Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Дело в том, что для работы усилителя важны не только коэффициенты усиления, но и нх стабильность при вариациях режимь. В частности, большую роль играют изменения нагрузки, которые при определенных условиях могут привести к неустойчивости усилителя. Чтобы сравнить стабильность коэффициентов Кр, и Кра, составим общее выражение для Кр усилителя на АЭ, описываемом системой У- параметров, причем 1„„, и 11н связаны через проводимость нагрузки ыраженнем 1 хг У Ц: 1 г = Угг(/вх + Угг ( 1)н) 1выхг Угг ()гг + Угг ( ~н)' )В 5„, 6 +'В' ( ) 5.25 н ) н где В„' = Вн + Взз Об взмененннх у х, прн перестройке Вн удобяо судить по годографам входной проводимости иа плоскости (6ах, Вах) (рве. 5,7, а) Прн В,а = О годограф стягивается в точке 6вх = Ие(3~ ~1, Вах = )пз (З~ ~1, т. е, ее положение ага! а) Сам а Я ) а 1 2 а а) ах/ах. а' а Рис 5,7, Годографы входной проводимости для схем с ОЭ (л) и с ОБ (а), з также зависимости коэффициента усиления по мощное~и ох проводимости нагрузки (б) Поведение коэффициента Кр в соответствии с (5.24) определяется также и величиной 0„, ПРи т"ха -ьО и т'„= Ум пРоаодимость б,а не зависит от нагрузки и Кр при перестройке контура меняется как )ахи)а.
Но, когда УтаФО, входнаЯпРоводимость )(„сама начинает зависеть от 1'„и в результате графики Кр (Вн) (а также Ка (В,), см. (5.21)) могут существенно отличаться от резонансных кривых. Чтобы оценить различие в свойствах схем с ОЭ и с ОБ, сравним характер изменения тахе и хзхя прн перестройке контура, считая 6„= сонм, а Вн = = таг. Для уйрощения расчетов примем, что матрица г'-параметров АЭ, вклмченного по схеме с ОЭ, имеет внд Гбон~ )ВЛ 1Уа1 = (5.25) 5, )Вы~ Такая модель АЭ удовлетворительно передает свойства ламп и транзисторов на достаточно высоких частотах, где проводимости 6ы и 6хх еще малы и слабо алия~от на свойства АЭ, Используя (5 22), составим выражение для входной проводимости определяется вещественной и мнимой составляющими крутизны тока базы. Прн Вта + 0 годограф имеет вид окружности с радиусом, пропорциональным )Ваз). Расстояние от техущей точки годографа до оси ординат и определяет значение Ваха, через которое иэ (5,24) находится Кр .
Зависимости Кр,(Ва) при нескольких значениях (В„) (риа. 5.7, б) построены а помощью риш 5.7, а. Иэ ннв видно, что с увеличением )Вга) проводимость Ввхэ зависит от Вв сильнее и деформация зависимости Кр,(Ва) становится все заметнее. Если годограф перасекает ось ординат, то Кр, стремится к бесконечности и усилитель етановнтся потенциально неустойчивым, склонным к самовозбуждению. Чтобы выполнить аналогичное построение для схемы е ОБ, необходимо найти матричные элементы АЭ для такого включения. Выразим матрицу 1уб) через элементы матрицы 1уэ1 по известным правилам теории цепей, используя также (5.25): Чгг+ Чга+Чзг+ Чаа -(Чы+ Чм)" ~ээ1+ эац ) (Вы+ Вы) (уэ1 = — (Чаг+ Чаа) Ч,з — 5 у 1в (5.27) Входную проводимость элеаеа гы матрицы 1 Тб)г Здесь Учтено, что 15, ~1)) 1 Ваз), )за ~1 'Э) Вга 1. Твхз найдем, подставив а (5.22) соответствующие 1(В„+В„) 5„ Ч хо=за +5 1+ ., ° Оа+)В„' (5. 28) По сравнению с (5.26) здесь существенно выросла часть Ч, з, соответствующая Тмэ и равная Ьа ~ + э„п Кроме того, роль проходной проводимости Чг з играет теперь выходная проводимость АЭ в схеме ч ОЭ и равная в принятой модели АЭ Т,а+ Ч„= ) (В,з+В„).
Годограф Чаха по выражению (5.25) построен па рнс 5,7,а для двух частот. На меньшей из них мнимая часть крутизны 13мгч) (Вм~н(0) взята меньше вещественной Вэ~з. Лля этой частоты наглвдно видно преимущество схемы с ОБ перед схемой с ОЭ. Иэ-за увеличения входной проводимости годограф Т э сдвинулся далеко вправо по отношению к Ч и проводимость 6ах б меняется в меньших пределах, чем в схеме с ОЭ.
Следовательно, влияние нагрузки на Кра стало меньше, стабильность работы усилителя повысилась. Однако с повышением частоты (ю, ) ют) вещественная часть крутизны 3 „ падает, а мнимая растет по абсолютной величине, угол фз приближается я — 90 (см рис. 2.19, а, б). При этом годографы смещаются влево и приближают« ся к оси ординат. Входная проводимость В ха и коэффициент уоиления по мощности Крэ становятся нестабильными. Следовательно, на очень больших чв. стогах — порядка юрр — схема о ОБ теряет свои достоинства и более стабиль. ной может оказаться схелга о ОЭ, хотя здесь она и не дает большого усиления. 4 Зак. Чаа Таким образом, для выбора общего электрода АЭ необходимо иссле. довать поведение сг„(В„) по описанной методике при конкретных параметрах для схем с ОЭ и ОБ и сравнить варианты по тем или иным показателям.
Общие рекомендации сводятся к следующим: в ламповых схемах на триодах, где В, = — ш„С, „т. е. определяется большой емкостью анод — сетка, можно построить УМ по схеме с общим катодом, устойчиво работающий до частот порядка единиц мегагерц. При мощностях до ста-двухсот киловатт используют лампы с экранной сеткой — тетроды и пентоды, у которых емкость С„на 1...2 порядка меньше, чем у триодов, что повышает предельные рабочие частоты УМ на этих лампах до сотен мегагерц. При большей мощности УМ и на частотах выше де-' сятков мегагерц применяют триоды, включенные по схеме с общей сеткой.
В этом случае роль проходной емкости играет емкость анод — катод С„, обычно на порядок меньшая емкости С,, Поэтому проходная проводимость в схеме с общей сеткой — В»» а = В„+ В„= ы „С„ получается гораздо меньшей, чем в схеме с общим катодом — В„, = =«»,„С««Вместе с увеличением проводимости Уыаж8„, в схеме с общей сеткой по сравнению с 7„, = $«„, в схеме с общим катодом это создает благоприятные условия для устойчивой работы усилителя ОБ, т. е.
по схеме с общей сеткой, до весьма больших частот. Незначительное возрастание фазы крутизны с частотой у ламп практически нв ухудшает стабильности работы этих УМ. В УМ на биполярных транзисторах граница областей целесообразного применения схем с ОЭ или ОБ определяется»(онкретными условиями и уточняется при проектировании УМ. Иногда схемы с ОБ используются и на больших частотах — порядка ь»,р, где ценой ослабления требований к стабильности удается получить йриемлемое усиление мощности.
На этих частотах схемы с ОЭ уже не могут дать и;г» ) 1. Для повышения запаса устойчивости УМ разработаны схемы нейтрализации, принцип действия которых сводится к компенсации проходной проводимости АЭ. Современные лампы и транзисторы, как правило, в нейтрализации не нуждаются. Э»«. ВЫЕОЭ ТОЧКИ ЗАЗЕМЛЕНИЯ В УСИЛИТЕЛЯХ МОЩНОСТИ В усилителях мощности и других устройствах (умножителях частоты, автогенераторах и т. д.) необходимо соединять с корпусом прибора («землей») одну из точек схемы. При этом остальные точки будут иметь некоторые потенциалы по постоянной н переменной составляющим и некоторые паразитные емкости относительно «земли».
Г Критерий правильности выбора точки заземления — наименьшая в данной схеме реактивная энергия, запасенная в паразитных емкостях. Иначе говоря, точку заземления надо выбирать так, чтобы паразитная емкость на землю участков схемы с большим высокочастотным потенциалом была минимальной. При таком условии удается включать в схему источники питания, измерительные приборы н размещать органы управления, не увеличивая при этом заметно паразитных емкостей.
Различают точки непосредственного (гальванического) соединения схемы с корпусом и точки с нулевым высокочастотным потенциалом, соединенные с корпусом блокировочными конденсаторами. В УМ по схеме с общим эмиттером (катодом) и общей базой (сеткой) обычно с корпусом соединяют общий электрод, который оказывается заземленным как по постоянному току, так и по высокой частоте. В тех случаях, когда общий электрод должен иметь какой-то постоянный потенциал, например напряжение смещения, этот электрод заземляется через блокировочный конденсатор и на него подается напряжение смещения от внешнего источника или автоматическое.
Иногда от этих правил приходится отступать из конструктивных соображений. Например, у некоторых транзисторов с корпусом соединен вывод коллектора. Для улучшения охлаждения транзистор нужно укреплять на шасси, т. е. заземлить коллектор по постоянному току. В то в же время сам усилитель может быть построен по схеме о ОЭ или с ОБ (см. рнс. 5.11). Заземляющие провода в виде широких медных лент — шин, имеющих малую индуктивность, прокладываются в нужных местах на металлической поверхности (стальной, алюминиевой и т. д.) шасси.
Чтобы все участки шин имели потенциал, близкий к нулю, по ним нельзя пропускать большие токи, например контурные. Э.а. СХЕМЫ ВХОДНЫХ ЦЕЛЕЙ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ Схемы входных цепей также строятся по принципу параллельного или последовательного включения источников возбуждения У„и смещения Е,. В схеме последовательного нитаиия входной цепи (рио. 5.8, а) конденсатор Сс„служит для пропускания высокочастотных составляющих входного тока (ал и блокировки источника смещения Е, Выбирать емкость Са„следует по правилам, описанным в $5.2. Падение напряженна от тока („, на ее сопротивлении Хса„должно быть мало по сравнению о амплитудой высокочастотного напряжения Уаа на комплексном входном сопротивлении АЭ Ха = 1/У, . Поэтому для расчета Сс„получаем формулу Х, = !К„~)А . (5.29) Коэффициент Ас = 50...200.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
