5. Розрахунок пасивних вузлів структурноі cxemы підсилювача

5.1. Вибір і розрахунок вхідного та вихідного кіл

Рис. 5.1.

У схемі рис. 5.1 паралельний ЗЗ створюється за рахунок додаткових обмоток та вхідного та вихідного трансформаторів. Послідовний ЗЗ на вході створюється за допомогою , а на виході – за рахунок . Повороту фази у вхідному або вихідному ланцюгах не створюється, початковий фазовий зсув забезпечується у колі підсилення при непарній кількості каскадів із загальним емітером.

Відношення коефіцієнтів трансформації обмотки ЗЗ та основної обмотки та рекомендується вибирати рівними 0,1...0,5. Дана структурна схема, за інших рівних умов, дозволяє одержати менший коефіцієнт підсилення . Тому її рекомендується застосовувати при малих коефіцієнтах підсилення ( ), так як і іншу схему, побудовану із застосуванням три обмоткових трансформаторів.

Значення та використовуються в п. 5.2 для розрахунку елементів кола ЗЗ.

Параметри вхідних і вихідних кіл розглянутих комбінованих схем знаходяться за формулами (5.1)

Опори та визначаються за формулами (5.1) у яких всі величини відзначаються двома штрихами, а замінюється на .

Для схем рис. 5.1:

; ; ; .

(5.1)

; ;

;

;

;

Параметри обраних кіл повинні задовольняти наступній нерівності, що гарантує реалізацію елементів кола:

.

(5.2)

.

Умова задовільняеться.

5.2. Розрахунок елементів кола зворотного зв'язку

При вибраних вхідних та вихідних колах, коефіцієнт підсилення підсилювача визначається величиною внесеного загасання кола ЗЗ: .

При великому значенні внесеного загасання варто використовувати cxeму зображену на рис 5.1. Величину варто розділити на частині та так, щоб для отримання близьких за значенням номінальних опорів кола ЗЗ: .

Крім резисторів у кола ЗЗ доводиться встановлювати додаткові конденсатори. Розділові конденсатори ( ) необхідні для поділу кіл постійного струму входу та виходу підсилювача між собою та загальним дротом. Конденсатори ( ) дозволяють зробити обхід кола ЗЗ на частотах, що значно перевищують верхню частоту робочого діапазону – їх називають конденсаторами високочастотного обходу. Ці конденсатори зменшують фазу передачі по петлі ЗЗ і сприяють забезпеченню глибокого ЗЗ. Розрахунок конденсаторів наведений у п. 6.2 і проводиться за умови досить малого їх впливу в робочому діапазоні частот.

Рис. 5.1.

а1=10

а2=4,325

6. Розрахунок і побудова характеристик передачі по петлі зз

6.1. Фактори, що впливають на максимально допустиму глибину зз

Допустима з умов стійкості глибина ЗЗ залежить від запасів стійкості, нахилу асимптоти і її віддаленості від верхньої частоти робочого діапазону, тобто частоти , а також від втрат у пасивній частині на асимптотичних частотах.

Запаси стійкості. Збільшення запасів стійкості призводить до зниження допустимого значення глибини ЗЗ. У цьому легко переконатися при розгляді ЛАХ .

Запас стійкості за фазою впливає на нахил характеристики ідеального зрізу та ширину сходинки. Зі збільшенням , нахил характеристики та частота стають меншими.

Для підсилювачів багатоканального зв'язку вважаються достатніми наступні запаси стійкості:

• за фазою зворотного відношення ( );

• за модулем зворотного відношення .

Нахил асимптоти. Нахил асимптот визначається кількістю каскадів, так як при проектуванні підсилювачів із глибоким, близьким до максимально можливого, ЗЗ, вживають спеціальних заходів, щоб елементи пасивної частини не створювали додаткового нахилу ЛАХ .

Частота одиничного підсилення .

Це частота, на якій коефіцієнт передачі активного кола стає рівним одиниці (0 дБ). Величина (2.21) залежить від вибраних транзисторів. При збільшенні область acимптoти та сходинка ЛАХ зсувається убік більш високих частот, а допустима глибина ЗЗ збільшується.

Втрати у пасивній частині на асимптотичних частотах. Частота є частотою одиничного підсилення передачі по петлі ЗЗ тільки в тому випадку, якщо на цій частоті є передача сигналу через пасивні кола петлі ЗЗ . В реальних умовах пасивні ланцюги вносять загасання та асимптот ЛАХ на частоті проходить нижче на величину .

Ємність конденсаторів вибирається таким чином, щоб вони не робили помітного впливу в робочому діапазоні частот. Для цього опір конденсатора на верхній частоті робочого діапазону підсилювача повинен бути значно більшим, ніж опір кола , паралельно якому включений конденсатор, тобто:

.

(6.1)

С1=55пФ

С2=55пФ

С3= 11пФ

Ємності конденсаторів, включених паралельно обмоткам вхідного ( ) або вихідного ( ) трансформаторів, варто розраховувати щодо опору або відповідно, величини яких визначаються на етапі ескізного розрахунку, а відносно відповідного опору кола ЗЗ.

Рис. 6.1

Рис. 6.2

На асимптотичних частотах пасивна частина петлі ЗЗ буде представляти собою ємнісний дільник з постійним коефіцієнтом передачі. Тоді внесене загасання кола на цих частотах визначається наступним простим рівнянням:

,

(6.2)

де , причому – ємність монтажу у вихідному колі транзистора (велика величина приймається при наявності радіатора);

.

(6.3)

У схемі рис. 6.2 на асимптотичних частотах транзистор вихідного каскаду включається за схемою ЗК. Таке включення забезпечується за допомогою конденсатора високочастотного обходу . Він шунтує опір навантаження , щодо якого й ведеться його розрахунок за формулою (6.1). Асимптотичні втрати у цій схемі виходять меншими:

,

(6.4)

де

Впливом на при розрахунку можна зневажити. На практиці величина уточнюється експериментально.