Войшвилло Г.В. Усилительные устройства (2-е издание, 1983) (1095412), страница 33
Текст из файла (страница 33)
е. коэффициент усиления изменяется пропорциональ- но частоте, следовательно, г Зп Г2 )~ан 22 ~2~~2' (5.92) Используя (5.88) — (5.92), получаем 1 ., г = Р 2п Сн ()~н+ ~2) ()~н+ Рф) Выигрыш по уменьшению частоты равен 1,„кй-(12„,; =- ) + Лф/й,. го состояния (заряда), т. е. напряжение на нем сохраняется постоянным, а это равносильно тому, что Сф=оо. В конечной фазе переходного процесса заряд (перезаряд) Сф близится к завершению и ток заряда стремится к нулю, что эквивалентно приближению к нулю самой емкости Сф.
Это означает, что ПХ в последней стадии процесса приближается к кривой для Сф=О. Критическое значение Сф, при превышении которого исчезает максимум ПХ, находится из условия Сф„р —— СДз/1т». Сопоставление ПХ на рис. 5.36 показывает, что при Ср — — сопи( и 1„=сонэ( низкочастотная коррекция позволяет уменьшить неравномерность вершины импульса (рис.
2.23). А если исходить „ш "тп' из определенного значения Л= =сонэ(, то выигрыш из-за коррекции реализуется в возможности выбора меньшей емкости Ср (и Ск„,). дззм - а Практически у каскада с резистором Йф в качестве элемента фильтра выигрыш по емкости Ср (и Со. а) согласно (5.93), равный 1+ ЛоЯ„очень большим получить не удается, так как с увеличением )Р приходится повышать Р"' ~ За Ыормироваи"ые "ере"ок.
вые характеристики каскаков рези- напряжение питания. Практичс- сториого (ири се= ) и с иизковаски этот выигрыш затруднитель- стотиой коррекиией при Ср —— совы но получить свыше 10 ... 15. Возможность уменьшения емкости разделительного конденсатора весьма важна по ряду соображений. Во-первых, у конденсатора большой емкости сопротивление изоляции (утечки), зависящее к тому же от температуры, мало, а это сказывается на отклонении от заданного режима работы по постоянному току и дополнительной нестабильности усилительного элемента, расположенного правее' Ср. Во-вторых, размеры и масса конденсатора, естественно, получаются больше и могут превышать пределы, допустимые для размещения в корпусе ИМС. В-третьих, надо считаться с тем, что крупный конденсатор имеет большую монтажную (т. е, по отношению к корпусу) емкость, а последнее ухудшает условие пропускания верхних частот сигнала.
Увеличить выигрыш можно, заменив резистор зсф генератором стабильного тока (У2, тс4 на рис. 5.37). В качестве элемента стабилизации тока покоя транзисторов используется транзистор У1 в диодном соединении. Эквивалентная схема рассматриваемого каскада (рпс. 5.38) позволяет найти передаточную функцию и определить требуемое соотношение между емкостями конденсаторов СЗ и С2.
Зависимый источник тока нагружен на сопротивление 171 через которое несложно выразить выходное напряжение (/,(р) = у„,и, (р) У. (р) К,~Р,+1/РС.) и дальше передаточную функцию К( ) иа(Р) Уаха(са(1+Рсзт(з) (5 95) и,(Р) 1+С,(С,+РС,(Р,+Р,) ' Из (5.95) узнаем, что коэффициент усиления в области средних частот (теоретически прп р- оо) К=уг1Лг(хз/(/хг+/тз). Математически при бесконечно большом сопротивлении ГСТ передаточная функция может быть получена частотно-независимой, т.
е. постоянной, для чего необходимо и достаточно приравнять отношения переменной и постоянной частей числителя и знаменателя: РСзг(з/1 = РСз Яг+ гтз) /(1+ Сз/Сг), и тогда Сг/се= Сз/(з. Уг/Р/ Рпс 5.33. Эканаалентная схема каскада с низкочастотной коррек- цией с ГСТ Рис. 5.37.
Принципиальная схема каскала с низкочастотной коррекпнеп с ГСТ (Р2, й4) и конденса- тором С3 Нельзя считать, что рассмотренный вид коррекции допускает емкость разделительного конденсатора любого малого значения. Первое ограничение емкости по минимуму заключается в том, что при уменыпении С, (иначе С,) снижается коэффициент передачи напряжения в Сг/сг-цепи, что неприемлемо, если сигнал не является заведомо слабым, поскольку амплитуду напряжения па коллекторе транзистора 173 не удается получить выше Ео/3. Второе ограничение создает шунтирующее действие выходной проводимости (гггз того же резистора, которое не должно превышать 20 ... 00 % от емкостной проводимости 2п/иСг.
В каскаде на полевом транзисторе низкочастотная коррекция осуществляется по тому нсе способу — с помощью Сф/сф-фильтра в цепи питания. Основным отличием здесь является то, что сопротивление /(г, как правило, во много раз превышает сумму )хе+)тф, что позволяет заметно упростить встречавшиеся соотношения, в частности, (5.94), принимающее для варианта на полевом транзисторе такой вид: С~ Рг 1' 1 †. 2кс1рф ф орг— 1(с 172 В.4.
811ОДНЫЕ ЦЕПИ И 1хг4СКДДЫ 4.4Л. УСИЛИТЕЛИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ Если в качестве источника сигнала УЗЧ используется микрофон (особенно если электродинамический), усилитель наиболее чувствителен. Поэтому основным требованием, предъявляемым к микрофонному усилителю, является низкий уровень шума — 70...— 80 дБ по отношению к номинальному уровню сигнала. Столь высокое отношение сигнал-шум удается достичь с помощью трансформатора, обеспечивающего согласование по отношению сигнал-шум, т. е. по коэффициенту шума. Согласно (2.74) наибольшее отношение сигнал-шум получается при минимальном коэффи- ИИЕИТЕ Шума Рграгмг доСТИГВЕМОМ ПрИ ТСг=)хгшор4 [СМ.
(4.141), (4.148) ) . Из принципиальной и эквивалентной схем цепи с трансформатором (см. рпс. 4.58) )7г несложно выразить через параметры г„ гь и, и сопРотинление )4'и )7г та+ (гг+ г(4) пг (5.96) Если известно )7,„„4 (которые приводятся в справочниках по транзисторам), то из (5.96) нетрудно найти коэффициент трансформации п„соответствующий согласованию по отношен~ию сигнал-шум: лг 4 = 'У' ()с„,р4 — г,)7(г, +)тг,). (5.97) Для снижения уровня шума в начале схемы усилителя располагают малошумяший элемент, чаше полевой транзистор. 544Ь УСИЛИТЕЛИ МГ40) ОКАПАЛЫ!ОП СВЯЗИ В усилителях систем многоканальной связи для снижения уровня внутренних помех (повышения отношения спгнал-шум) следует применять входные цепи с малыми потерями, т. е.
с возможно меньшим числом активных сопротивлений, создающих тепловой шум. С другой стороны, надо считаться с тем, что равномерная передача сигнала в широкой полосе частот достигается при согласовании входного сопротивления усилителя с характеристическим сопротивлением линии 2,. При согласовании коэффициент трансформации должен удовлетворять условию (4.208), в котором )7,= =е,, а )тр равно общему сопротивлению элементов, подключенных ко вторичной обмотке.
Особые требования предъявляются ко входному каскаду, от свойств которого и степени согласованности с линией зависит коэффициент шума г" . Для снижения Г и тем самым повышения отношения сигнал-шум, как отмечалось, необходимо получить оптнмальнбе сопротивление источника сигнала (отнесенное к транзистору входного каскада) Рг ,рг. Для этого в общем случае необходимо использовать входной трансформатор с коэффициентом 173 трансформации, удовлетворяющим условию согласования по отношению сигнал-шум (5.97), в котором под /т, следует понимать характеристическое сопротивление линии (кабеля).
а.а.а. телевизионные усилители Для усиления телевизионных (и подобных им) сигналов, у которых /э//а=б 1О'/50=120 10', источник сигнала имеет чисто емкостное внутреннее сопротивление. Для связи со входом усилителя обычно используется резистор. В этом случае бывает трудно выделить входную цепь н входной каскад. Если источником сигнала является передающая телевизионная трубка, фотоэлемент и т. и., то входная цепь обычно состоит из резистора связи (нагрузки) )7, и элемента цепи смещения Йэ полевого транзистора или другого прибора и неизбежно присутствующей шунтирующей емкости С„образованной межэлектродной емкостью источника сигнала и емкостью монтажа (емкость монтажа иногда удобно отнести ко входной емкости усилительного каскада), а сам источник может быть заменен идеальным генератором тока.
Параллельно к ним присоединены входная емкость и входное сопротивление (активное) усилительного каскада (рис. 5.39). При выпол- Рис. а.а9 Схема входной цепи с высокоомным источником сигнала дая верхних частот ненни входного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме ОЭ, входное сопротивление близко к йн„а входная емкость мало отличается от Са 1см. (4.!2)1. Входное сопротивление /44эх эмнттерного повторителя определяется (4.58). Входная емкость может быть найдена через зависимость Я,„от частоты согласно (4.61): 2 « + 1 ///э а 1 1 + 1//р вх Так как частота нуля функции Е„ довольно велика (например, /4„=326 МГц), можно принять ///так=О, тогда Яэх=)7эх/(1+ +1///рэх) можно считать обРазованным из паРаллельно соединен- НЫХ ЭЛЕМСНтов ттэх И Сах.
В ЭТНХ УСЛОВИЯХ /р эх= 1/2ПСэх/тэх, ОтКУ- да следует, что С,„=1/2л/р,.тт,. Используя (4.58) я (4.61), находим Сах ж га'э (Са'э+ ~1 )та Св)/)тах. Так как входная емкость эмиттерного повторителя сравнительно мала, следует принять во внимание емкость монтажа, и тогда С„ж га,(Св,+51/(„С„)/Р, -1- См. 174 .
Применптельно к каскадам на полевом транзисторе входная емкость определяется с помощью выражений (4.95) и (4.110). Общая емкОСть входного устройства С,= С,+С„. При этом общее активное сопротивление, определяющее частоту полюса входной цепи, )х1=!г,Гх„/(Гх.,-+!г,.). Если входной каскад на полевом транзисторе, то 7х, = Гх,. Частота полюса вхгь!ного устройства ~„=~.;;= 172.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
