3.2. Послідовна оос по струму

Схема каскаду з послідовною ООС по струму (ПООСТ) на ПТ з ОЇ приведена на малюнку 3.3.

При ПООСТ у вихідному ланцюзі підсилювача послідовно з навантаженням включається спеціальний ланцюг (на малюнку 3.3 це ), напруга на якій пропорційно вихідному струму. У вхідному ланцюзі підсилювача алгебра складається з вхідною напругою. В області СЧ ( =0) можна записати

.

Провівши аналіз каскаду по методиці підрозділу 2.3, отримаємо:

.

Оскільки (див. підрозділ 2.9), то при глибокій ООС (F>10) . З отриманого виразу виходить, що ПООСТ забезпечує стабільність посилення по напрузі за умови постійності навантаження.

За допомогою ПООСТ вдається зменшити нелінійні спотворення в УУ, оскільки із збільшенням F зменшуватиметься напруга управління підсилювачем, його робота почне здійснюватися на меншій ділянці ВАХ активного елементу (транзистора), а це приведе до зменшення коефіцієнта гармонік. У підрозділі 8.1 приведені розрахункові співвідношення для коефіцієнта гармонік підсилювача, охопленого ООС послідовного типу. Приблизно оцінити вплив ПООСТ на коефіцієнт гармонік можна по співвідношенню:

.

Все вищесказане в рівній мірі відноситься і до каскаду на БТ з ОЕ і ПООСТ (схема каскаду не приводиться зважаючи на ідентичність її топології схемі малюнка 3.3).

Вхідний опір підсилювача з ООС визначається способом подачі напруги ОС у вхідний ланцюг. Згідно елементарної теорії ОС, ПООСТ збільшує вхідний опір підсилювача в F разів, тобто

.

Вираз для вхідного опору каскаду з ОЕ на БТ з ПООСТ, визначене по методиці підрозділу 2.3, має вигляд:

.

При відомих допущеннях останні два вирази дають близькі результати.

Вхідний опір каскаду з ОЇ на ПТ визначається (див. підрозділ 2.9), тому практично не міняється при обхваті каскаду ПООСТ.

Вихідний опір підсилювача з ООС визначається способом зняття напруги ОС з навантаження підсилювача. Згідно елементарної теорії ОС, ПООСТ збільшує вихідний опір підсилювача в F разів, тобто

.

На СЧ вихідний опір каскадів на ПТ (ОЇ) і БТ (ОЕ) визначається в більшості випадків відповідно номіналами і тому дана ООС його практично не міняє.

На малюнку 3.3б приведена схема каскаду з ОЇ і ПООСТ в області ВЧ. Даний каскад ще носить назву каскаду з истоковой корекцією, оскільки основною метою введення в каскад ООС є корекція АЧХ в області ВЧ.

Поскольку цепь ООС ( ) частотнозависима, то |F| с ростом частоты уменьшается относительно своего значения на СЧ, что приводит к относительному возрастанию на ВЧ. С точки зрения коррекции временных характеристик, уменьшение каскада объясняется зарядом , что приводит к медленному нарастанию , и, следовательно, к увеличению коэффициента усиления в области МВ, а это, в свою очередь, сокращает время заряда , которое, собственно, и определяет .

Аналіз впливу ПООСТ спочатку проведемо для випадку резистивного ланцюга ОС ( =0). Враховуючи, що крутизна ПТ практично не залежить від частоти (див. підрозділ 2.4.2), можна сказати, що у всьому діапазоні робочих частот глибина ООС F=const, зменшення коефіцієнта посилення по всьому діапазону робочих часто однаково і корекція відсутня.

Скориставшись рекомендаціями підрозділу 2.3,получим вираз для комплексного коефіцієнта передачі каскаду із струмовою корекцією (ланцюг ОС комплексний ) на ВЧ:

,

де .

Аналіз отриманого виразу спрощується в припущенні . За цієї умови маємо:

,

де (див. так само підрозділ 2.9).

Зменшення постійною часу каскаду в області ВЧ приводить до збільшення верхньої граничної частоти (зменшенню ) каскаду. Площа посилення каскаду з ОЇ і истоковой корекцією при цьому не міняється:

.

Розрахунок каскаду з истоковой корекцією в області НЧ нічим не відрізняється від розрахунку некоректованого каскаду за винятком того, що формула для постійної часу ланцюга витоку виглядатиме інакше:

.

Залежно від мети введення ООС в каскад, глибину ООС можна визначити по наступних співвідношеннях:

або .

При цьому і .

Каскад з ОЕ і ПООСТ ще носить назву каскаду з емітерною корекцією.

На відміну від ПТ, в БТ крутизна частотнозависима, тому навіть при не-залежному ланцюзі ООС ( =0) спостерігається ефект корекції АЧХ і ПХ за рахунок зменшення глибини ООС на ВЧ:

,

де (див. так само підрозділ 2.5).

Неважко побачити, що емітерна корекція каскаду на БТ при не-залежному ланцюзі ООС ( =0) ефективна при тобто в каскадах з малою ємкістю навантаження.

Скориставшись рекомендаціями підрозділу 2.3,получим вираз для комплексного коефіцієнта передачі каскаду з емітерною корекцією в області ВЧ:

,

де

Емітерна корекція дозволяє значно збільшити (зменшити ) при заданих величинах підйому АЧХ на ВЧ (викиду ПХ  в області МВ). Готові таблиці і графіки для розрахунку каскаду з емітерною корекцією приведені в [6].

Вхідна ємність каскаду з ПООСТ зменшитися приблизно в F разів:

.

Розрахунок каскаду з ОЕ і ПООСТ в області НЧ нічим не відрізняється від каскаду без ОС (слід тільки враховувати зміну при розрахунку постійних часу розділових ланцюгів), виняток становить розрахунок постійною часу ланцюга емітера:

.