Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 41
Текст из файла (страница 41)
В момент скачка тока !, емкость Сл ие заряжена и ответвления тока в сопротивление Яи нет. По мере заряда Сф в сопротивление Ям ответвляется все больший ток, что приводит к более медленному росту напряжения на См и увеличению тока 7ь а следовательно, к уменьшению тока 7з и напряжения на выходе. Поэтому в реальной схеме коррекция возможна только для начала вершины импульса (рис. 9.8). Отсюда ясно, что коррекция в области нижних частот тем лучше, чем больше сопротивление 1т,б. Так как л большое сопротивление )ти приводит к большому падению на нем постоян- и ного напряжения, приходится его ог- л и Раничивать.
Обычно гтяб беРУт Равным и иг (1 — 2) б Условие коррекции (9.15) можно также найти из равенства нулю про- Рип 9.8. П~ре~одные характе- ристики усилителя с коррекизводной переходной характеристики цией в области нижних частот И,(1)/И=О(г е, так как переходная нри различных Ял 20Б характеристика скорректированного усилителя не должна иметь наклона вершины импульса в точке 1=0. Если условие (9.15) не выполняется, то имеет место недокоррекция или перекоррекция. При недокоррекции начальный участок вершины импульса опускается, что соответствует отрицательной производной в начальной точке. При перекоррекции производная больше нуля. Следует отметить, что перекоррекция наступает не при увеличении, а при уменьшении емкости фильтра относительно значения определенного из условия коррекции.
9.5. ПЕРЕХОДНАЯ И АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ о-КАСКАДНОГО РЕЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ Переходная характеристика. Переходную характеристику п-кас кадного усилителя можно определить с помошью интеграла Дюа меля. Переходная характеристика отдельного каскада А, (1) = 1 — е-ит где Т=ЙС.
На входе второго каскада действует напряжение, равное вы ходпому напряжению первого каскада: и,„,=и,,1 — — 1 — е мт. Следовательно, 1, и „о = А, (1) и оо (О) + ('и,то (т) lц (1 — т) Ыт. о Так как и,.о (т) = ЯТ) е-'~т; ь, (1 т) — 1 е — и — тит то и, „о — — 1-е-ыт — (11Т) е-цт. Итак, при и=2 и,...,=1- (1+ЦТ)е- г', при п=З и„, о = 1 — (1+ ЦТ+ Я2Т') е — ит; при любом и и,„„„=1 — [1+ ~ + 1 ~ + ... + ~ — ~ ~е-ит. Следовательно, переходная характеристика п-каскадного резисторпого усилителя определяется выражением "= "- ~ (ОГ) о Ь (1) =1 — ~ — е-ит. (9.16) о=о ы Данная формула была выведена */ Л. Д.
Агеевым и Ю. Б. Кобзаревым в 1935 г. Переходные характеристики резисторпых усилителей при разном о=/ числе каскадов показаны на рис. 9.9. Длительность фронта многокаскадного усилителя можно приближенно 3 определить по формуле Эльмора ты=1' -ф~+т,зз+ ... +тф, (9.17) н с Формула Эльмора более или менее верна для усилителей без коррекции, ис В.в. ПеРеходные хзРзкте- ристики резисторных усилите- но дает завышенное значение длитель- лев ири разном числе каска- ности фронта импульсов для усилите- ноз лей с коррекцией, особенно при выбросе па вершине импульса больше 2%.
В самом деле, можно показать, что формула Эльмора справедлива для усилителей с амплитудно-частотными характеристиками, имеющими вид кривой Гуасса, когда перемножение характеристик приводит к сужению полосы. Усилители с коррекцией име1от амплитудно-частотную характеристику, форма которой ближе к прямоугольной, чем кривая Гуасса. При прямоугольной форме характеристик результирующая полоса пропускания определяется наименьшей полосой и не изменяется при перемножении двух одинаковых характеристик. Следовательно, длительность фронта не должна изменяться.
Отметим также, что формула (9.1) дает довольно правильное представление о времени нарастания при любой форме амплитудно-частотной характеристики и любом числе каскадов усилителя. Амплитудно-частотная характеристика. Ранее было показано, что обобщенная амплитудно-частотная характеристика резистор- ного усилителя (у! = (1+х')-'/з где х=///з. Полагая уровень отсчета полосы пропускания (у(=2-'/', получаем х~=1. При включении п одинаковых усилителей (у! (1 1 хз)-и/з Приравнивая ~у~ =2 '/з, получаем (1 х2)- /х — 2-1/3 откуда х, = )/2'/" — 1. (9.18) В данном случае х,=/з„//з характеризует относительное сужение полосы и-каскадного усилителя по сравнению с однокаскадцым при отсчете полосы на уровне 0,7.
207 Таблица 92 1 ( 6 О.гг 0,39 0,33 О,43 6/В 1 Зависимость сужения полосы от числа каскадов п приведена в табл. 9.2. Замечаем, что в двухкаскадном усилителе полоса сужается не в )2 раз, а в 1/0,64=1,52 раза. Сужение полосы почти в два раза дает трех-, а не четырехкаскадный усилитель, Отсюда видно, что коррекция в области верхних частот, приближая форму амплитудно-частотной характеристики к прямоугольной, особенно полезна для многокаскадных усилителей. Однако следует иметь в виду, что выбросы у на вершине переходной характеристики, большие 1%, складываются.
Поэтому в мпогокаскадных усилителях обычно не применяют коэффициент коррекции й >0,35. З 6. УСИЛИТЕЛИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМ УСИЛЕНИЕМ В импульсных усилителях без коррекции коэффициент усиления К=5)т. Если коррекция в области верхних частот не применяется, то на частоте /з -— 1/2п/тС коэффициент усиления уменьшается в )'2 раз.
Произведение коэффициента усиления на верхнюю граничную частоту К/з= (1/2п)(5/С) '(9.19) не зависит от выбранной нагрузки Й, так как, увеличивая нагрузку, мы во столько же раз выигрываем в коэффициенте усиления, во сколько раз проигрываем в полосе. Применяя коррекцию частотной характеристики, можно увеличить произведение коэффициента усиления на полосу. Так, параллельная схема коррекцйи при коэффициенте коррекции 1=0,41 приводит к расширению полосы в )'3 раз и при этом усиление не снижается. Более сложные схемы коррекции позволяют еще больше расширить полосу, но при этом может возрасти емкость монтажа.
Поэтому с помощью более сложных схем коррекции не удается получить значительного увеличения произведения коэффициента усиления на полосу. Величиной, определяющей произведение коэффициента усиления на полосу, является отношение крутизны транзистора 5 к емкости С=С„„+С, . При очень высокой заданной верхней частоте (з сопротивление нагрузки Я приходится уменьшать и произведение 5Я может оказаться меньше единицы. В этом случае усиления по напряжению нет и, следовательно, не имеет смысла последовательное включение каскадов.
Параллельное включение транзисторов также ничего не дает, 266 Рис. ВПО, Схема усилительного каскада с рзспредслснным усилением так как при этом в одинаковое число раз увеличиваются как крутизна 5, так и емкость С. Однако существует схема усилителя, позволяющая складывать коллекторные или стоковые токи транзисторов без сложения их емкостей. Это схема распределенного усиления (рнс. 9.10).
В усилителе с распределенным усилением входной сигнал подается к искусственной ливии с характеристическим сопротивле- ННЕМ асс=)х.а/Сз, ПОДКЛЮЧаЕМОй К ПЕРВЫМ ЗатВОРаМ ПОЛЕВЫХ транзисторов с двумя затворами. Поэтому линия носит название затворной. Если не учитывать потери в затворной цепи, можно считать, что на затворы транзисторов подаются напряжения одинаковой амплитуды, равной (/,. Они вызывают стоковые токи с амплитудой / =5(/тз.
Переменная составляющая стокового тока каждого транзистора распространяется вдоль стоковой линии влево и вправо. Переменные составляющие стоковых токов, распространяющиеся влево, нас не интересуют. Они поглощаются резистором, подключенным к левому концу линии. Переменные составляющие стоковых токов транзисторов, распространяющиеся вправо, складываются, если задержки в звеньях затворной и стоковой линий с учетом задержки в самих транзисторах одинаковы. Поэтому на правом конце стоковой линии амплитуда переменной составляющей стоковых токов транаисторов /т=0;эп5Б „ где и — число транзисторов в одном каскаде. Амплитуда напряжения на выходе одного каскада Утаьзх=/т2с с=0,5л52сс~~тн, где Л вЂ” характеристическое сопротивление стоковой линии.
Коэффициент усиления одного каскада усилителя, состоящего из п секций Кх= с/т аъзз/Ут3=0,5л5лс с, (9.20) Из этой формулы следует, что имеет место сложение коэффициентов усиления отдельных транзисторов. Очевидно, что при этом 14 Заказ № 1134 усиление растет даже в том случае, когда коэффициент усиления одного транзистора меньше единицы. Когда в результате сложения коэффициент усиления каскада становится больше единицы, каскады можно включать последовательно. Если имеется т-каскадный усилитель, в каждом каскаде которого п транзисторов, то общее число транзисторов йГ=тп. Если усиление одного транзистора обозначить через Кь то усиление одного каскада К„=пКь а коэффициент усиления всего усилителя Коб,ч — — Кг = (пК,) или пи Кобм = иК!» откуда п=Коб~/К1 пт Общее число транзисторов У=тп=т(Кй„!К1). Представляет интерес усилитель с минимальным числом транзисторов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
