Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств (2-е издание, 2001) (1095416), страница 45
Текст из файла (страница 45)
когда требуемому логарифмнческом) преобразованию должны подвергаться как отрицательные, так и положительные входные сигналы, в качестве НЭ в схемах рис. 11.18 и 11.!9 в цепи ОС следует включать не один, а два встречновключенных нелинейных элемента. Устройстна нелинейного и параметрического преобразования сигналов могут быть получены и схемах на ОУ .ьа счет использования в ннх перемножителей. В этих схемах О, с=а!>,„>б>,„>. где а — коэффициент пропорциональности.
Г1ри объединении вхдов перемножителя получается устройство, н котором !l, „=-а!.>1„ 220 !' е. схема иеремио>кения выступает в роли схемы возведения в 'вадрат. Включение после,щего устройства и цепь ОС устройства 'Ис. 11.18, б обеспечивает создание велш)ейного преобразователя рис. 11.20), и котором иаира>кение иа вылоде пропорщюиальио ' Юри)о квадратному из значения входного сигнала, т. е. ,ь,)>(/„/(), где й — иормирующий параметр, имесощий размериость $)рям(ем!си. 11.12. ШИРОКОПОЛОСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НА БАЗЕ ОУ Одиим из основных требований, предъявлссе)$(ях к тракту щи; коиолосиого усиления, является постояисгво его коэффициента мления в широкой частотной об.части. Выиолиеипе уьазаииых й)ебос)аис)й в схемах иа ОУ рис.
!1.б и 11.7 достигается за счет римеиеиия в и)сх часто!во-иезависимыл (резистпвиых) двухио'юсииков в цепи ОС, т. е. широкополосные усилс)тели (ШУ) иа 'зе ОУ молино рассматривать как усилители с частотно-иезави''мыми цепями ОС. Несмотря иа частотно-независимый характер ратной связи и схемах рис.
11.$) и !!.6, в области высоких час;, т наблюдается иеравиочсриость лола их с(с!Х. Эта иеравиомерзь обусловлена наличием в струк)уре ОЬ ряда принципиально ; устранимых инерционных звеньев, вследствие чего ЛЧХ ОУ Зсеет частотио-иешвисимый харак)ео лишь в ограпичешк>й час' тной области. ',:;' Обычно схемы ОУ организуются таким образом, что в осиов, й частотной области >)ЧХ. т. е. обласги, в яре)елях которой "чффссцие))г )силе!сия ие цирке единицы, иа хо! э)ой характерис- И(и оказывают влияние ие более двух ииерциопиых знеиьев, в ре„льта)е чесо график логарифмической с)ЧХ ОУ с приемлемой й>$ ирак!як)! (очси)стью мо>к$$() иредсгав)$!ь в ш)де ломаиой ли ,""и (рис.
11.17). Частоты /,рс и /,ре называются час)отами среза ;3. Оии сия )зиы с иостояииымс! времени т! и тр соответствующих 'серциоииых звеньев соотиошеииями /рр>.=-1>2ят), /;р =1/2ят. '.;: Лсизсптотичес!.ое представление графика логарифмической ЛЧХ :;,виде ломаиой линии пре (полагает, что в $)втер))але частот от ;левых:нючеиий до частоты /,рс модуль Кр(/) коэффициента уси'ния иеизмеиеи и равеи К>р,. В интервале час~от от /,м ло /срг с>г !.оэф()исц се)$) умесшшаезся пропорционально огиосигельиым -'з(специям частоты. !. е Кх(/)=К>ср(/:.рс//1, а и) )чпстках /~ гр — пр(мсс>р)$$$0$)азы!с> к!!с! Ц)а)у этссл и")сто)иыл !! !)сси$еи$!Й, и 'ультате че:о и этом чисп>твом ш)териалс Кр(/) =Крг/ рс/ррр//~- - 11а част!ее /=/! модуль коэффициеита усиления принимает ииичиое .(иачеиие, поэзо'у часто!у ),;!а (ыиз)от часовой еди',шоп) усс)леиия ОУ.
При этом )$ —./,р(К,м если /срс/Крок.1, и .ь Кдр)с/.м): рь (сди / $/Ир ~ ! 221 га' га' (и ч75 гп и гп гп' гп' гпр .гпр гпа гарди .гп гп' ю' ю' гп5 гаойгц Рис. 11.22 Рнс. 1!.21 Рассмотрим ход ЛЧК в ШУ иа ОУ, т. е. для сл)чан, когда ОС н нем осуществлясгся частотно-независимой ио нередаточныо свойствам иенью, а ЛЧХ самого ОУ соотнегсгнует рнс. 1!.2!. Б указанных услониях инерционные звенья входят как в состав основного усилительного тракза, гак и н иетлю ОС. При этоог со.
гласно (5.2а) амплнтулная характерисииоа ШУ н нелоч онредс ляется соог!Инненне:1 Ко (1 ' гмн)(1+гы о,) К(р ) = 1 Тог(1!У ог)(1-У о) где Ксо То — коэффиииент усиления н истлевая передача на но мниальиой частоте. Из последнего соотношения следует Ко (Х) (Ко Ро)- (11 2й) !! (х,до)о ((1 ь)о 2ьд! ь(лоа'ео)о где Х=ытг =)г),рг — но(гмирогоаиное значение частоты; 5=то/тг ' =)~рДоро', Го=1+То — значение глубины ОГ на номинальной час тоте (номинальная гэгубгща ОС). Для всех приведенных на рнс.
11.5 схем )о 1 +Коей 1 ()!1+Р2) Клй! ()(1+)(2)' (1 !''!(Ч Для ггинертн!7!гон!его включения (рис. 11.5, и) Ко = Кос)т2 1)о 1 =- Кдогро — 1. (! 1.3!1 Для иенннсртир) ющего включения (рнс. 1!.5, б) !(о=. К,о(1+К2)Х1) .=Кос)Го. (1! .32) Оогласшг ириищгну !)рауне наибольшее иостояггсзво функннч /(о(Х) арг) менов Х имеет носов в уел<швах, когда ьоэффицненыг ! оо "и одинаковых степенях аргумента Х в числителе и зиамеиателе 'акции К'(Х) олииаковы. В вашем случае„когда хол АЧХ оп'' еляет соотношение (1!.29), выполнению этого условия соозствуют параметры, удовлетворяющие уравнению (1 >-Ь)' — 2ЬГ>„,.— — О, (11.33) 'е Г,„— зиачеиие иомииальиой глубииы ОС Г,, оптимальное с "'>ои зреиия постояиства функции Л'(Л).
1)з (11.33) следует, (11.34). 2Ь :;: При опгимизироваииой по принципу Брауле ЛЧХ ее хол совсио (11.29) и (11.33), а также при Ко= К,о/Го определяется 'х>тиошеииек> Кз ( >! ) (Ко>Еор (К» Еор ! (Х'Ь>Еоо>)> 1 ! (Х У2 Еоо>)> а последиего соотиошеиия следует, что и оптимизирова>ион ио "иицииу Брауде 1((У илоша, ь усиления П =.Ко>ооз)>2=Ко>оо>)!2 ',;.е. оип в 12 раз может иревышать зиачеиия, отвечающие усили'тим, в которых Го<Го,о и эта оптичизация ие осуществлю>а , ким образом, и этих усилителях зиачепия плошали усилеиия П '>кат и пределах от 11„,)>2 (при Го=Го„,) ло П„, (при Го:=Го„,.) - 11 >тсреспо отме»п>ч что, как следует и> послелиих соопи ще'й, илию>ие в.о>,ого ииерциоииого звена сказывается ие па ;>еиьшеиии, а иа увеличении полосы прои)скаиия усилительцг>го 'акта.
Дави>>е обо>оятельстио пбъясияется тем, что, как )же 'ло отмечено, па хол ЛЧХ усил>ггельиого тракта с ОС влияет ' тотиая заиюинос>ь ие только модуля петлеиой передачи, ио ц фазовая характеристика. которая в рассматриваемом сл)чае "Л наличии в>ор»го ииерциопиого звена вызывает в области ВЧ рехол ООС в иоло>кительиую. :,;: Значение Гоо„опрелеляемое соотношением (1!.34), является :едельиын, ири превышеиии коморого иормироваиая АЧХ М(м! "ест подъем, т.
е. отиосительиое усилеи>:е М!ы) ири глубш>еОС Го, и иекоторои частотной области преиьицает елииицу. Наи' ыиего зиачеиия М(ы), равного М„, достигает иа частоте 1=. ,'))сои Ро(ГО ГР1 ) ° ири эг>>>> И„: ! >)>1 — (1- Гоо,/Го)о (!1. !31 ;-';;.:11а рис. ! !.22 орикс:>еиы графики,и>гарифмической ЛЧК схсн ;ОУ с резисзпшя>й ОС, отвечающие ряду зиачеиии >л>бины обото> ой свили Го. Лиализ зависимостей (11.29) — (11.35) и кола и>- 'и г>оших их > рафи»ш по>волке> стелить следслощие иыиолы от ыосительно влияния на частотные свойства рассматриваемых схем глубины ОС Га и условиях, когда частоты среза Гор! и ),рт существенно различаются (ЬЧ.;1), а )птаИ)ора. введение в схему на ОУ обратной святи глубиной Га увеличивает полосу нронускаиия Гът в Ра раз, где )аг — иеРхнЯЯ гРанина полосы нРопУскаина, оцеииваемаЯ ио УРовию 41=0,7 ( — 3 дБ).
В указанных условиях ОС практически не влияет иа площади усиления; наибольшее увеличение плошади усиления при введении в схему ОС глубиной Ра имеет место в условиях, когда и схеме игироконолосиого усилителя выполняется условие (1!.34). Это увеличение равно у2 раз и соответствует Ра=Рао; ианболыш!е трудности обеспечения равномерного хода нормированной АЧХ возникают в условиях, когда в схеме на ОУ требуется обеспечить малые значения козффицнента усиления К, (малым Ко соответствуют болыние значения параметра Ра, что согласно (!1.33) может принести в условиях )са>Еагг, к возникновению недопустимой неравномерности хода нормированной ЛЧХ, .а в условиях Ка)>Ко.
— склонности к неустойчивой работе и самонозбуждению); наибольшая склонность к неустойчивой работе н самовозбуж тенггю ири данной глубине ООС Ра имеет место в условиях, когда частоты сРеза Гора и !оа! имеюг близкие значениЯ. ПРн этом паРаметр Ка имеет наименьшее н! возможных значение, равное двум, в случае, когда )грз=1оа!. Пример 11.2. Какие паимсиьишс лшчсиня Ко,„.„коэффиииеитов усиления К, можно получить в масштабных усилгпелях рпс 11.5,а н б в условиях, когда иор мнрованиаа АЧХ нс имеет подъема. В схемах усилитслса использован операии. опиыи усилитель с козффпииентами усиления К,о= Н!' и частотами среза йм ~=. =50 Ги н / ра=10о Ги? Решение; 1. В соотвстстн!ш с (!1.34) вычисляем предельное зиачсинс ночи~альвоуг глубины ОО. Ро а=(ор т)2!ор ~ =10з/2 50 10' 2.
Лля схемы рис. ! !.5.а в соответствии с (1! 31) Ко — Кое/1 о — 1=- !Оо!!О' — 1=0 :1 Для схемы рис 1!.5,6 в соответствии с (!!.32) Ко~ =Кар!Го л=10з/!0~=-10 Пример 11.3. Определить наибольшие зиачшшя М~, которыми обладает нор мироваииая АЧХ повторителя напряжение (Ко=-1), организованного на ОУ, рас. сматрсииом в примере 1!.2. Реагеаие. 1 Из (113!) и (11.32) следует, что ири Ко=! и парамстрзх ОУ, раггиигрсииых и примере ! !.2, глубина ОС для пивсртируюшсго включения Ро.. Кго!2= !002 — 5. !О', а для исиивсртируюпвчи аллю ииия Го=к.о=-10? 221 :,.:,:2.
В соотаотстонн о (!!.35) и вычисленным н примере !!.2 значением Рч , В, находим, .':::,Ьрн нноертнрующем нключоннн Мю ! ~ $Г ! — ( ! — !по Б !ьчр = 1, Г; е! Ррн неннаертнрующом аключонкн М. =!(У1-(! — Нн)ия) =2,З. г" ';,~:;;:9 качестве одного из частных критериев устойчивой работы '"зны широкополосного усилителя целесообразно припять отсут"' е подъема в его АЧХ пли когда значение этого подъема е ...: —:М, не превышает заранее оговоренного значения. Ы.13. ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ И ПРЕДЕЛЬНОЙ ШИРОКОПОЛОСНОСТИ В УСИЛИТЕЛЬНЫХ ТРАКТАХ НА ОУ :::Существуют несколько подходов к оценке устойчивости (иеус'нивостн) и соответственно к формулировке ее критериев. Эти ходы и критерии можно почразлелить на две группы. Перная ':.,';них объединяет подходы, прп которых возможная неустойчи"- в работы схем на ОУ оценивается но степени близости уси" ельиого тракта к состоянию самовозбуждения, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
