Изъюров Г.И. - Расчет электронных схем (1266568), страница 19
Текст из файла (страница 19)
4.8. Для этого каскада ~(К !! К.) 1 + айо где 1+ Жо — глубина обратной связи. Входное сопротивление каскада практически определяется резистором К, и поэтому не изменяется от введения обратной связи. Выходное сопротивлеьще каскада увеличивается: К . =Ге +Ко(1+Бе)1!1К' где г, — дифференциальное сопротивление канала полевого транзистора. Видно, что обратная связь качественно проявляет себя таким же образом, как и в каскаде на биполярном транзисторе. б) Однокаскадный усилинюль с параллельной обраапной связью по напряжению Для однокаскадного усилителя, изображенного на рис. 4.9, параллельная обратная связь по напряжению вводится с помощью резистора К, включенного между коллектором и базой транзистора. Каскад ОЭ инвертирует фазу сигнала, рас- 120 е, рс.жв Кг и Кк Кг+Ка» Кк+Кн К„ Ув Кв К»+К,» ' У +У» К»+К„' Запишем выражение для глубины обратной связи данного типа Г = 1+ УК, = 1+ —" Кн Кг К» сс г+ вк «+ н из которого видно, что прн К„ = О или К„ = О величина Г = О, т.
е. обратная связь исчезает. Наоборот, при К„ ~ К» и К,ь К,„ получаем максимальную глубину обратной связи: К„ К, Р =1+() — "=() — — ' вгак »К »К Коэффициент усиления по току при этом будет, согласно (4.12), К, К /сс ~ так Кн Квс р 1К» Кн ' Ксс 1»1 пространяющегося от базы к коллектору, поэтому обратная связь в схеме на рис. 4.9 получается отрицательной. Сигнал обратной связи пропорционален выходному напряжениьо, снимаемому с коллектора. Этот сигнал является током 1 протекающим по резистору К и алгебраическн складывающимся со входным током в точке 1. Итак, здесь имеется отрицательная обратная связь по напряжению параллельного тькпа Согласно выражению (4.1б), для каскада ОЭ коэффициент усиления по току коэффициент усиления по напряжению Ян Ян Ясс Яос .
входное сопротивление, согласно (4,13), Осгс Р Я„' Я„' с ' Я„ выходное сопротивление, согласно (4.17), Я,„= Я„|! 1+ !3' Итак, действие обратной связи данного тггпа приводит к олсндаемым результатам — уменьшению Ки, Кь Ям и Я В каскадах на полевых транзисторах параллельная обратная связь используется крайне редко, так как она уменьшает высокое входное сопротивление каскадов на полевых транзисторах. в) Дбухкаскадпый усилитель с общей последовательной обратной связью по напряжению Соответствующая схема приведена на рис. 4.10. Здесь обратная связь охватывает оба каскада и поэтому называется общей.
Часть выходного напряжения двухкаскадного усшппеля через цепь обратной связи Яо — Я представляющую собой резнстивный делитель напряжения, поступает на вход, создавая ООС. Благодаря этой обратной связи значительно повышается стабильность коэффициента усиления, уменьшаются частотные и нелинейные искажения. В данной схеме кроме обшей обратной связи по напряжению присутствует и местная последовательная обратная связь по току в первом каскаде.
Эта связь осуществляется через резистор Яо, который включен в змиттер первого транзистора для передачи сигнала общей обратной связи на вход. Согласно формуле (4.5), для данного типа обратной связи Ки Ки К ион !+7К,* где Ки = КигКиь 7 = Яа/(Яо + Я ) Кш = Рс! (Яю !! Янсг)/(Яс + + Яны) Киг = Рог (Ясг !! (Яо + Яос) !! Ян)/Яссг. Если считать резисторы Я, -Я„базовых делителей сравни- тельно высокоомнаьЩ то Я =г +(Я +г )(1+р!)и Я = г + г, (1+ )3 ). При глубокой обратной связи г = 1+ уК ~ 1, поэтому К = Ки/(1 + 7Ки) 1/у = 1+ Я /Я, т. е.
коэффициент усн- 122 л» Я, = Ясг((Яо+ Я„)/(! + 7К„), где Р~гЯнг ! (Яо + Яос) Ки» ="ш Я а На практике стремятся уменьшить глубину местной обратной связи, выбирая сопротивление Яо возможно малым. С уменьшением этого сопротивления приходится соответственно уменьшать и сопротивление Я чтобы сохранить требуемую величину коэффициента усиления Ки . При этом цепь обратной связи Яо — Я получается низкоомной. Шунтируя выход усилителя, эта цепь снижает усиление, что, в свою очередь (при заданном коэффишгенте усиления Ки ), приводит к уменьшению глубины общей обратной связи. Очевидно, что существует оптимальное значение Яо и я,„„при которых имеет место максимально глубокая общая обратная связь, т.е. имеет место наибольшая стабилизация характеристик ус!оп!толя. Дифференцируя выражение для Ки по Яо и приравнивая производную нулю, найдем К„.
— 1* где Гб! + Яс Ясыс.с! Гс! + + Рс! г) Двухкаскадный усилитель с общей параллельной обратной связью яо току 123 пения определяется только коэффициентом перелачи цепи обратной связи. Входное сопротивлениение усилителя, согласно формуле (4.6), увеличивается: Я. = Я,„сг = (го!+(го+ Яо)(!+Р„)] х х (1 + уКи). Если учесть шунтнруюшее действие базового делителя в первом каскаде Яб = Я, ( Яг, то + (), П(1+ 7Ки)).
Выходное сопротивление (4.7): Рис. 4.10 Янс.ос = Яб ! ((гб! + (!'с! + Яо) (1 + уменьшается согласно формуле Соответствующая схема изображена на рис. 4Л1. Сигнал обратной связи, пропорциональный выходному току, выделяется на резисторе Яо и через делитель Я,-Я подается во входную цепь, где складывается в противофазе со входным сигналом. Кроме общей обратной связи существует и местная обратная связь последовательного типа по току во втором каскаде.
Особенностью схемы является отсутствие базовых делителей н межкаскадной переходной емкости. Режимный базовый ток транзистора Т, протекает по резистору Я а ток транзистора Т, — по резистору Я„ь Конденсатор Сз не пропускает постоянный ток через резистор Я'. Поэтому этот резистор позволяет регулировать глубину общей обратной связи, не изменяя режимного базового тока тразпистора Т,. гл Входные сопротивления первого н второго каскадов можно представить В Виде Язв э = гвэ + гэв (1 + ие!) Явв2 262 + (ээ2 + + Яо1Я )(1 + рз) Заметим, что в выражении для Я .
учитывается местная обратная связь по току. Итак, общая обратная связь данного типа уменьшает коэффициент усиления по току в 1 + уК2 раз. Кроме того, уменьшается входное сопротивление усилителя и увеличивается выходное сопротивление усилителя. При глу- 1 Я 1Я' бакой обратной связи К2 ж — = 1+ . Так же как и в Яо предылущей схеме, существуют оптимальные значения сопротззалений Яо н Я Яо = ц' — ' и Я =Яо (Кь — 1). 1)е(Я (Я-э)Я ..2 К, — 1 где Яа + гга Явяв.з2 = "з2 + 1+ ~е2 Рис 4.П Рис.
4.ел Согласно формуле (4.12), для данного усилителя Кз Кт Кэос = ос с 1+ гДе Ке=КвэКсь У=Я222(Яо+А (Я'). Кп=В.2ЯДЯ.+Я-2) К22 = ()езЯвэе(Явэ + Янс2) д) Трехкаскае)ные усилиепели с аби)ими абранэными связями Охватывать три усилительных каскада общей обратной связью опасно нз-за возможности самовозбуждения, поэтому третьим каскадом обычно оказывается повторитель напряжения. Такой усилитель с повторителем в случае малых емкостей нагрузок подобен двухкаскадному усилителю.
При этом расчет схемы трехкаскадного усилителя с обшей последовательной обратной связью по напряжению (рис. 4.12) можно производить на основании соответствующих соотношений для схемы на рис. 4.10. Повторитель позволяет при заданном усилении выбрать малую величину сопротивления Яо без заметного шунтирования второго каскада цепью обратной связи Яо — Я .
Это позволяет получать в трехкаскадных усилителях большую глубину обратной связи. Трехкаскадный усилитель с общей обратной связью на полевых транзисторах показан на рис. 4.13. В первом каскаде (транзистор Т,) введена местная последовательная обратная связь по току на резисторе Яо. Усиление этого каскада Кеэ =— о!Ясэ (4.18) 1+82Яо ' где 52 — крутизна характеристики полевого транзистора Т,. В формуле (4.18) учитывастся, что нагрузкой первого каскада является высокоомный резистор Яэь Второй каскад на транзисторе Т, построен по схеме с общим истоком, для Рис.
4.17 которой Кш = Язрз,з. Наконец, третий каскад на транзисторе Т, построен по схеме с общим стоком, для которой 5з (йчз П Кл И (йо+ Кос)) Киз — 1+ о " Согласно формуле (4.5), Ки Ки Ки„= — = 1+7Ки' где Кс = КизКизКиь 7 = Ног(йе+ Ют). Входное сопротивление в данном усилителе определяется резистором л,з и практичесю» не зависит от глубины обратной связи: Тс„= йт, = И,з. Выходное сопротивление уменьша- 1 етсЯ: зс, сх — /(1 + 7Ки„„), где Ки = Ки~я„ е) Усилители с обратными связями в интегральном исяолнении Микросхема К722УС1, изображенная на рис. 4.14, является двухкаскадным усилителем переменного тока.
Она выпускается в пяти модификациях, различающихся напряжением питания (6,3 В+ 10% н 12,6 В+ 10%), минимальным коэффициентом усиления от 250 до 800 на частоте 12 кГц и от 30 до 50 на частоте 5 МГц и постоянным напряжением на выходе (2,4 — 3,8 В для модификаций А и Б, 7,0-9,6 В для остальных). Входное сопротивление 1,2-3 кОм. Каскад на транзисторе Т, выполнен с последовательной обратной связью по току. Транзистор Т, может использоваться как по схеме ОЭ, так и по схеме ОК. Через резисторы Кл и йв схема может быть охвачена ООС по току параллельного типа. Глубину этой обратной связи можно регулировать с помощью подключаемого к выводу 7 переменного 126 3 Р резистора.
Для устранения обратной связи по перемен- и Ю б ному току достаточно под- е, ) л 7 ключнть конденсатор боль- Лз шой емкости к выводам 7 7, нли 12. 1 7 Выводы 4 и 12 исполь) зуются для соединения ИМС 1 е ев ел е г г с резистивными или ем- 1 1 1 костными элементами, меня- ) е711иГ1 ющими или полноспю устраняющими местную последовательную обратную связь по току в каждом каскаде, реализующими новые цепи обратной связи, позволяющими регулировать режим транзисто- ров по постоянному току и т. д. Вывод 11 служит для подключения фильтрующнх нлн корректирующих конденсаторов. В зависимости от схемы включения Тз роль нагрузки могут выполнять резисторы Кт (в схеме ОК) или Яз (в схеме ОЭ), а также внешние элементы, включаемые между выводами 8 и 10.
Справочные данные на подобные ИМС включают значения напряжения источника питания, коэффициента усиления на двух частотах, входного и выходного сопротивлений, входного и выходного напряжений. На рис. 4.15 изображена ИМС шнрокополосного трехкас- кадного усилителя 175УС1, а на рис. 4.16 — нанболее типич- ная схема ее включения. Транзистор Т, в усилителе включен по схеме с последовательной образ'ной связью по току на резисторе Кл, транзистор Тз обычно включен по схеме ОЭ, а транзистор Тз — по схеме ОК. Соединение выводов 13 и 14 обеспечивает охват усилителя общей отрицательной обратной связью по напряжению последовательного типа. Вывод 2 Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
