книги из ГПНТБ / Пустынский И.Н. Транзисторные видеоусилители
.pdfгде Й = сотэ р/аэ э — относительная угловая частота; та ==
=т8 а'>г.; тэ р |
— п а р а м е т р коррекции; |
|
|
|
|||
|
|
|
1 _| |
1 |
Тр |
Яээ |
|_ Скгэ |
|
|
|
|
|
|
||
|
Sp |
я э |
Си |
т т |
Т э|5 |
Яэ |
|
так как обычно |
Ск<§сСИ . |
|
|
|
|
||
/Параметр |
коррекции, |
обеспечивающий |
оптимальную |
||||
частотную |
характеристику, равен |
|
|
|
|||
/н, |
<7і- |
1 - / < 7 і (<7i-2T |
(6.2) |
Значение оптимальной |
корректирующей |
емкости в на |
|
грузке равно |
|
|
|
|
С н ч = |
tn34x3^/R3a3. |
|
Из выражени я (6.2) видно, что коррекция с помощью емкости в цепи нагрузки возможна лишь при q ^ 2 .
Верхняя граничная частота корректированного каска да (при тэ=чпт) получается равной
|
|
/вк = Оээ<Ээч/2яТэ р , |
|
(6.3) |
||
где QB4=]/V |
m34qi |
— эффективность коррекции. |
|
|||
Увеличение граничной частоты при емкостной |
коррек |
|||||
ции возможно лишь в случае m34q |
і<1. |
|
|
|||
М а к с и м а л ь н а я |
эффективность |
емкостной коррекции |
||||
составляет |
Q a 4 макс = 1,41. |
Она |
имеет |
место, |
когда |
|
аэ/аээ-+-0. |
|
|
|
|
|
|
Д л я ускорения |
технических расчетов |
на рис . 6.1 даны |
||||
зависимости |
(2эч = /(ЯэМет) |
при различных значениях ко |
||||
эффициента |
<7э=Тр/тэ р. И з этого рисунка |
видно, что, чем |
||||
больше внешняя обратная связь по сравнению с внут ренней, тем пр и меньшей инерционности транзистора возможна емкостная коррекция . Эффективность коррек ции возрастает с увеличением относительной .инерцион
ности транзистора в усилительном |
|
каскаде . |
|
|
||
Нормированное |
изображени е |
переходной |
характери |
|||
стики схемы рис . 1.6 описывается |
формулой |
(2.6) с |
уче |
|||
том того, что здесь |
|
|
|
|
|
|
qi = т^зэ/Тзр |
/ щ э д и |
di=_(l+ |
т3)і/т&, |
|
||
К |
= Рхэъ |
Упуъ.1аэз. |
|
|
||
К а к и в каскаде с О Э , в данной |
схеме в о з м о ж н ы |
апе |
||||
риодический, колебательный |
й критический р е ж и м ы . Дл я |
|||||
60
,8
0,6
1,3
1,2
|
|
0,1 |
V\1S |
|
\0,Z |
||
0 |
0,02 |
\ |
0,04- |
\ |
0,06 |
0,08\ аэ1аэз |
|
Рис. 6.1. Зависимость эффективности |
емкостной схемы коррекции в |
||||||
|
каскаде |
с |
ОК |
от |
отношения |
а э / а э о |
|
критического режима параметр коррекции равен
|
|
т3 |
,( р |
= 2 ^ - 1 - |
/ ( 2 7 l |
- l ) a - l . |
|
|
|
|||||||
Этот режим имеет место лишь при |
|
|
что обычно вы |
|||||||||||||
полняется. |
В критическом |
|
и |
апериодическом |
режимах |
|||||||||||
выброс |
на |
переходной характеристике |
отсутствует. |
|
||||||||||||
Д л я .колебательного |
р е ж и м а |
|
в ы б р о с получается |
|||||||||||||
равным |
|
|
|
|
|
л (1 |
+ т э |
) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
: ехр |
|
|
|
|
|
(6.4) |
|||||||
|
|
|
4тэ<7х - |
(1 + |
/»э )2 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|||||||
поскольку |
обычно |
|
и |
можно |
полагать, |
что |
gi=Q. |
|||||||||
'В случае т э = т е э |
т имеем |
б = е ~ л = 4,3% • |
|
|
|
|
||||||||||
Зависимости |
5=f(ma) |
при |
различных |
значениях qi, |
||||||||||||
подсчитанные по |
формуле |
|
(6.4), приведены на рис. 6.2. |
|||||||||||||
Время |
нарастания |
фронта |
импульса |
|
при ^ |
« 0 |
в |
коррек- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
2.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t,a |
|
|
|
|
|
|
|
/ |
t ( |
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ 1 |
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
—г— |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
/ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
0,6 |
|
|
|
о, в |
|
|
_/ |
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
>~dz |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
Рис. 6.3. |
Вспомогательная функция для |
определения |
времени |
нара |
||||||||||||
|
|
|
|
|
стания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
т иро ванном |
к а с к а д е |
м о ж е т |
|
быть найдено через вспомо |
||||||||||||
гательную |
функцию |
ц>(а[), |
приведенную |
на рис. 6.3 (кри |
||||||||||||
в а я 3) |
[21]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В этом случае ^ н к |
определяется по |
формуле |
|
|
|
|||||||||||
|
|
'як = |
*Э 0 0 + |
ш э ) ф |
{а\)1аээ. |
|
|
|
|
|
||||||
При |
отсутствии |
выброса |
(а[ |
^ 0 , 2 5 ) |
функция |
qp(aj) |
||||||||||
с точностью не |
х у ж е 8,2% |
|
может |
быть определена |
по |
|||||||||||
62
формуле |
Элмора |
(кривая |
1): |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Ф(а;) = |
2 , 2 / 1 _ 2 а ; _ |
|
|
( 6 |
> 5 ) |
|||||
где а[= |
\ld\. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Иногда формулой Элмора рекомендуют пользоваться |
||||||||||||||
для ориентировочных |
расчетов и при наличии небольших |
|||||||||||||
выбросов |
( б ^ 5 - М 0 % ) . Однако |
у ж е |
в |
случае |
выполне |
|||||||||
ния |
условия |
обеспечения |
оптимальной |
частотной харак |
||||||||||
теристики, когда |
а[ |
= 0,5 |
и |
6 = 4,3%, |
значение |
функции |
||||||||
ф ( а , ) , подсчитанное по формуле |
(6.5), |
оказывается рав |
||||||||||||
ным нулю, в то в р е м я |
как |
из |
графика |
(рис. 6.3, |
кривая |
5) |
||||||||
следует, |
что |
при |
этом |
cp(aj) = l,56. |
|
|
|
|
|
|||||
|
Достаточно хорошую точность |
(до |
5%) |
д л я |
вычисле |
|||||||||
ния |
вспомогательной |
|
функции cp(a',') |
д а ю т |
предлагаемы е |
|||||||||
•нами формулы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Ф (а;) = 2,2 |
[1 + a ; |
( a ; - 1 ) ] ( 1 - 0 , 1 5 а ; ) |
|
|
||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф (aj)= |
|
2 , 2 ^ ( 1 - 2 а ; ) я + |
0,5о7 |
|
( б - 6 ) |
||||||
при |
а ' ^ 1 |
( 6 « £ 1 6 % ) |
и а\ |
<0,58(6=^6,5% ) |
соответствен |
|||||||||
но |
(кривые 2 |
и |
3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2. К О Р Р Е К Ц И Я В Ы С О К О Ч А С Т О Т Н Ы Х И С К А Ж Е Н И И |
|
||||||||||||
С |
П О М О Щ Ь Ю П А Р А Л Л Е Л Ь Н О Й |
И Н Д У К Т И В Н О Й |
СХЕМЫ |
|||||||||||
|
|
( П А Р А Л Л Е Л Ь Н А Я |
СХЕМА К О Р Р Е К Ц И И ) |
|
|
|||||||||
|
Принципиальная схема змиттеряого .повторителя с па |
|||||||||||||
раллельной |
индуктивной |
|
коррекцией |
приведена |
на |
|||||||||
рис. 6.4, а его эквивалентная схема для высших частот —
на |
рис. |
6.5, |
щ е |
L — к о р р е к т и р у ю щ а я |
индуктивность; |
|||||
Ur |
=U^R5fRr |
—• напряжение |
эквивалентного |
источника |
||||||
сигнала с внутренним сопротивлением Яб=ЯгІ|Яі||і?2. |
||||||||||
|
Модуль коэффициента |
частотных |
искажений схемы |
|||||||
рис. 6.5 |
получается |
р а в н ы м [35] |
|
|
|
|
||||
|
К,НО |
= і / |
|
|
|
1 + |
|
|
fl2n- |
(6.7) |
|
V |
1 + |
Q2( b\— |
2b,) |
+ |
fi4( Ь\—2ЬХЪЯ) |
• І- |
0*Ь\ |
||
где |
ih — La-M/R'3x3fi |
— п а р а м е т р |
индуктивной |
коррекции; |
||||||
|
йі = |
1 + m 3 |
+ rti; b2 = |
£/J»b(J |
+ « ) |
+ + m 3 — < / J « ) ; |
||||
b3 = |
m3niq[ (1 + |
s); |
q{ = т р а э э /т э ( 3 аэ ; |
|||
s = |
CK /CH ; x = |
к\аэ1аээ\ |
k[ = |
Rj(Rn +R'3) у |
||
тэ |
= |
CttR3aJx3&; |
R, |
= |
^ „ / ( Я ; |
+ tf „) |
— сопротивление эквивалентной нагрузки на средних ча стотах.
Рис. 6.4. Каскад с <Ж с парал лельном индуктивной схемой кор рекции
Рис. 6.5. Эквивалентная схема кас када с ОК с параллельной индук тивной коррекцией для высших частот
Выражение (6.7) получено при |
условиях |
|
|
R3 + Re + >'б •€'',<> С К < С Э , |
|
i o t T « l и |
|
Эти условия обычно выполняются. |
|
|
|
Из условий |
|
|
|
Ь\ — 26а = |
п? |
|
(6.8) |
|
|
||
6? —26г 63 = |
0 |
(6.9) |
|
|
|||
найдем взаимосвязь между п а р а м е т р а м и схемы, |
при ко |
||
торой обеспечивается оптимальная |
частотная |
характе |
|
ристика. |
|
|
|
IIз |
(6.8) |
получим |
|
|
|
|
||
|
х = |
х ч |
- |
[q\m9 |
(1 + s) — 0,5 (1 + m3)u\lq\iib |
(6.10) |
||
Подставив |
в |
(6.9) |
-значение х пз (6.10), найдем |
|||||
л 1 ч = |
0,5(1 |
|
+тэ) |
1 + |
(1 |
+ |
« э ) 2 |
|
|
2яі 3 д, (1 + |
s)—(1+//1э )- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
При выполнении условий (6.8) и (6.9) модуль коэффи циента частотных искажений р а в е н
К„о |
|
V |
И з условия |
Ки |
воспол ьзов ав шись ф ормул ой |
|
Кардана, найдем относительную верхнюю граничную ча стоту:
|
|
|
|
|
|
|
|
\ — |
Уа« |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26? |
|
|
|
|
где |
а 2 = |
1 — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поскольку в каскаде без коррекции |
(«i = 0) |
относи |
||||||||||
тельная |
граничная |
частота |
р а в н а |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
QB |
= |
/ Л / В , |
|
|
|
|
|
|
где |
|
А = |
2тд\(1 |
|
f s ) _ ( l |
+m3f |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
+ |
/ (1 + т э ) 4 - 4 т э < / ; |
(1 - f т э ) 2 (1 + |
s) + |
8m* \q\(\ |
+ |
s)]\ |
||||||
|
|
|
B = |
2m2[(7;(l+s)]2 , |
|
|
|
|
|
|||
то эффективность параллельно й схемы коррекции |
опре |
|||||||||||
деляется |
выражение м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
а. |
|
|
|
|
|
|
|
'3 |
|
У |
м |
з |
J |
Г ( 6 Л 1 ) |
|
|
|
|
|
|
|
2 Ь |
|
||||
На рис. 6.6 приведены |
к р и в ы е |
Q4=Htna), |
|
подсчитан |
||||||||
ные |
по |
формуле |
(6.11), |
и з которых |
видно, |
что |
макси |
|||||
мальная |
эффективность |
параллельной |
схемы |
коррекции |
||||||||
3-;10 |
65 |
(tO '7 |
/10 |
Ґ 7 |
|
1,18 |
hs-o) |
||
|
l'
\ft'*)
1,10 |
і 11 \ |
|
|
||
1,0Б |
1 |
|
|
|
|
• |
II |
|
|
|
|
,1,02 |
|
|
|
|
0,2 |
0,0M |
0,08 |
0,12 |
0,16 |
||
Рис. 6.6. Зависимость эффективности параллельной индуктивной коррекции в каскаде с О К от параметра коррекции при выполнении двух условий коррекции:
составляет |
около |
20%, причем |
схема |
целесообразна |
||
( Q q > l ) лишь при |
та^тач. |
|
|
|
|
|
Бели выполняется только условие |
(6.8), т. е. |
|||||
п1ч |
= [q[m3(i +s)~ |
0,5(1 |
+ |
m3f]lq\ |
к, |
|
то эффективность |
коррекции |
м о ж е т |
достигать 30%, но |
|||
при этом частотная характеристика имеет подъем. За висимости эффективности схемы -коррекции и подъема
частотной характеристики |
от п а р а м е т р а т э |
д л я этого |
|
случая |
приведены соответственно « а рис. 6.7 и |
6.8. |
|
Д л я |
ориентировочного |
определения времени нараста |
|
ния фронта в корректированном к а с к а д е можно восполь зоваться тем фактом [21], что в случае монотонной час тотной характеристики и малого выброса на переходной
характеристике |
(б ;$ 5%) |
степень |
уменьшения |
времени |
|
нарастания практически совпадает |
с |
эффективностью. |
|||
Тогда tsK—tslQ^ |
где tB— |
в р е м я |
нарастания |
без кор |
|
рекции, которое при наличии паразитной |
емкости |
нагруз- |
|||
ки -определяется по формуле |
|
|
|
|
|
||||
ta |
= 2,2(t3 p /a3 3 ) |
^ o - 2 & 2 |
o ) 2 + |
0,56f0 62 o( |
( 6 л |
2 ) |
|||
где Ь1о = Ъх |„ _ 0 |
= |
1 + |
т э ; 62 0 |
= |
62 1„ _ 0 |
= <7, т э (1 + s). |
|
||
Формула (6.12) |
получена |
с |
'Использованием |
вопомо-" |
|||||
гателыной |
функции |
(6.6). |
|
|
|
|
tnK, |
||
Более |
строгая |
методика |
определения величины |
||||||
учитывающая |
возможность |
|
значительного |
выброса |
|||||
( б > 5 % ) , |
изложена в работе [36]. |
|
|
|
|||||
3* |
67 |
6.3.КОРРЕКЦИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ИСКАЖЕНИЙ
сп о м о щ ь ю ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ИНДУКТИВНОЙ СХЕМЫ
(ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ СХЕМА КОРРЕКЦИИ)
Принципиальная схема эмиттеряого повторителя |
с |
.последовательной индуктивной коррекцией приведена |
на |
рис. 6.9, |
а его эквивалентная с х е м а д л я в ы с ш и х частот — |
па рис . |
6.10. |
Рис. 6.9. Каскад с Q K с после- |
Рис. 6.10. |
Эквивалентная схема |
|
довательной |
индуктивной схе- |
каскада с |
ОК с последовательной |
мой |
коррекции |
индуктивной коррекцией для выс |
|
|
|
|
ших частот |
Модуль коэффициента частотных искажений к а с к а д а равен i[35]
~ |
+ |
(6?, - 262 1 ) + Q* ( б | , + 26 4 1 - 26u 6ai) + S2e(&|i - ~~ |
где bn = \+mzk1
+ |
qz"h{l + s ) ; |
пц |
= t3 H a3 3 /ts pfe2 > |
= |
R'j{RH+R'3)- |
~* |
- 2 Ь 2 1 Ь 4 |
1 ) + |
Й 8 Ь ! й |
. |
(6.13) |
|
{aja33) |
+ пг\ |
|
Ь21 |
= я 2 (1 — qz + |
пц) + |
|
b31 = « 2 m 2 [ 1 -f-g2 (s— |
1)]; |
&«. = m\ |
n^s; |
|||
>h = |
Lag3lRH |
т э р ; |
|
q% — t p |
k2/x3^; |
^ |
x3H=R3CH. |
|
|
|
|
|
|
При выводе формулы (6.13) делались те |
ж е допу |
|||
щения, что и при |
выводе в ы р а ж е н и я |
(6.7). |
|
|
И з уравнения |
Ь\х—2&2i=0 |
найдем |
п а р а м е т р коррек |
|
ции л-24, при котором выполняется 1-е |
условие |
получения |
||
69