3.6.3. Паразитные ос в многокаскадных усилителях
Т.к.
для различных каскадов многокаскадного
усилителя обычно применяют один и тот
же источник питания, то из-за наличия
его внутреннего сопротивления
(рисунок 3.8) в усилителе возникают
паразитные (нежелательные) ОС. Переменная
составляющая тока каскадов (преимущественно
оконечного) создает на
переменную
составляющую
,
которая поступает в цепи питания
предыдущих каскадов и тем самым замыкает
сразу несколько петель паразитных ОС,
что может привести к самовозбуждению.
Для
недопущения самовозбуждения необходимо,
чтобы петлевое усиление К<1
(если принять запас устойчивости в два
раза, то К<0,5).
При уменьшении запаса устойчивости
возможно увеличение неравномерности
АЧХ и ФЧХ из-за увеличения глубины
паразитной ПОС
.
Полагая, что неравномерность АЧХ
усилителя возрастает приблизительно
в
раз и, ограничившись неравномерностью
АЧХ порядка 0,5 дБ (1,06 раза), получаем
допустимое петлевое усиление любой
петли паразитной ОС К<0,06,
т.е. требования к глубине паразитных
ОС, вытекающие из условия стабильности
характеристик, гораздо жестче, чем из
условия стабильности.
Самым
эффективным и достаточно простым
способом, исключающим сложных
стабилизированных источников питания,
является применение развязывающих
(устраняющих ОС) фильтров, состоящих из
и
и включаемых последовательно или
параллельно источнику питания (рисунки
3.8 и 3.9).
Фильтры
включаются на пути обратной передачи
в петле ОС и создают делитель переменного
напряжения, сопротивления плеч
которого равны
и
.
Ослабление делителем напряжения
паразитной ОС на нижней граничной
частоте характеризуется коэффициентом
развязки
,
откуда
.
Номинал резистора определяется требуемым напряжением питания предварительных каскадов, которое, как правило, меньше, чем у оконечного.
Кроме ослабления паразитных ОС, развязывающие фильтры одновременно сглаживают пульсации напряжения питания с частотой 50 и 100 Гц, если усилитель питается от сетевого выпрямителя. Уровень напряжения на выходе усилителя задают, исходя из требования, чтобы в любой точке УУ амплитуда напряжения фона, добавляющегося к основному сигналу, была бы, по меньшей мере, в (2…3)D раз меньше максимальной амплитуды последнего, D - динамический диапазон УУ.
4. Усилители мощности
4.1. Общие сведения
Усилители мощности (УМ) предназначены для передачи больших мощностей сигнала без искажений в низкоомную нагрузку. Обычно они являются выходными каскадами многокаскадных усилителей. Основной задачей УМ является выделение в нагрузке возможно большей мощности сигнала, усиление напряжения в нем является второстепенным фактором.
Основными задачами при проектировании УМ являются:
обеспечение режима согласования выходного сопротивления УМ с нагрузкой с целью передачи в нагрузку максимальной мощности;
достижение минимальных нелинейных искажений сигнала;
получение максимального КПД.
УМ классифицируются по:
способу усиления - на однотактные и двухтактные;
способу согласования - на трансформаторные и бестрансформаторные;
классу усиления - на классы A, B, AB, C, D.
В качестве методов проектирования могут применяться:
графоаналитические (построение ДХ и т.д.);
по усредненным параметрам.