о ч и х

р е ж и м о в

на

постоян н ом и

перем енном

токе.

И з а н а л и з а ,

п р о в е д е н н о го

в

гл .

3 — 5,

следует, что

с п о м о щ ью

с р а в н и т е л ь н о

о гр ан и ч ен н о го

ч и сла

схем ны х

э л е м е н т о в

и п о с тр о ен и й

м о ж н о

р еш и ть

за д а ч и

стаб и л и ­

за ц и и

п а р а м е т р о в

т р а н зи с т о р н ы х

у си ли телей

п р ак ти ­

чески

л ю б о й

с л о ж н о с ти

и н а зн а ч е н и я .

Д а н н о е о б с т о я т е л ь с т в о

с о зд а е т

б л аго п р и ятн ы е

п р ед ­

п о сы л ки

д л я ф о р м а л и з а ц и и

п р о ц есса

п р о екти р о ван и я

у стр о й ств

р а с с м а т р и в а е м о г о

ти п а

путем

со зд ан и я

о гр а ­

н и ч ен н о го

н а б о р а

а л го р и тм о в ,

х о тя

коли чество

в о зм о ж ­

ны х

р е ш е н и й м о ж е т

б ы ть

в есьм а

зн ач и тел ьн ы м

и

опти ­

м ал ьн ы й

в а р и а н т

д о л ж е н

о п р е д ел я т ь с я

в

соответствии

с к о н к р е т н ы м и

т р е б о в а н и я м и

к у си л и тел ю

и

услови ям и

его р а б о ты .

П р и р а з р а б о т к е та к о го р о д а ал го р и тм о в д о л ж н ы

у ч и т ы в а т ь с я :

т р е б о в а н и я

к

о т д а в а е м о й

м ощ н ости ,

часто тн о м у

д и а п а з о н у

и д о п у с ти м ы м

и с к а ж е н и я м

си гн ало в;

в о з м о ж н о с т ь п о стр о ен и я

у си л и тел ьн ы х

к а с к а д о в и

у с и л и т е л е й

в

ц ел о м

п о о д н о так ти о й

или

д ву х так тн о й

сх е м а м ;

сп о со б ы у с т а н о в л е н и я

за д а н н о го

р аб о ч его

р е ж и м а —

а в т о н о м н ы й

д л я

к а ж д о г о

из

к а с к а д о в

в

отдельн ости

(при

н а л и ч и и

м е ж д у

ним и

р а зд ел и т ел ь н ы х

эл ем ен то в

п о с то я н н о м у

т о к у )

и л и о сн о ван н ы й

н а

в за и м н о й

з а в и ­

си м ости

ц еп ей

см ещ ен и я

р а зл и ч н ы х

к а с к а д о в

(при

г а л ь в а н и ч е с к о й с в я з и м е ж д у н и м и );

п о т р е б н о с т ь

в

в ы б о р о ч н о й

с та б и л и зац и и

отдельн ы х

или

о д н о в р е м е н н о

н е с к о л ьк и х

п а р а м е т р о в

у си л и тел я;

ж е л а т е л ь н о с т ь

п р и м ен ен и я

в

к а ж д о м

кон кретн ом

с л у ч а е н а и б о л е е

ц е л е с о о б р а зн ы х

м ето д о в

ком п ен сац и и

н е с т а б и л ь н о с т е й

(за

счет

п р и м ен ен и я

О О С

н а п о сто я н ­

ном

и п е р е м е н н о м

то к е,

и с п о л ь зо в а н и я

свойств

б а л а н с ­

н ы х

сх ем

м о сто в о го

ти п а

или

п р и м ен ен и я

эл ем ен то в,

зо м п ри

к о л е б а н и я х и н тен си вн о сти д естаб и л и зи р у ю щ и х

ф а к т о р о в ) .

В ы б о р

п р е д п о ч т и те л ь н о го сп о со ба

стаб и л и зац и и

п а ­

р а м е т р о в

т р а н зи с т о р н о г о у си л и тел я

в зави си м о сти

от

с п о м о щ ь ю

т а б л . 7-1,

где з н а к

« + » о зн а ч а е т,

что

д а н ­

ный сп о со б

п о з в о л я е т

о с л а б и т ь

о п р ед ел ен н ы й

ви д

ие-