Войшвилло Г.В. Усилительные устройства (2-е издание, 1983) (1095412), страница 29
Текст из файла (страница 29)
2.17, 2.18. Если Сола=О, то под влня- р-1сгйй Рис б 16 Семейство АЧХ резисторного кас. када при Ср=сопз! нием ОС (последовательной по току) усиление станет меньше, а форма АЧХ и частота /„т.;не изменяются (кривая 2). Для некотоРого пРомежУточного значениЯ Села (напРимеР, 1 мкгР) в области частот, близких к /о, сопротивление 1/втСе,;эО при /-э.оо, то такой же результат получается при Со,=оо, поэтому при /-э-со кривая 3 будет сближаться с кривой 1. Рис б 17 Эквивалентная схема резисторного кас- т 6»э лз када для нижних частот и больших времен, отражающая влияние бло- Г„гд1 Л»»э кяровочного конденса- тера Слл э В области нижних частот (/ — э-О) проводимость озСе,,— »0, в пределе то же происходит и при Сел»=0, т. е.
кривая 3 сливается с линией 2. При большой емкости Св, наклонный участок, переходя от линии 1 к линии 2 (при /-эО), сдвигается влево, а при меньшей — вправо. Как видно из рис. 5.16, при относительно небольшой (можно считать недостаточной) емкости Свл „неравномерность усиления становится более заметной — возникают дополнительные частотные искажения. Уровень дополнительных частотных искажений может быть найден с помощью эквивалентной схемы на рис. 5.17, при составият ленни которой емкостные сопротивления 1/шС' и 1/шС были при- ты равными нулю; поскольку эмиттерный ток в 1+Ам»лайз„раз ольше тока базы, то потребовалось /7, увеличить, а Со,, уменьшить в /гхгэ раз. На выходе рассматриваемой цепи напряжение сигнала фактически, Равно (/г(Р), а входное напРЯжение (в области Редних частот, т, е. при 1/гоСв,,=О) (/(р) в (/х„+Ьн.)//гп.
раз записи, меньше, чем (/~(р). Для того чтобы прийти к привычной форме пиен, при которой напряжение на выходе (условно) равно (/а(р)» 1З! а на входе У>(р), следует ввести пересчетные множители, распо ложив справа У„(р) =Уа(р)/уа>э)х», а слева Е„(р) =У(р) = = (И,+Ьцэ) У>(р)/)гца. Тогда в области средних частот (т. е, при 1/гоСах 2=0) отношение принятых напряжений для входа и выхода цепи д) 10 ! ! + ОраУР ! + (Аа .Г) (5.57) причем — 20 1ар, при ~- О, Уэ(0- 0 при 1- оо.
а Общий уровень частотных искажений на нижней частоте находится как сумма ~2(гн) ~(гн)+~а(гн) (5.58) Пользуясь эквивалентной схемой на рис. 5.17, несложно определить переходные искажения, вносимые конденсатором Сэа,. При этом будем исходить из того, что до подачи ва вход ступенчатого напряжения конденсатор Са. ° не был заряжен, следовательно, напряжение на нем отсутствовало.
В момент перепада напряжеш>я он первое мгновение сохраняет это состояние и для проходящего через него тока (тока заряда) не оказывает заметного сопротивления, поэтому можно считать, что через резистор Й, ток не проходит. Так как нас интересует поведение цепи при малом накоплении заряда, т. е. при небольшой неравномерности Л (рнс. 2.20,б), 152 02 (Р)>У2>э йи (5.53) (р, + ь„,) К ~ран„, должно оказаться равным Ь».>'(Я,+Ьн.). Выполнив в (5.53) деление и имея в виду, что согласно (4.33) в области средних частот Уа(р)>У>(р) =уа>Я», убеждаемся в том, отношение (5.53) тожде ственно равно Ь~>а/ф.+Ь»э).
Эквивалентная схема на рис. 5.!7 по сути дела не отличается от изображенной на рпс. 2.12,б, исследование которой велось на основе выражения (2.42). С учетом различия обозначений ) „= 1!2 л Са,, )7„ (5.54) , = ()72+ Ь,г, + Ь, )7,))2л С~,, )7, Я„+ Ь,,). (5 55) При этом отношение частот излома АЧХ э эра>! ха = 1 + Ьгг а )ха>Рг + Ьн э) = га (5.56) есть не что иное, как глубина местной ОС. Действительно, свойства последовательной ОС по току описываются выражениями 3.17), (3.22) н (3.23), причем в данном варианте ее реализации 2>=)гмэ, ~вх=Ь>>э А>=гсь Лв=)сэ и 2вых+ха=лвых.
Уравнение нормированной АЧХ, отражающее влияние этой местной частотно-за~вис>смой ОС (кривая 3 на рис. 5.!6), имеет следующий вид: о допустимо вообще исключить из схемы /гг!э)хэ и получить цепь, в прииципе ие отличающуюся от изображенной иа рис. 2.16,б, для которой Л=/э/ть а в даииом случае и — (5.59) (Сбл эГИгт э) (/ г + Ию э) Сбл э (/эг + Ихг э) Результирующая неравномерность /н Ию э/н Сээ,Рк+ /хг) Сбл э (Рг+ Иыа) (5.60) ба = — 1О 18(1+ (/в// )г) 10 1811+(2/2 11)г) 2 79 дБ в1'г) эрв = — агс18 (/в// — ! = — агс18 (2/2, 11) = — 43', в г) /э = 0,35// = 0,35,'2,!! 1О' = 0,167 мкс, Оь = К/ —, =- 33,3 2,! 1 = 70,4 МГц.
в уз П р и м е р 2. Рассчитать параметры резнсторного каскада для нижник частот и больших времен при / =20 Гц и 1,=05 мс. Каскад выполнен на транзисторе КТЗ26Б с параметрамн, приведенными в примере 1, при следующих параметрах схемы иа рпс. 5.12: /(.=//о=! кОм (/7оэ=6,2 кОч, //оэ=1,2 кОм), да=300 Ом, С'э=10 мкФ, Со.
э=1000 и«Ф» Рбйы, 1000 770 Р. = = = 435 Оч. /7б+ Июэ 1000+ 770 Сначала найдем частотные и переходные искажения, вносичые раздели- " (2.62) э тельныч кондснсатороч, пользуясь выражениями (55!), (552), (239), (240) тх = С. (/7в+ /7г) = 10 10-' [1000+ 435) = !4,35. 10 — ' с, 153 П р и и е р 1. Рассчитать параметры промежуточного резисторного каскада для верхних частот и малых времен прп заданной частоте /,=2 МГц. Каскад выполнен на транзисторе КТ326Б, работающем в режиме (/к=5 В н /к =5 мА, причем сопротивление источника сигнала /), и общее от элементов связи и смещения в коллечторной цепи составляет 500 Ом каждое.
Параметры тран- зисторов Г н )э (ряс. 5.12), отвечающие заданному режиму, таковы: Со',= =50 пф, Со=5 пФ, г'о=90 Ом, го'э=680 Ом, Инэ=г'о+го'э=770 Ом, Иго=85 и 5,=0,125 См. Предполагается, что сопротивление /7г образовано нз сопротивления цепи смещения (такой же, как Роь /7ог) и входного сопротивления последующего транзистора, равного также И,о=770 Ом.
При параллельном соединении /(э гэ йэг образуется сопротивление нагрузки 1 500 770 /гя — — 303 Ом. (1г/кк+ 1!Рбэ+ 1//гбг+!/Иыэ) 500+ 770 Предварительно, определив рэ~э=йг~э/И~о=85/770=0,110 См н используя (4.33), (4.12), (5.49), (2.18), (2.!5), (5.48) и (5.50), находим К = Уюойэ» = 0,110.303 = ЗЗ,З, Са = Сжа + Зэ/ГяСк = 50+ 0,125 303.5 = 239 пФ, [Рг+ г б + гб.,) (500+ 90+ 680) пСо(Рг г б) гб э 6,283 239.10 !г(500+ 90)680 = 2, 11 ° 1О' 1 ц = 2,!! М Гц, /рз = / „, — = 1/2нтг = 0,1592/!4,35 10 = !1,1 Ги, ди — 10 18 (1+ (/рз//н)з) = — 1О (я [1+ (11,1/20)з) = — 1,18 дБ, ~рн = ага!и(/рз//а) агс(н (!1,1/20) = 29', а = Гн/'Гх = 0,5/14,35=3,49 10 З =3,49о4.
С помон!ею формул (5.54), (556), (5.55) и (5.57) при /=/аг /» э = 1/2гг Сол э/7» — — О, 1592/! 0 1О Е. 300 = О, 531 Гц, 1+ «юе/7» 1+ 85 300 /гг+ «тгэ 500+ 770 /р, = Рз/» з = 21,! 0,53! = ! 1,2 Гн, 1 + (/р е//н)з 1 + (11,2/20)з 6»н = — !01Е = — 10 18 = — 1,18 дБ . 1 + (/» е//и)з 1 + (0,531/20)з Фазовые сдвиги, вносимые полюсом и нулем, противоположны по знаку; исгользун (2.40) и далее (560), находим гран = агс18 ( — ! — асс!8 ~ — 1 = агс1Е ~ — ' ) — агс18 ~ — ') = 27,7". «ззз/н 85.0,5 !О а»в — 3,34 10 = 3,34»г». Сп» (/7»+«) ГОО.!О е(500+770) Суммарные искажения, вносимые конденсаторами Ср и Се»»: С„е = бн + бэ и = — 1 ° 18 1 18 = — 2 36 дВ' грн е = Ч«г + ~рз н = 29,0'+ 27,7' = 56, 7', Ье — а+ аз — 3,49+ 3 34 6 83» . з»аг.
резисторные каскады на полевом транзисторе и электроннои лАмпе Общая схема резисторных каскадов аналогична схеме каскада на биполярном транзисторе (на рис. 5.!2), В качестве основною элемента связи между усилительными элементами используется резистор /гс (рис. 5.18) или /г, (рис. 4.53). В обеих схемах присутствуют разделительные конденсаторы Ср, резисторы /(„ /т'„ предназначенные для подачи напряжения смещения на затвор или сетку, ь" а также элементы цепи питания р; Сали,/тн или Сел»,/ти, а также Сф,/тф. г' у г Работу каскадов на полевом !» транзисторе и электронной лампе целесообразно исследовать отдель',ез //,) г„ + рг /гтг но для областей средних, верхних н 1 нижних частот. В принципе ЛЧХ, ФЧХ и ПХ рас- с м а ' р и в а е м ы х к а с к а д о в и м е ю т а каскада на полевом транзн- кой же внд, как и у каскада на бнсторс г' полярном транзисторе.
154 Коэффициент усиления в области средних частот равен произведению проводимости прямой передачи и сопротивления нагрузки: К=[/,/(/,=И„, (5.61) причем у каскада на полевом транзисторе [7. = )~в [(Ы(Л + Ю. (5.62) )) области верхних частот и малых времен сказывается влияние межэлектронных и монтажной емкостей, образующих входную емкость Смм определяемую выражением (4.90). Если источник сигнала обладает собственной шунтирующей емкостью (в частности, выходной емкостью предшествующего транзистора), то она вводится в выражение (4.90) в качестве дополнительного слагаемого, образуя емкость Св, которая у каскада на полевом транзисторе Св=(Сев„— Свви)г +(Сми+КСыи)г +См. (5.63) Частота (, .-н время установления (с.
(2.49) и (2.58)1 зависят от постоянной времени "в= Св)~и (5.64) (причем у каскада на рис. 5.18 Я„)т'Яз/(Л',+/тв), а при Лв»Р'„ как обычно, )(.=К'.): /„„- = 1/2п С, й„. (5.65) Амплитудно-, фазочастотные и переходные характеристики, определяемые уравнениями (2.14), (2.15) и (2.57), представлены на рис.
2.4, 2.5 и 2.21. Для того чтобы выразить площадь усиления через параметры усилительного элемента, перемножим равенства (4.88) и (4.93), заменив в последнем С.„на Св. При идентичности предшествующего и рассматриваемого каскадов Й, и Я„совпадают (если )тв равно )т', или Я,), и тогда К/,у,— (5.66) 2м [Спи+ Св и+ (К вЂ” 1) Свив+ См! Из (5.66) следует, что К/, у,— возрастает прн уменьшении К, достигая максимального значения 5 и уз )'иви 2м(С, +Свив — С1ви+См) 1ак, для полевого транзистора типа КП307Г 5=8 мСм, Сп„= =5 пФ=Сми, Спи — — 1,5 пФ н при С =3 пФ (К/ ) о 15э'в')о 110.10в [ ц 110 А[ ц (5+ 5 — 1,5+ 3) 1О В области нижних частот и больших времен, то здесь нет существенных различий по сравнению с каскадом на биполярном трапа"сторе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
