Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств (2-е издание, 2001) (1095416), страница 37
Текст из файла (страница 37)
:, Пример 10.4. Оценить значения спадов ез((з),ея()и) н е()з) АЧХ. возникая!. на частоте )я=50 МГц в резнстнвном каскаде, рассмотренном в примере 10.3. (г, Решение 1. Производим с помощью (!О.!О) оценку проводимости Е„,. счн;, что выходная проводимость транзистора птз нс вносит заметного вклада и ую проводимость д,мь а также, что рассматривасмыа каскад работает иа вы"оомную резнстнвцую нагрузку (2..яз!=О). В этом случае К =К =-!/200 5 10 з См.
;:. 2. Вычисляем значение паразнтной емкости С„, предполагая, что емкость '' ажа Си=3 пФ. В этом случае согласно (10.9) и проведенным в примере 10.3 нслениям С =4,3.10-'т+3,0.10 ™=7,3 пФ. .:,.' 3. Вычисляем постоянную времени т„нагрузки и соответствующую ей часто- ,среза 1,„: ть=С,72...=7,3.10-!т/5.10-з 1,5 !О-Я с; 1„=-112пт.=1/2п ! 5 !О тш !00 МГц. 4.
В соответствия с (! !.26), (!0,86) н (!0.13а) а*()з) = (50-10з/150 10')т(2 002! е.()з)-(50 10'(!00.10з)т)2 О,!3; е(1 д =О 02+0, ! 3=-0.15. В каскадах на полевых транзисторах, а также нрн их органиции на биполярном транзисторе но схеме ОК частотные ограчецня, характеризуемые соотношением (10.13в), не нроявляют.
Снязацо эзо с тем. что во внутренней структуре (рис. !0.2) евого транзистора отсутствуют инерционные звенья. При вклю,ннях ОК и роли сопротивления )сг выступает обычно большое нротивлецце нагрузки эмнттерного повторителя, что согласно Ркбб) существенно повышает граничную частоту )з эквивалентго транзистора. 10.5. СУММАРНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ В МНОГОКАСКАДНОМ УСИЛИТЕЛЬНОМ ТРАКТЕ В ОБЛАСТИ ВЫСОКИХ ЧАСТОТ В мгюгокаскадном (в М каскадном) усилительном тракте со'асио (6.12) и м (Л) =- е, Ю+ ~ "м (Л)+,'... (Л).
( .14) и=! м=! 'е е„()л) — спад нормированной АЧХ входной цепи на частоте(л. 181 Не все инерционные звенья усилительного тракта вносят зпметный спад в его нормированную АЧХ. 1'ак, частотные искаже иия во входной цепи н соответственгго заметный спад евх(/л) наблюдаются только при работе усилительного тракта от источника сигнала с ненулевым выходным сопротннлением Яг. Нормирован. ная АЧХ А(„(/) входной цепи и ее спад е,„(/а) при этом имею! внд Л „(/') = 1/)г'1 + (мг, )а; а,„(Я=) — М (ул) =1 — 11' 1+(/а/У;„)в ж(~„!/' )"/2, (10.15) ГДЕ твв — ПОСГОЯННВЯ ВРЕМЕНИ ВХОДНОЙ ЦЕПИ; /вв=1/2птвх — Чаетотв среза ФНЧ, образованного входной емкостью С,„усилительного тракта и шунтируюшей ее резистнвной проводимостью авив. Следует отметить, что проводимость я,„, должна включать не только входную проводимость собственно транзистора (см.
табл. 4.1), по и всех ветвей схемы, подклгоченных ко входному зажиму трап. зистора. Так. прн питании базовой пени от делителя напряжения )г()т2 по схеме рис. 3.2 от источника сигнала с сопротивлением /гг д'„, = д,„+ 1//лг(+ (Я 2+ 1//(,. Пример 10.5, Лля каскада. рассмотренного в примере Ю.4, определить спад а„(/з! нормированной АЧХ входной цепи на частоте /а=50 МГц при работе каскада от источника сигнала Л*=200 Ом.
Базовая цепь транзистора питается по схеме рнс. 3.2 от делителя напри.копия, у которого )71 =-7 кОм, )г2=3 кОм. Репг екпс 1. Вычпслпн проводимость д„. При этом воспользуемся соотношеииялсв (48) п Рх!0), а также результатом вычисления в примере !0.2 проводимости ям (яга,=-0,18 А/В) Прн вычислениях учтем, что в эмнтгерной цепв транзистора вв. ючеяо сопротивление )(г=-50м (двг:в1)г 8 а~г-ааг/Дага Е л 0,18/100(!+0,18 5) 09 10-' См 2.
Полная проводимость входной цепи я, =09.19-з+1/7-10+Ц3.1(р+1/200 73.10-' СМ. 3. Используя ргз>льтаты вычисления емкости С,„в примере 1О.З (С„-- =25 пФ) и полагая емкость монтажа равной 3 пФ, определяем в соответствии с (10 9) значение паразиткой емкости С,; С,=-25.10 'а+3 10 — 'а=28 оФ. 4.
'1астота среза во входной цепи /вл= 1/2ятв,=7,3 1О '/2и.28.10- "* 40 МГц. 5 Искомое зпачспис спада е„(/в) определим с поиопгью (10.15); ава(ул)=-.1--1ф'1+(о0.1!н/40 !Ол)а ав0,38. Найденное в примере 10.5 значение спада нормированной АЧХ является недопустимо большим для шнрокополосногг) усилителя, 182 'о указывает на невозможность использования рассмотренного 'емного построения ОЭ~ в качестве усилительного звена широкоосного тракта с верхней границей полосы пропускания 1з~ ' "50 МГц. ,;:; Существует ряд путей улучшения частотных свойств ШУ и величения площади его усиления, ие связанных с привлечением состав схемы каскада транзистора с лучшнмн частотными свой'Хвамп 1с меньшей емкостью С„и большей граничной частото» "1. Такие транзисторы обычно имеют повышенную стоимость, ладают худшими параметрами„например предельно допустим выходным током или напряжением.
,:' Поэтому в первую очередь проблему ор~анизации широкопо" ных усилителей стараются решать за счет рационального по- , роения тракта в целом. При этом в ШУ переходят на использо'пне усилительных звеньев и каскадов, включающих два н ботранзистора, например на применение каскодных схем рис.6.1 , н схем каскадов, организованных на эми~терно-связанных тран',сторах типа рнс. 6.7. Этп схемы обладают пониженными вход'ыми емкостями, так как в них практически не проявляется эфект Миллера, даже при относительно большом общем усилении, 'риходящимся на схему в целом.
При выборе общей структуры ШУ учитывают, что шунтирую'ее влияние паразитных емкостей С„на тот или иной каскад во ногом зависит от значения проводимостей й'.„„ которые они шун'ируют. Поэтому в состав усилительных трактов часто включают ' скады типа ОК н ОБ. Первый из них обладает большой выходой проводимостью, второй — входной. Например, в пятикаскадом усилительном тракте с приведенной на рис. 10.5 структурой Э вЂ” ОБ — ОК вЂ” ОЭ вЂ” ОК только емкости С„, С„з и С„4 могут ока''ать заметное влияние на спад нормированной АЧХ. Остальные аразитные емкости С„„С.з и С„з при рассматриваемой структуре сплительного тракта оказываются подключенными параллельно ольшим проводимостям д„, (емкость С„, включена параллельно лысой входной проводимости каскада ОБ, С,з н С,з — парал"'ельно большим выходным проводимостям каскадов ОК).
Рис. !в.а ~вз 10.0. ЧАСТОТНАЯ КОРРЕКЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЕЕ ОРГАНИЗАЦИИ Частотная коррекция применяется при построении широкополосных усилительных трактов, т. е. таких, в которых коэффициент усилення должен быть постоянным в широком диапазоне частот. Основной задачей часто~ной коррекции является расширение области частот, в которой это постоянство сохраняется. Различают низкочастотную и высокочастотную коррекцшо. Первая из них способствует компенсации возможного спада АЧХ в области низких частот. вторая — в области высоких.
В зависимости от способа осуществления указанной компенсации коррекцию можно подразделить па коррекцию с использованием частотно-зависимых нагрузок и коррекцию с помощью частотно-зависимых внутрикаскадных обратных связей. Первый метод коррекции применяют при схемах включения транзистора, когда он выступает в роли генератора сигнального тока, например при его включениях по схеме ОЭ или ОБ. Коррекция достигается благодаря тому, что в качестве нагрузки кас када используют цепи с таким частотно-зависимым характером преобразования ток †напряжен, который частично нли полностью компенсирует спады ЛЧХ.
Следует отметить, что закон суммирования (6.!2) искажений применим как в отношении спадов„ так и в отношении подьемов ЛЧХ. При атом с помощью одной корректирующей цепи можно осуществить компенсацию частотных искажений не только того каскада, где схема коррекции применена, но и тракта в целом. На рис. !0.6 приведены примеры схемных построений, реализуюших коррекцию, основанную на использовании частотно-зависимых нагрузок. Схема рис.
!0.6, а относится к схемам низкочастотной коррекции, а схемы рпс. !0.6,б, в — высокочастотной. Рис. !0.6 !84 ;::,-;.;: В схеме рис. (0.6, а емкость конденсатора Сев выбирается та- , чтобы ее импеданс в основной частотной области (области '"едних частот) был пренебрежимо малым по сравнению с сопро- ением Й2. В результате в этой частотной области в качестве "' и, преобразующей выходной ток г„„транзистора в выходное '"пряженне и... выступает лишь резистор Р2. В области НЧ ':яротивленве конденсатора Сг„к соизмеримо с сопротивлением истора )г2.
В результазе этого общий пмпеданс коллекторной " пи имеет по сравнению с областью средних частот увеличенное ачение, стремясь на нулевых частотах к своему предельному ''ачению, равному сумме сопротивлений резисторов И! и Л2. ' стотная характеристика рассматриваемого преобразования ".к †напряжен приведена иа рис. (0.7 (рнс. (0.7, а).
На этом, 'в рисунке приведена характеристика корректируемого тракта ' ис. (0.7, б), а также его скорректированная АЧХ (рис. (0.7, в),. ':вечающая ряду значений емкости конденсатора Скор. :;:: Следует отметить, что критерии выбора значений емкостей 'нденсаторов Се„в и конденсаторов Сь фильтрующих и блоки- х дав) яр йэЬ а) луо Рнс, !0,7 !вб руюших цепей сушественио различаются.
Если конденсаторы С выполняют возложенные на них функции тем лучше, чем больше значение их емкости, то конденсатор Се е должен иметь строго определенное оптимальное значение С,м, в противном случае АЧХ может иметь недопустима большую неравномерность (эпюра 1 на рпс. 10.7, в) или потенциальные свойства коррекции будут недо использованы (эпюра 2 на рис. !0.7, в).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
