Эл и схем / ЭиСХ.ч.1.Метод.разраб. по ЛР

9.4. Каскад с эмиттерной коррекцией (рис. 5).

Если в каскаде с ОС по току резистор Rэ шунтировать конденсатором малой ёмкости Сэ , то получим каскад с эмиттерной коррекцией. При усилении гармонических сигналов принцип её работы можно объяснить следующим образом.

Для частот fн и fср конденсатор малой ёмкости Сэ имеет большое сопротивление и практически не оказывает влияния на работу каскада в этих областях частот. Следовательно, на этих частотах действует лишь Rэ, уменьшая коэффициент усиления в F раз. При повышении частоты сопротивление конденсатора Сэ (по абсолютному значению) уменьшается и становится соизмеримым с Rэ. Поэтому при повышении частоты глубина ОС постепенно уменьшается, вызывая увеличение коэффициент усиления. На практике элементы ОС стараются подобрать таким образом, чтобы рост коэффициент усиления не превышал уменьшения коэффициент усиления, вызванного реактивностями транзистора и нагрузки. В этом случае получают оптимальную АЧХ. Увеличив Сэ, можно получить АЧХ с подъёмом в области верхних частот. Этот подъём иногда используют для компенсации спада АЧХ в других каскадах.

При усилении импульсных сигналов принцип работы схемы эмиттерной коррекции можно объяснить следующим образом. Так как конденсатор Сэ мгновенно зарядиться не может, то в момент воздействия переднего фронта П-образного импульсного сигнала напряжение ОС на элементах коррекции Сэ и Rэ отсутствует, всё входное напряжение прикладывается к участку

база-эмиттер, что усиливает ток базы и ток коллектора. При этом конденсаторы Сн , Ск и т. д. таким большим током заряжаются быстрее, т.е время установления каскада уменьшается.

По мере заряда конденсатора Сэ напряжение ОС на нём увеличивается, что приводит к уменьшению напряжения база-эмиттер и уменьшению тока коллектора. При полностью заряженном конденсаторе Сэ ток коллектора уменьшается в F раз по сравнению с первоначальным, и в процессе усиления плоской вершины импульса практически не меняется, т.е в области средних и больших времён коэффициент усиления в F раз меньше, чем в момент воздействия переднего фронта импульса. При достаточно больших Сэ на переднем фронте импульса появляется выброс, величина которого растёт при увеличении Сэ.

В каскаде с эмиттерной коррекцией при оптимальной АЧХ площадь усиления Пкорр больше, чем в некорректированном резисторном каскаде П в Q раз, т.е

81

Величина Q, называемая выигрышем в площади усиления или эффективностью коррекции, обычно не выходит за пределы 1,1-1,5 в практических схемах (теоретически Q=1,72).

При оптимальной АЧХ отключение Сэ приводит к уменьшению П в

QG = Пкорр Пос

Во столько же раз уменьшится верхняя граничная частота

GQ = fгркорр fгрос .

Аналогичным образом уменьшится импульсная добротность и увеличится время установления (т.е. тоже в GQ раз

9.5. Низкочастотная коррекция (рис. 6).

Расширение полосы пропускания в сторону нижних частот не вызывает принципиальных трудностей. Уменьшение fнгр при сохранении заданных частотных искажений Мн, наиболее часто обеспечивается за счёт применения схем низкочастотной коррекции.

Наиболее часто используется схема н.ч. коррекции с помощью цепочки Сф, Rф.

Принцип ее действия заключается в следующем. При понижении частоты сопротивление нагрузки в цепи коллектора увеличивается от Rк на средних

увеличивается.Это компенсирует снижение усиления на низких частотах от влияния разделительных Ср и блокировочных Сбл, конденсаторов.

При правильном выборе Сф , Rф такая схема коррекции позволит снизить fнгр в 3-5 раз или же сильно уменьшить или даже устранить спад плоской вершины импульса при неизменных емкостях разделительных Ср и блокировочных Сбл конденсаторов.

При уменьшении Сф рост коэффициента усиления может быть значительным уже на тех частотах, где заметного снижения коэффициента усиления за счет Ср и Сбл еще не произошло. В этом случае АЧХ при понижении частоты имеет подъем, который иногда используют для компенсации спада АЧХ в других каскадах.

82

При усилении импульсных сигналов за счет уменьшения Сф можно получить вместо спада подъем плоской вершины импульса, который также может быть использован для компенсации спада плоской вершины импульса в других каскадах.

9.6.Расчетная часть лабораторной работы.

1)вычислить величину оптимального сопротивления в цепи коллектора

R*k , оптимальный ток покоя коллектора I *ок , оптимальную площадь усиления П*, оптимальную величину импульсно добротности Д*,

2) рассчитать те же величины (П, Kеср , fгр , t y ) с учетом отрицательной

обратной связи по току, т.е. рассчитать Пос, Kесрос , fгрос , tуос (схема рис. 5, корректирующие конденсаторы отключены.

Исходные данные к расчету:

L, мм – выбранный размер интервала (1-10);

84

10. ПРИЛОЖЕНИЕ №2: «Форма титульного листа для отчета по лабораторной работе

«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Кафедра радиоприёмных устройств

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № __

По дисциплине «Электроника и схемотехника» по специальности 090106 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» для студентов дневного и заочного факультетов

Часть 1 «Электроника и схемотехника аналоговых устройств»

Отчет выполнили: студенты гр. ____

________________

________________

Руководитель работы

_________________

Самара

2008 г.

85

86