Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Пустынский И.Н. Транзисторные видеоусилители

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

6.54 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 182 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

В о з в р а т н ая разность определяется из уравнений, ко

торые для схемы рис. 1.4

имеют в и д

4 ( 2 6

+ /-6 + Z 3 ) + / K Z 3 = ^ -

(1.2)

/ 6 ( Z , - a Z K ) + / B ( z 9

, + Z H + l +' p

= о.

где

Z H

/ со С„У?„

комплексное

сопротивление «а -

грузки.

1 +

Определитель

системы

уравнений

(1.2)

равен

Z G

• |

Z 3

7J3

Z 3

— aZ,(

Z 3

Z „ + - Z

-l-P

z :

2,:

где

Z'Q

= Z 6

+ / ' 6 .

При

отсутствии

элемента

обратной

связи

Z3 ,

т. е. при

Z;., = 0, определитель

имеет

вид

А» = — к -

z :

1 +

f -

-нр)

h p

и возвратная

разность

равна

= 1 + { z 3 ( i + p ) ( 1

X і +

І Ч і + р )

( і . з )

Коэффициент

усиления

по

напряжению

д л я схемы

рис.

1.5

без элемента обратной

связи

равен

0'г

до

(1.4)

При активном сопротивлении источника сигнала, т. е

при	Zr—iRr,	в случае	С и = 0		после		подстановки	(1.3) и
(1.4) в формулу (1.1)			получим
	Ки = К,цО		1 + У с о ^ 1 1 + / я п э						(1.5)
ГДЄ	КиО=	fiaRn/(Яб+'Гб)		(1 +ki)da		— Коэффициент			уСИЛе-
ния	каскада	по н а п р я ж е н и ю			д л я		средних частот		с уче
том	элемента обратной			связи;		k\—\RH(l + Ро)/гк		—	отно
шение сопротивления			нагрузки			к 'выходному сопротивле
нию транзистора при			работе		его от		генератора	тока;
аэ	= 1 + г, (1 + Р) (1 +			+		+	/ ( Я б + г6) (1 + h)

— коэффициент 'внутренней обратной связи (точнее, воз вратная разность) усилительного каскада на средних частотах;

*„в = [ т е + С к Я н ( 1 +Ро)]/(1 + А 0

— эквивалентная постоянная . передачи тока базы, харак теризующая искажения, обусловленные как инерцион ностью транзистора (т^), так и 'коллекторно-нагрузочной цепью при работе усилительного каскада от генератора тока;

		*к р ( # б + r6 + Rn -І- гк)
Так	как обычно	Яб	+ Гб+Яп^гк,				то
		1	+		г 9 ( 1 + Р о )
		1	+	(Яб +		' б ) 0 + * і )
				(Яб +		' б ) 0 + * і )
	m	~	С к	( Я б	+	/ - б _ +Ян) _
	'"пэ —				т		"э
При	&i<C 1, то часто имеет					место,
	/ С в о » Р о Я в / ( Л б +						гб )аа ,	(1.6)
			1	+	г э	(1 +	Ре)	(1.7)
	^	=	т в	+	С в /? н (1		+Ро) .	(1.8)

Из выражени я (1.5) видно, что верхняя граничная частота каскада с ОЭ (здесь и в дальнейшем подразуме вается граничная частота па уровне 0,707 от установив шегося значения) ра;вна

	/о =	а э / 2 я т к й (1 +	тпэ °э	(1.9)
В ы р а ж е н и ю (1.5)		соответствует	переходная	характери -
стика h(t)	= \—	.
Время	нарастания фронта импульса (здесь			и в даль

нейшем подразумевается время нарастания от уровня 0,1

до 0,9 от установившегося значения)

равно

аэ

— 1

(1.10)

ПК

Ч а щ е

всего

m m ( a ; ) — 1) <са э ,

поэтому

f B

« a 0 / 2 n T K f ,

/ п « 2 , 2 т к р / а э .

С учетом

С„

и С 0

выражени е

(1.5)

прини

мает

вид

где

/Св

= Яв о/[1 - | - i « ^ - h ( / c o ) 2

^ l ,

(1.11)

/ 7 -

/ 7 „

«з

С н Я н с э

Т р

(1 + С к / С „ )

( a s

- l ) X

1 +

T I T F T N

і +

( # в

+ ч

-:- /?„)/гк

Т кВн ~

— эквивалентная

постоянная

передачи

тока

базы

уче

том

емкости нагрузки и емкости

эмиттера;

т..

Ск (R6 + гб

;•• /?„) гк

ад,

( Д б

+ г

-|~ г| { )

(г,< т

/-б

!•• ^ i ) t , . p i

э <

Из выражени я (1.11) можно получить значение верх ней граничной частоты с учетом С„ и С я :

	+	^	[2/3 — (1 - И и п				„ э ^ ) 2 ] 2 - 1 - 4 / 2 .			(1.12)
Время нарастани я				фронта импульса				в	этом	случае
может	быть		найдено		по		формуле	Элмора:		1„т
« 2 . 2 У	6?	-2Ь2.
С достаточной д л я				практики точностью					при наличии
в нагрузке		емкости		С н	^	(0,Зч-0,5) С 1 ( ( 1 + р 0 ) М )				можно
считать,	что
/в я=			—		и	/„ « 2,2 (		+	С Н Я Н
Без внешней обратной связи (когда аэ равно несколь
ким единицам)			в реальных			схемах обычно			Сг^нОо'Сть-р .
П л о щ а д ь		усиления		каскада			получается		равной
				•П0э =		Дно/в
или
		П о э ~ а 0 /2 л С к				(R6	-!- гб ) (1 +	</),		(1.13)
где
			9 = у Я „ С к ( 1 + N							( М 4 >
— коэффициент			относительной				инерционности транзисто

ра в усилительном каскаде, показывающий, во сколько раз и с к а ж е н и я фронта импульса, обусловленные инер ционностью транзистора, превышают искажения, связан ные с коллекторно-нагрузочной цепью.

И з в ы р а ж е н и я (1.13) видно, что п л о щ а д ь усиления каскада возрастает при уменьшении сопротивления ис точника сигнала Re и при увеличении сопротивления на грузки.

Д л я увеличения площади усиления каскада приме няют высокочастотные схемы коррекции, которые анало гичны соответствующим схемам в ламповых видеоуси

лителях, но в оилу особенностей транзисторов		требуют
специального анализа . Ц е л ь ю	анализа яівляетея	опреде
ление параметров усилителей	и эффективности,	под ко-

горой будем понимать отношение площади усиления в корректированном к а с к а д е к площади — в иекорректированном. П о д импульсной эффективностью будем под разумевать соответствующее отношение импульсных доб

ротностей	каскада .
В гл. 2—5 будут рассмотрены				разнообразные схемы
высокомаетотной коррекции		каскада с ОЭ с учетом			всех
основных	факторов, в л и я ю щ и х		на	их характеристики.
Д л я простоты частотную		характеристику каскада			бу
дем считать оптимальной,		если	выполняется известное

условие Г. В. Брауде, хотя иногда при этом не полу

чается монотонная амплитудно-частотная			характеристика
с наивысшей граничной частотой [19].
Это условие, а т а к ж е	выражения	д л я	переходных ха
рактеристик каскадов и	выбросов на	переходных харак

теристиках при различных характерах временного про цесса приведены в приложении 1.

1.3. В Ы С О К О Ч А С Т О Т Н Ы Е И С К А Ж Е Н И Я В Н Е К О Р Р Е Л И Р О В А Н Н О М У С И Л И Т Е Л Ь Н О М К А С К А Д Е С ОК

Основным достоинством усилительного каскада с О К (эмиттерного повторителя) является сравнительно вы сокое входное и низкое выходное сопротивления. В свя зи с этим эмиттерный повторитель применяется довольно часто в качестве согласующего устройства.

Принципиальная схема каскада с О К приведена на рис. 1.6, а его эквивалентная схема для высших частот —

.на рис .1.7.

С3

Рис. 1.6. Некоррелированный	Рис. 1.7. Эквивалентная схема не
усилительный каскад с О К	корректированного	каскада с ОК
	для высших	частот


Здесь			Ur = UrRb/iRr			— э.д.с. эквивалентного				источника
сигнала;			Ru = RI<Ri,z/{Ri			+ R2) — е г о внутреннее				сопротив
ление;	Сп		н	Ru—емкость			и	сопротивление		нагрузки;
Ri,2 — RiR2lORi				+ R2);		Rs	— сопротивление		эквивалентной
нагрузки.
Если		при		анализе		каскадов с ОЭ и О Б			влиянием		ем
кости	эмиттера				С э можно пренебречь, то				при	анализе
каскада		с О К		ею пренебрегать				нельзя [16], поскольку вре
мя перезаряден					емкости		Сп обычно сказывается сравни
мым с		продолжительностью						переходных процессов			на
выходе		схемы.					полагать, что Z3=ral{\
При		расчетах			будем					+/сотт )	и

1 + Р = ( 1 + . р о ) (1 + / ш т т )/(1 + / < о т р ) .

При оценке искажений в иаюкаде емкость С„ в цепи нагрузки будем считать равной нулю, поскольку она иногда может выполнять роль корректирующей .

Воспользовавшись методикой, изложенной в преды дущем параграфе, получим в ы р а ж е н и е д л я коэффициен та передачи эмиттерного повторителя (ЭП) в виде

						1	+ / ( 0 - 2 -		+
				1 Э С в Л э						(1.15)
										(1.15)
где
Ка0	--= R3 (1 +			Ро) Я б / ( # б	+	''б)		аэЯг
— коэффициент	передачи		н а п р я ж е н и я				на	оредних		часто
тах;									j
		(гэ +.Ra)		(1 + М	/\	+	r6	+ R6	j
		Re	+ r6
— коэффициент общей обратной связи н а средних										часто
тах, обусловленной		сопротивлениями				г э	и	R3,
Х* = Ъ (1 +	Т	^ Г -	+	~ ) + С к (''э			+	(1	+ Ро)

—эквивалентная постоянная времени схемы. Модуль коэффициента частотных искажений

Ки
1 + с о 2 f i t - а	•AclRl
1 + с о 2 f i t - а	+ С04
О
\ а э э

поскольку обычно Ц?х\<^.\.

где

В случае со2 ТрСк /?Э 'Са! 1 :,, что на практике

довольно

часто выполняется,

получим

h ~ о.».; 2лтэ р .

(1.16)

Время •нар-аста,!мія фронта импульса можно найти по

формуле Элмора: ї,ц = 2,2і/,4і

или

/ м « 2 , 2 т а р /йээ.

П л о щ а д ь усиления

зм'иттерного

повторителя

уче

том

(1.16)

при

RV^K

составляет

П и 0 к

/Со/в =

# э (1 +

Ро)/2я (R6 +

гб )

t r

(1 Ч

^ — V b

С К ( г , + / ? , ) ( !

+ Во)

М а к с и м а л ь н а я п л о щ а д ь

усиления

имеет

место

при

работе Э П

от генератора

'напряжения

(/?б = 0),

и в

случае

( 1 +

* Э

)

^ ^

Р°>'

/ ? "

'<б "Г ''б

она

равна

П,(

п к макс= 1/2лС,/л. М а к с и м а л ь н ы е

площади

усиления в к а с к а д а х

с ОЭ и

О К оказываются

практиче

ски

одинаковыми .

Д л я

увеличения

площади

усиления

Э П т а « ж е

целе

сообразно применять различные схемы коррекции. Неко торые из схем рассмотрены в гл. 4.

1.4. Н И З К О Ч	А С Т О Т Н Ы Е И С К А Ж Е Н И Я			( С П А Д П Л О С К О Й
В Е Р Ш И Н Ы	И М П У Л Ь С А ) В Н Е К О Р Р Е Л И Р О В А Н Н О М
		У С И Л И Т Е Л Е
Принципиальная		схема	некорректировавдного 'каскада
с ОЭ *) приведена		«а рис.	1.4, а его	эквивалентная схе-

*) Мы ограничимся рассмотрением каскада с ОЭ как наиболее распространенного. Расчет каскада с ОК с области низких частот аналогичен.

ма для низших частот (больших времен) — на рис. 1.8,

где R,,2=^1 II#2.

Уменьшение усиления низших частот (спад плоской вершины импульса) обусловлено наличием разделитель ных конденсаторов С р ( и С р 2 и конденсатора С' э , вклю -

Рис. 1.8. Эквивалентная схема некоррелированного			каскада	с ОЭ
для	низших частот
чениого в цепь эмиттера	д л я шунтирования		резистора Яэ
в рабочем диапазоне частот усилителя.
Наличие конденсатора СїЛ уменьшает		входной ток в
области низших частот и обусловливает тем самым				«за
вал» частотной характеристики в этой		области.		Чем

больше входное сопротивление каскада или внутреннее

сопротивление		источника	сигнала,	тем	меньше	будет
влиять	рост	емкостного	сопротивления		конденсатора
с понижением		частоты и тем н и ж е		будет	граничная ча
стота коэффициента уоилення.
•При	трансформаторной		связи с	источником		сигнала

уменьшение входного сопротивления каскада, наоборот, улучшает условия воспроизведения -низших частот [6]. Однако эта связь по известным причинам в видеоусили

телях	почти	не применяется,				и мы на ней останавливать
ся не	будем.
Конденсатор С р 2				действует подобно			конденсатору С р ь
с той лишь		разницей, что с понижением					частоты он при
водит	к непосредственному					уменьшению тока		нагрузки.
Влияние		блокирующего				конденсатора С ' э заключает
ся в том, что на			низших частотах действует					полное со
противление		в цепи		эмиттера:
		7	_	,.	_\|
		^ Э Э		' Э	I	,	>

1 + / С 0 / ? э С э

вследствие чего на этих частотах увеличивается Отрица тельная обратная связь (уменьшается входной ток) и падает коэффициент усиления.

_	17
	Г О С . П У Б Л И Ч Н А Я
	Н А У Ч Н О - Т Е Х Н И Ч Е С К А Я
	Б И Б Л И О Т Е К А С в С Р

П о л а г а я

Учитывая, что общее .выражение для коэффициента усиления каскада рис . 1.4 представляется весьма гро моздкой формулой и не иімеет особой ценности дл я прак

тики, произведем количественную оценку искажений

раз

дельно д л я каждо й из

емкостей.

Пренебрегая

влиянием

С /

э ( С / 0 ^ - о о )

и Срз(Ср2—>-oo)

при Zr ='/?r

запишем

но •

J + j MTP1

(1.17)

где Ki,o=$oRitR6/(Re

+ re) (l+k\)aaRr

— коэффициент уси

ления к а с к а д а

на

средних

частотах;

трі = С р і(/? г +(/?і і 2 вх)

— постоянная

времени

входной

цепи;

Я\,2пх=

= / ? і Л / ( / ? і . 2 + / ? в х ) ;

і/?вх^

Гб + г 8 ( Ц - 1 р 0 ) / ( 1 + А і )

— вход

ное сопротивление

к а с к а д а

со -стороны

базы

па

средних

частотах.

И з

(1.17) нижняя

граничная

частота

/„

1/2JW P I .

При

заданной

граничной частоте

каскада

/ и

необхо

димое значение

емкости

определяется

в ы р а ж е н и е м

С Р г = 1 / 2 я / н ( Я г

+ Я 1 > 2 в х ) .

Д л я

многокаскадного

усилителя,

состоящего

из N

идентичных

каскадов,

модуль

коэффициента

частотных

искажений

равен *)

Ки

iW/2

+ Т 2 ^ ? ~ т р >

= —— , получаем соотношение между

У2

нижней граничной частотой всего усилителя f„N, постоян ной времени входной цепи отдельного к а с к а д а т р і и чис лом каскадов [20, 21]:

	1 / 2 я т р 1	/ ? / 2 ~ — 1.	(1.18)
Значения ~Vу^2	— 1 при различном числе каскадо в		при
ведены в табл .	1.1. Пр и j V ^ 8	формула (1.18) с погреш-

*)	Предполагается,	что взаимное влияние м е ж д у каскадами в
области	низших частот	отсутствует.

І І О С Т Ь Ю , не 'Превышающем 15%, может быть представле

на В В Н Д С

				fnN ^ I- Л//2ятр 1.
Отсюда		с достаточной д л я практики						точностью		ниж
няя	граничная		частота		Дн каскада		с одним		коидеисато-
									Т а б л и ц а 1.1
	N	!	1 \|	2	3	4	5	6	8	10
		1	і
V ^	2" - 1		1	0,64	0,51	0,44	0,39	0,35	0,3	0,27
V ^	2" - 1

ро;м может быть связана с нижней граничной частотой всего многокаскадного усилителя соотношением Дц а

Переходная			характеристика,				соответствующая				выра
ж е н и ю	(1.17),		имеет	вид		h(t) —		e~i/Xpi	или		к(1)та
« 1 — / / т р і ,		т а к ка к обычно 0,5(£/тР і)2 <С 1.
Относительный даад плоской вершины одиночного
импульса		длительностью				tib	обусловленный			входной
цепью, равен Арі я^и/іфі-
Д л я	периодической			последовательности					П-импульсов
длительностью			tn и с к в а ж н о с т ь ю					9 в установившемся
режиме линейный с п а д вершины, обусловленный											вход
ной цепью,		составляет		А Р і п ~ Д і ( 0 — 1 ) / т р і 6 .					Максималь
ный спад, имеющий место					при 0 = 2,			равен
			Ар1П ^			/и /2тР 1.
Д л я	многокаскадного				усилителя, состоящего						и з N
каскадов, в к а ж д о м из которых							линейный спад,			обуслов
ленный	входной		цепью,		равен Арь общий спад						-может
быть 'найден по формуле [21]
			V		=	£ Д Р > -
						1=1

Искажения, обусловленные выходной цепью, т. е. ког да Cpi->oo н С'э ->оо, могут быть определены аналогич ный! О'браз'О'М с -учетом того, что

' Т р 2 = Ср2 (R'H + Я в ы х к ) ,

<<< < Предыдущая 12 / 182 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
21.10.20239.64 Mб38Пулькин, С. П. Вычислительная математика пособие для учащихся 9-10 классов по факультативному курсу.pdf
#
29.10.20235.18 Mб38Пульцин Н.М. Титан и его применение в авиации.pdf
#
22.10.202311.92 Mб11Пунагин, В. Н. Бетон и бетонные работы в условиях сухого жаркого климата.pdf
#
29.10.20235.77 Mб10Пуришев И.Б. Архитектурные памятники Горицкого монастыря в Переславле-Залесском.pdf
#
27.10.202323 Mб76Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении.pdf
#
23.10.20236.54 Mб32Пустынский И.Н. Транзисторные видеоусилители.pdf
#
29.10.20237.17 Mб13Путешествие по космосу от А до Я [ответы на вопр. читателей].pdf
#
30.10.202356.87 Mб13Путешествия за камнем академик А. Е. Ферсман Академия наук СССР. 1960- 54 Мб.pdf
#
19.10.20236.17 Mб22Пути улучшения качества сталей и сплавов..pdf
#
24.10.202311.74 Mб44Пух В.П. Прочность и разрушение стекла.pdf
#
19.10.20232.43 Mб18Пучеров, Н. Н. Покоренная радиация.pdf