Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 208

Скачиваний: 2

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

О т н о с и т е л ь н а я п о гр е ш н о с т ь вх о д н о го с о п р о т и в л е н и я

к а с к а д а с .у ч е т о м (9 -1 2 4 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А^м.к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2»х.к

 

=

 

в '=«

 

 

 

 

 

ш

 

+

 

 

 

 

 

+

 

M

4f

L

+

B

' Æ

 

 

 

(9-155)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гд е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В '

2

 

 

г»

 

 

В ' бк —

Гб .

 

 

ЭК~

1Х.к ( 1 - а ) >

7

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^вх.к

 

 

дг

__

 

* ( r , +

Zн) .

 

 

 

 

 

 

(9-156)

 

ак

 

2 >х.к (1 -а )= »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В г

=

-------- ______

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г*

' 2

, х.к (1 — а)

 

 

 

 

 

 

 

 

О т н о с и т е л ь н а я п о гр е ш н о с ть вы х о д н о го со п р о ти в л ен и я

к а с к а д а с у ч е т о м (9 -1 2 5 )

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ^ г = -

в " -

Ш

 

+

в " »

[

т

] +

в ч

 

Ь

<9 - 157>

гд е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

и

__ rà

7

°0 .

Oft

___ Z r(l

а )«

 

б к ----

J

и

 

7

----

7

 

э

 

 

 

 

 

 

^ВЫХ.К

 

 

К

 

^ВЫХ.К

 

(9 -158)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В " ак =

а (Гб +

Zr)

 

 

 

 

 

 

 

 

■'вых.к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о л у ч 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 к о л и ч е с т в е н н о о ц е н и т ь о т н о с и т е л ь н ы е п о г р е ш н о с т и о с н о в н ы х 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 с у ч ет о м в с е х 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 . З н а ч е н и я п о г р е ш н о с т е й п а р а м е т р о в т р а н з и с т о р о в м о г у т б ы т ь р а с с ч и т а н ы п о ф о р м у л а м гл . 2. Т р е б у е м а я г л у б и н а О О С с у ч ет о м с т а б и л и з и р у ю щ е г о э ф ­ ф е к т а , д о с т и г а е м о г о з а с ч е т р е а л и з а ц и и о п р е д е л е н н о г о р а б о ч е г о р е ж и м а , м о ж е т б ы т ь р а с с ч и т а н а п о ф о р м у л а м (3 -3 4 ) и л и (6 -2 8 ) .

П р и м е ж к а с к а д н о й О О С п о г р е ш н о с т ь с у м м а р н о г о 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 , н а п р я ж е н и ю и л и м о щ н о ­

сти ) м о ж е т б ы т ь о п р е д е л е н а

п о ф о р м у л а м

(6 -3 9 )

и

(6 -4 0 ).

 

 

 

 

 

М е т о д и к а , и з л о ж е н н а я

в н а с т о я щ е й г л а в е , м о ж е т

б ы т ь и с п о л ь з о в а н а т а к ж е

д л я р а с ч е т а в ы х о д н ы х п а р а ­

м е т р о в

б о л ь ш и н с т в а ти п о в

э л е к т р о н н ы х

ц е п е й

и


устройств

на

тр а н зи сто р ах ,

м и к р о м о д у л е й и

и н т е г р а л ь ­

ных

схем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н екоторы е

типы п р акти ч ески х

схем . Р е а л и з а ц и я

у с и ­

лителей

с

ком би н и рован н ой

О О С

ч а щ е

в с е го

о с у щ е с т ­

 

 

 

 

 

 

 

в л я е т с я

с и с п о л ь з о в а н и е м

 

 

 

 

 

 

 

м естн ой

О О С ,

з а м ы к а ю щ е й ­

 

 

 

 

 

 

 

ся в п р е д е л а х о п р е д е л е н н о ­

 

 

 

 

 

 

 

го к а с к а д а (р и с . 9 -1 — 9 - 3 );

 

 

 

 

 

 

 

м е ж к а с к а д н о й О О С н а п е ­

 

 

 

 

 

 

 

р ем ен н о м

т о к е и м е с т н о й

 

 

 

 

 

 

 

О О С

н а п о с т о я н н о м т о к е

Рис. 9-1. Схема усилитель­

(ри с.

4 -4 — 4 -6 ).

 

 

 

Е с л и

в п е р в о м

 

в а р и а н т е

ного

каскада

с последователь­

д л я с т а б и л и з а ц и и р а б о ч е г о

ной

отрицательной

обратной

р е ж и м а

 

п р е д п о ч т и т е л ь н е е

связью на постоянном и пере­

 

менном токе.

 

 

 

 

и с п о л ь зо в а т ь

м е с т н у ю

О О С

 

 

 

 

 

 

 

на п о с т о я н н о м т о к е , т о в о

втором

д л я

этих

целей

в р ав н о й

м ер е

м о г у т

б ы т ь

п р и ­

м енены

та к ж е

др у ги е

способы

с т а б и л и з а ц и и ,

р а с с м о ­

трен н ы е

в гл .

4 и

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П ервы й

из

уп ом ян уты х

вы ш е

в а р и а н т о в

 

у с т у п а е т

втором у

по

числу

эл ем ен то в

и э ф ф е к т и в н о с т и ,

н о и м е е т

Рис. 9-2. Схема усилительного

Рис. 9-3. Схема усилительно­

каскада с

параллельной отри­

го каскада с комбинирован-

цательной

обратной связью на

■ной

параллельно-последова­

постоянном и переменном токе.

тельной

отрицательной обрат­

ной связью на постоянном и переменном токе.

то п реи м ущ ество, что обы чно н е т р е б у е т п р и н я т и я с п е ­ ц и ал ьн ы х м ер д л я п р е д о тв р а щ е н и я в о з м о ж н о с т и с а м о ­ в о зб у ж д е н и я . П о это м у его п р е д п о ч т и те л ь н е е п р и м е н я т ь

в вы со ко часто тн ы х у си л и тел я х и м а л о ш у м я щ и х с

х е м а х .

Ц е л е с о о б р а зн о с ть о су щ ествл ен и я с т а б и л и з а ц и и

п а р а ­

м етров тр а н зи с то р н ы х

у си л и тел ей п у тем к о м б и н и р о в а н ­

н ого п р и м ен ен и я О О С

н а п о стоян н ом и п е р е м е н н о м т о к е


п о д т в е р ж д а е т с я о п ы т о м р я д а о т е ч е с т в е н н ы х п р е д п р и я ­ ти й и и н о с т р а н н ы х ф и р м .

В к а ч е с т в е п р и м е р а м о ж н о у к а з а т ь н а с х е м у д в у х - к а с к а д и о г о ш и р о к о д и а п а з о н н о г о у с и л и т е л я , р а с с ч и т а н ­

н о го

н а р а б о т у в и н т е р в а л е

т е м п е р а т у р о т — 30 д о

+ 65

°С '[Л .

89]. У с и л и т е л ь в ы п о л н е н н а

т р а н з и с т о р а х

т и ­

п а 2 N 5 0 2 (о р и е н т и р о в о ч н ы й о те ч е ст в е н н ы й а н а л о г —

т р а н з и с т о р

П 4 0 3 ) {Л . 115]. В

к а ж д о м

и з к а с к а д о в

п р и ­

м е н е н а п о с л е д о в а т е л ь н а я О О С н а п о с то я н н о м и п е р е ­ м ен н о м т о к е . К р о м е т о го , в х о д н о й т р а н з и с т о р о х в а ч е н м е ж к а с к а д н о й О О С , п о с л е д о в а т е л ь н о й по н а п р я ж е н и ю

(ом . р и с . 4 -5 ,а ) . У с и л и т е л ь - о б е с п е ч и в а е т

н а

частоте.

10 М г ц к о э ф ф и ц и е н т у с и л е н и я 3 0 ± 1 ,0 д б во

в сем

и н т е р ­

в а л е р а б о ч и х т е м п е р а т у р .

 

 

В д в у х к а с к а д н о м в и д е о у с и л и т е л е , в ы п о л н ен н о м н а т а к и х ж е т р а н з и с т о р а х , в п е р в о м к а с к а д е п р е д у с м о т р е ­ н а т о л ь к о с т а б и л и з а ц и я р а б о ч е й то ч к и , а во вто р о м ­ о д н о в р е м е н н о е о с у щ е с т в л е н и е О О С н а п е р е м е н н о м гске. К р о м е т о го , в х о д н о й т р а н з и с т о р о х в а ч е н м е ж к а с к а д ­ н ой О О С , п а р а л л е л ь н о й п о т о к у (см . ри с. 4 - 5 ,6 ). В о п ы т ­ н ом в а р и а н т е д а н н ы й у с и л и т е л ь и м е е т п о л о с у э ф ф е к т и в ­ но п е р е д а в а е м ы х ч а с т о т д о 20 М г ц и х а р а к т е р и з у е т с я

в ы с о к о й с т а б и л ь н о с т ь ю п а р а м е т р о в .

П р и м е р н о а н а л о г и ч н ы м о б р а з о м в ы п о л н е н т а к ж е д в у х к а с к а д н ы й в и д е о у с и л и т е л ь н а г е р м а н и е в ы х д и ф ф у ­ з и о н н ы х т р а н з и с т о р а х 2 N 5 0 2 и 2 N 6 0 4 (о р и е н т и р о в о ч н ы й о т е ч е с т в е н н ы й а н а л о г — т р а н з и с т о р П 4 1 5 ) .

И з в е с т н ы й и н т е р е с п р е д с т а в л я е т с х е м а м а л о ш у м я щ е -

го т р е х к а с к а д н о г о у с и л и т е л я

п р о и г р ы в а т е л я

ф и р м ы

F is h e r R a d io C o r p o r a tio n [Л . 90],

в ы п о л н е н н о г о

н а т р а н ­

з и с т о р а х 2 N 1 0 9 (о р и е н т и р о в о ч н ы й о т е ч е с т в е н н ы й а н а ­ л о г — т р а н з и с т о р П 2 5 Б ) . В х о д н о й к а с к а д э т о го у с и л и т е ­ л я о х в а ч е н м е с т н о й 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 , о с у щ е с т в л я е м о й о д н о в р е м е н н о н а п о с т о я н н о м и п е р е м е н ­ н о м т о к е . К р о м е т о го , он о х в а ч е н г л у б о к о й м е ж к а с к а д ­ н ой О О С н а п е р е м е н н о м т о к е . Н а к о н е ц , в в ы х о д н о м к а ­ с к а д е п р е д у с м о т р е н о к о м б и н и р о в а н н о е о с у щ е с т в л е н и е 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 и п а р а л л е л ь ­ ной 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 н а п е р е м е н н о м то к е . У р о в е н ь с о б с т в е н н ы х ш у м о в о п и с а н н о г о у с и л и т е л я н а 72 д б н и ж е у р о в н я с и г н а л а .

П а р а м е т р ы о п и с а н н ы х т и п о в у с и л и т е л е й о п р е д е л е н ы э к с п е р и м е н т а л ь н ы м п у т е м и д а л е к и о т о п т и м а л ь н ы х .

П р и м е р н о а н а л о г и ч н а я к а р т и н а

х а р а к т е р н а я д л я

17—>Ц53

257


усилителей

отечествен н ого п р о и зв о д с т в а .

В с л е д с т в и е т о ­

го, что при

их п р о ек ти р о в ан и и вы б о р р а б о ч и х

р е ж и м о в

и допусков

п ар ам етр о в

эл ем е н то в п р о и з в о д и л с я

в о с н о в ­

ном эксп ер и м ен тал ьн ы м

п утем , они х а р а к т е р и з у ю т с я з н а ­

чительной

и збы точностью

д е т а л е й .

Т а к ,

в м н о г о к а с к а д ­

ных устрой ствах средн ей

сл о ж н о сти

о н а

с о с т а в л я е т п р и ­

м ерно 25— 30% , а в у стр о й ств ах б о л ь ш о й

с л о ж н о с т и , с о ­

д ер ж ащ и х 10 и б о л ее к а с к а д о в , в р я д е с л у ч а е в д о с т и г а ­ ет 50%'.

Г л а в а д е с я т а я М Е Т О Д И К А Р А С Ч Е Т А Д О П У С К О В

ПА Р А М Е Т Р О В Т Р А Н З И С Т О Р Н Ы Х

УС И Л И Т Е Л Е Й

10-1. ТИПОВАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА

Т и п о вая

п о сл ед о вательн о сть р а с ч е т а

т р а н з и с т о р н о г о

у с и ­

л и тел я с

и сп о л ьзо ван и ем

м ето д а

к о с в е н н о го а н а л и з а д а ­

на

в

таб л . 10-1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р а с ч е т п рои зводи тся

с у ч етом

с т а б и л и з и р у ю щ е г о

д е й ­

ствия вы бран н ого

 

р аб о чего 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 перем енном

то ке. В п о с л ед н е м

с л у ч а е

с л е д у ­

ет

оценить,

о к а зы в а ет ли

п р и м ен ен н ы й

в и д О О С

с т а б и ­

ли зи рую щ ее

д ей стви е

н а

и ссл ед у ем ы й

п а р а м е т р

и л и

только п ри води т к

и зм ен ен и ю

его а б с о л ю т н о го

з н а ч е н и я ,

что

м ож но сд ел ать

с

п ом ощ ью

т а б л . 7-1. Т а к ,

н а п р и м е р ,

О О С п ар ал л ел ьн о го

ти п а

су щ ествен н о

у м е н ь ш а е т

а б с о ­

лю тную

величину

входн ого с о п р о ти в л е н и я

у с и л и т е л я , н о

не способствует его

с та б и л и зац и и . П о э т о м у п р и

о п р е д е ­

лении поля

д о п у ска

п а р а м е т р а

его

к р и р а щ 'е н и е

с л е д у е т

отнести

к н о м и н ал ьн о м у

зн ач ен и ю ,

о п р е д е л е н н о м у с у ч е ­

том

вл и ян и я д ан н о го ви д а О О С . В

п р о ти в н о м

с л у ч а е б у ­

д ет

н аб л ю д аться

л о ж н ы й

э ф ф е к т с у ж е н и я

зо н ы

р а з б р о ­

са

и сследуем ого

п а р а м е т р а .

П р и м е н и т е л ь н о

к

р а с с м а ­

тр и в аем о м у

случаю

о тн о си тел ьн ая

п о гр е ш н о с ть

п а р а м е ­

т р а

м о ж е т

бы ть

р ассч и тан а по

ф о р м у л е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0а==АП;и>.с/Щю.С»

 

 

 

 

 

(10-1')

гд е

ано.с — средн ее

и л и

н о м и н ал ьн о е

з н а ч е н и е

п а р а м е ­

тр о в с у ч ето м в л и я н и я

О О С н а

п е р е м е н н о м т о н е .

 


Определяемая величина

Точность установления вы­ бранного рабочего режима •на постоянном токе

Способ определения или расчетная формула

Рассчитывается по формулам:

а) для каскада с параллельной ООС— (9-7)—(9-9):

б) для каскада с последовательной ООС— (9-17) и (9-18);

в) для каскада с параллельно-после­ довательной ОрС— (9-26) и (9-27);

д) для многокаскадных усилителен с гальванической связью—(9-54)—(9-57)

Пределы изменении тока коллектора транзистора при выбранном рабочем режиме

Для типов каскадов, перечисленных в предыдущем пункте, рассчитывается соответственно по формулам (9-12), (9-13), (9-21), (9-22), (9-30) и (9-31), а для каскада с термокомпенсацией—по формулам (9-52) и (9-53)

Пределы

изменении мощ­

Для

типов

каскадов,

перечисленных

ности, рассеиваемой

в кол­

ранее,

рассчитывается

соответственно

лекторном

переходе

транзис­

по формулам

(9-15),

(9-16),

(9-24),

тора при выбранном

рабочем

(9-25),

(9-33)

и (9-34),

а для

каскада

режиме

 

 

 

 

 

с

термокомпенсацией—по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

, ЛР«.

У . л /« Л * 7 Л |

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р к

\

At

)

и к

 

 

Пределы

 

изменений

кол­

 

Рассчитываются

по формуле (9-113)

лекторного

 

напряжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поле допуска

сопротивле­

 

Рассчитывается

по

 

формулам

(2-7)

ния

коллектора

с

учетом

и

(2-8) с учетом

(2-2)— (2-5а)

 

комплексного

воздействия

 

 

 

 

 

 

 

 

всех дестабилизирующих фак­

 

 

 

 

 

 

 

 

торов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же

сопротивления

ба­

 

Рассчитывается

по

 

формулам

(2-9)

зы

 

 

 

 

 

 

и (2-10) с учетом (2-2)—(2-5а)

 

То

же

сопротивления

 

Рассчитывается

по

формулам

(2-11)

эмиттера

 

 

 

 

 

и (2-12) с учетом (2-2)—(2-5а)

 

То псе коэффициента пере­

 

Рассчитывается по формулам (2-13)—

дачи

тока

эмиттера

(базы)

(2-18) с учетом (2—2)— (2-5а)

 

То же емкости

коллектор­

 

Рассчитывается

 

по

формулам

ного

перехода

 

 

 

(2-19)—(2-23)

с учетом

(2-2)—(2-5а)