Войшвилло Г.В. Усилительные устройства (2-е издание, 1983) (1095412), страница 32
Текст из файла (страница 32)
5.28. Предположим, что )7с= со; при скачкообразном возникновении постоянного тока 7=5(7!=сопя!, вызванного ступенчатым входным напряжением 165 К х = ! + йв хх К ! !+!! — 2й)хе+а'х' Прп мв>1 — й, где й> — 1+)т 2=0414, образуется максимум АЧХ, координаты которого определяются выражениями (5.80), (5.83), (5.84) и (5.86). Несложно установить, что у рассматриваемого каскада !8=1/а. Прп й=0,414 соблюдается условие Г. В. Брауде получения максимально плоской АЧХ (5.79). Семейство АЧХ каскада представлено на рис.
5.27. Выигрыш, получаемый по площади усиления, зависит от уровня отсчета граничной частоты; так, и>(>) =(>> 1(1), начнется заряд емкости С„выходное напряжение будет возрастать пропорционально времени: иг(1) =»(1)>Со —— =5(>>1/С„что и показано на рис. 5.29. Если Д,~оо и Л=О, то при появлении на емкости С, напряжения иг(1) часть тока >' будет проходить через сопротивление )г„заряд емкости замедлится, напряжение иг(1) будет стремиться к пределу Я(УЯс, т. е. к КУ>. А>г> Рис. 5.гУ. Семейство нормироаанных переходных характеристик наехала с индуктиииой коррекцией: »»В,-О, Ь-О; г»>п,~а, Ь-О, А-а; а> ПВ,м: ~0 А О га' 4» >па~О А>0 га Рис 5.30. Схема каскада с пндукгиеной коррекцией н инте* гральном исполнении В цепи с катушкой иидуктивности возникающая ЭДС самоиндукции оказывает противодействие возрастающему току в ветви >х,), что способствует уменьшению тока (вь(1) и увеличению тока, заряжающего емкость Ср., >с(1) =! — 1и>,(1), а это приводит, в конечном счете, к уменьшению времени установления.
При 1;>>0,5, т. е. й>0,25, переходный процесс в контуре становится колебательным, возникают выбросы, что подтверждается т(2 и (5.86). Индуктивная коррекция позволяет получить выигрыш и по К>1„. Так, при /г=0,25 выигрыш составляет 1,36, 5=0, при >>= О,35 — 1,68 и 5= 1% (критическое значение), а при й=0,414 — 1,82, 5=3%. Если число каскадов невелико (один или два), коэффициент коррекции целесообразно выбрать равным 0,414, получая одновременно максимально плоскую АЧХ. В случае большего числа каскадов принимают й=0,35, что отвечает режиму критического выброса. Графики на рпс. 5.24 и 5.25 применимы к рассматрепному каскаду с помощью выражений (5.80), (5.85). В заключение рассмотрим схему каскада с индуктивной коррекцией (рис. 5.30), у которой роль катушки индуктивности играет каскад с ОБ на транзисторе )>>„ поскольку ои обладает входным сопротивлением индуктивного характера (!1], а й.
— роль резистора Кс на рпс. 5.26,а. Конденсаторы Сал, и Сал при большой емкости навесные. Естественно, что лучшие результаты от данного вида высокочастотной коррекции достигаются при Йг.гЛ,. >66 а.аап каскады с РАспгеделенным усилением При необходимости получения высокого выходного напряжения при полосе частот порядка десятков мегагерц или необходимости пропускать сверхширокую полосу частот — до сотен мегагерц— используются усилители с распределенным усилением (УРУ), каскады которых содержат по нескольку усилительных элементов. УРУ находят применение во многих радиоэлектрон~ных и радиотехнических устройствах, В радиопередатчиках (включая коротковолновые) они используются в качестве мощных широкополосных усилителей, в отличие от резонансных или полосовых не требующих перестройки при переходе от одной (несущей) частоты к другой, что существенно облегчает и ускоряет выполнение такой операции.
При дальнем приеме телевизионных сигналов, а также в высотных многоквартирных домах находят применение широкополосные антенные усилители (ШЛУ) с полосой, охватывающей все 12 каналов, доходящей до 230 МГц. УРУ весьма перспективны и для установок проводного (кабельного) телевидения и связи по стекловолоконному кабелю. Наконец, их можно встретить в широкополосных осциллографах, в которых в свое время они впервые были использованы. Простое параллельное соединение и элементов увеличивает в и раз общую крутизну, однако при этом приблизительно в и раз увеличивается шунтирующая емкость, ~в результате отношение 5 к С,, которому пропорциональны К1,,— аи К/1у, не изменяется.
Однако прн разделении, например, ламп с помощью звеньев искусственных анодной и сеточной линий (рис. 5.31), работающих в ре- Ркс 53! Схема лампового каскада с распределен- ным усилением жиме бегугцсй волны, удается крутизну и общий анодный ток (и амплитуду тока) получить большими в и раз без умножения емкости. Для установления режима бегущей волны характеристические сопротивления звеньев искусственной линии берутся равными нагрузочным сопротивлениям 167 лс с = У г сгСт = 1тс1 ~с а = 1г аа!Са = )та~ где С, и Са — составляющие шунтирующей емкости С,.
Для получения одинаковой скорости распространения волн в обеих линиях произведения ЕсС, и г'.аСа должны быть равны. Принцип действия рассматриваемого многолампового каскада заключается в том, что входное напряжен~не и,(1) =Сг,.1(1), попадающее на сетку лампы )гь одновременно вызывает изменение ее анодного тока на величину 5Уь Так как скорости распространения бегущих волн по обеим линиям одинаковы, то к моменту прихода иа сетку лампы )уа волны напряжения к ее аноду придет волна тока от первой лампы, которая сложится с изменением а~водного тока лампы 1'и, и т. д, После прохождения п ламп создается выходной ток, в и раз превышающий изменение тока одной лампы без увеличения шунтирующей емкости, Коэффициент усиления в области средних частот зависит от числа ламп в каскаде: К=пЯ)с,/2.
При полосе пропускания 200... ...300 МГц и выше удается получить усиление порядка 1О дБ (К=3,!6); в то же время от каскада с распределенным усилением значительно легче получить и высокое выходное напряжение. Прн выполнении каскада с распределенным усилением на транзисторах (рис. 5.32) возникают дополнительные трудности, ибо входное сопротивление транзистора может оказаться одного порядка с характеристическими сопротивлениями искусственных лиар е Раг дад Схема транзисторного каскада с распре- деленным усилением ний.
С целью увеличения входного сопротивлен~ия нередко используются змиттерные повторители, располагаемые перед каждым транзистором, включенным по схеме с ОЭ илн ОБ, т. е. по сути дела составные транзисторы, иногда н более сложные, чем ОК вЂ” ОЭ или ОК вЂ” ОГ>, например вида ОК вЂ” ОК вЂ” ОБ, позволяющие получить полосу пропускания до (0,5... 0,6)1, и выше, а также полевые тра~нзисторы. 1ВВ а.а.а. каскады с низкочАстотноя кОРРекциеи Как уже отмечалосьч фильтр в цепи питания СфЯф (З 4.11) может быть использован для осуществления низкочастотной коррекции, с помощью которой можно уменьшить частоту )„у — при Ср— - соне! и Се,,=сопз( или получить максимум (рис.
5.33), позволяюший снизить частотные искажения, возникающие в других звеньях тракта передачи сигнала. сйт ищи Рис. 5.33. Лмпаитудна-частотные характеристики каскадои резисторнаго (!) и с низкочастотной коррекцией (2, 3) Рис. 5.34. Упрощенная схема каскада с аизкочастотиой кор- рекцией Полагая, что у каскада на последуюшем транзисторе, не показанном на рис. 5.34, Сала=О илн Сааэ=оо (т. е. )!,=О), сопротивление цепи, расположенной правее С„по-прежиему обозначим через Рт. Тогда прп Сф=оо (физически при )тф=О) коэффициент усиления в области средних частот К, = и„, й„Р,(()1„+ )с,), (5.88) а при Сф=О ()сфФО) он окажется больше; Ка = Ухта ()Рк+ )тф) )аа(()тк+ !Рф+ )те).
(5.89) В этих условиях при Сф=оо (,„„— =1!2 С (И„+)Ц; (5.90) при Се,=О !69 р,— -— -- 1/2н Ср ()си + )тф + )ха) (5.91) АЧХ для крайних значений Сф изображены на рис. 5.35. При каком-либо промежуточном значении Сф (например, 0,1 мкФ) в области больших частот !/озСф окажется махой, условно близкой к нулю, и усиление будет почти таким же, как и при озСф=оо, а при уменьшении частоты 1/озСф- со (т. е. озСф- 0) предельный результат совпадает с тем, который получается при Сф=О.
При уменьшении,Сф средняя часть ЛЧХ, соединяюшая линии 1 и 2, смешается вправо, а при увеличении — влево, причем максимум начинает снижаться и при некотором достаточно большом значении Сф исчезает. (5.93) гги Рт Рис 5 55 Лнплитудночастотные хараитернстиин каскадов резиеторного (!) и е ннзиочаетотной коррекцией (2 — 5) в об.засти нижних ча.
стог при Ср — — сонм Можно релизовать и немного больший выигрыш при максимально плоской (в смысле Г. В. Брауде) ЛЧХ, получающейся при несколько меньшей емкости Сф (линия 4), определяемой из условия (4) Сф,,- — — " " * 2 ~/ — ~ ) + ф ' — ф, (594) )(ф 1 22' Г~ Лн гг )7н (~кн+ )72) )7н+ )72 в то время как для получения кривой 3 требуется, чтобы Сф= = С2~2 ()~н+ ~,) )йх~, Выигрыш, получаемый за счет применения низкочастотной коррекции, уменьшение емкостей разделительного и блокировочного в эмиттернай цепи конденсаторов можно реализовать, если проводить сравнение на основе )„о; =сопзЕ Переходный процесс у каскада с низкочастотной коррекцией сравнительно сложен из-за высокой степени характеристического уравнения. С физической точки зрения дело обстоит так. Если Сф= оо, та ПХ получается такой же, как у некорректированного резисториого каскада (рис.
5.36). При Сф=0 характер неравномерности вершины импульса сохраняется, а относительная его скорость несколько меныпе, так как )„ „., †()ыт;, т. е. постоянная времени больше. При конечном значении емкости (например, Сф= =0,68 мкФ) в момент скачка ((=0+2(() Сф еще не изменяет свое- !70 Из рис. 5.35 видно, что при низкочастотной коррекции и С,= =сопз( можно получить меньшую частоту, например для линии 3, равную ) „„;-, к определению которой мы и приступим, На участке асимптоты от А до В усиление падает с крутизной 6 дБ(окт, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
