Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 21
Текст из файла (страница 21)
гл. 2) предполагаются известными тип активного элемента, а также его параметры в рабочей точке. При расчете каскада на биполярном транзисторе следует располагать сведениями о низкочастотных дм, д„, д„и высокочастотных т, га и С„параметрах транзистора в рабочей точке. Эти данные для некоторых типов транзисторов приведены в приложении 1. В связи с малым влиянием, которое оказывает на результаты расчета учет параметра Е1з последний в приводимые далее расчетные формулы не входит. При расчете лампового каскада необходимо иметь сведения о следующих параметрах лампы в рабочей точке".
крутизне характеристике 5, внутреннем сопротивлении йо внутреннем сопротивлении по экранирующей сетке )хы (значения Кы для ряда ламп указаны в 2 4.4). Должны быть также известны выходная С,„, „входная С,„,„и проходная С„емкости лампы. При расчете каскада на полевом транзисторе следует иметь данные о крутизне характеристики 5 тока стока, внутреннем сопротивлении Яо значениях межэлектродных емкостей С,„, С„ и С,„ (для лампы и полевого транзистора крутизна характеристики и внутреннее сопротивление обозначаются одинаково). Следует отметить, что внутреннее сопротивление Й; лампы (пен. тода) и полевого транзистора обычно во много раз превышает активное сопротивление нагрузки каскада и поэтому при расчете его в большинстве случаев допустимо не учитывать.
При расчете входной цепи необходимо знать величину внутреннего сопротивления источника сигнала, а при расчете оконечного каскада — иметь сведения о данных нагрузки. Указанные характеристики источника сигнала и нагрузки надо взять из технического задания на проектируемый усилитель. Если результат расчета каскада покажет, что предъявленные к нему требования существенно перевыполняются, например, при требчемом коэффициенте усиления К и допустимом выбросе б время установления оказалось более чем в полтора раза меньше необходимого, го это указывает на возможность в ряде случаев упростить схему каскада, отказавшись от применения коррекции, или выполнить усилитель с меньшим числом каскадов.
Такую возможность, если она возникла, следует рассмотреть, поскольку при ее реализации достигается более экономичное решение задачи. Настоящая глава содержит указания по методике расчета отдельных каскадов на лампах и транзисторах (биполярных и полевых), в том числе каскадов с плавнымн и ступенчатыми регуляторами уси- пения. а также ряда схем входных цепей усилителя. К каждой схеме приводятся формулы для расчета коэффициента усиления, времени установления, выброса, спада вершины импульса и другие, с помощью которых определяются параметры схемы, а также значения входящих в схему активных и реактивных сопротивлений. К некоторым схемам дополнительно даются графики, облегчающие определение той или иной величины. Для удобства изложения (при сравнении схем, а также при ссылках с целью избежать повторений) каждой схеме присвоен номер.
+Ел Рнс. 4,2. Прннцнпнальная схема ка. скада с параллельной корренцней на бнцолярном транлнсторе Рне. 4Л. Прннпнпнальная схема лампового каскада с параллельной коррекцией 10! Каскад усилителя импульсных сигналов содержит цепи, которые в большинстве случаев резко различаются по величине их постоянной времени. Цепи с малой постоянной времени, значение которой примерно в несколько раз меньше длительности импульса, оказывают влияние на характер быстро протекающего процесса формирования переднего и заднего фронтов усиливаемых импульсов.
Цепи с большой постоянной времени, значение которой много больше длительности импульса, оказывают влияние на медленно протекающий процесс формирования вершины импульса. Такими цепями с большой постоянной времени являются вспомогательные цепи усилителя, обеспечивающие его режим по постоянному току и фильтрацию, Соотношение большой и малой постоянных времени, как правило, составляет сотни и тысячи.
Обратимся к примеру. На рис, 4.1 изображена схема каскада с параллельной (простой) коррекцией, выполненная на лампе, а иа Рпс 4.2 и 4.3 — аналогичные схемы, выполненные на биполярном и полевом транзисторах. Предположим, что нагрузкой каскадов являются такие же каскады. Рассмотрим вначале ламповый каскад. Здесь цепью с малой постоянной времени является цепь, содержашая резистор )с„паразитную межкаскадную емкость С„а также корректируюшую катушку нндуктивности Е.
Цепями с большой постоянной времени являются цепи С,Л„С,)с, и С ес . Цепь С„)тв может характеризоваться малой или большой постоянной времени. В первом случае цепьС„А'„ используется для коррекции воспроизведения фронта импульса (за счет действия отрицательной комплексной обратной связи по току). Во втором случае при большой по— стоянной времени ячейка С„тсв, практически невлияя на воспроизведение франта импульса, вызывает спад его вершины. С Соответствующие цепи каскадов на биполярном и полевом транзисторах оказывают аналогичное действие (см.
рис. 4.2 и 4.3). Ячейка С,)с, в цепи эмиттера и ячейка С„тс„ в цепи сс истока также могут быть выбраны с Удг малой или большой постоянной вре- мени. При малой постоянной времелв ни имеет место так называемая эмиттерная (или истоковая) коррекция воспроизведения фронта импульса, которая чаще используется как саморнс кз прннцнпнальнав ехе- стоятельная, а иногда в сочетании с ма каснада с параллельной индуктивной коррекцией.
коррекцией на полевом тран- Тот факт, что разные цепи окаансторе зывают преобладаюшее влияние на определенные параметры импульса, позволяет отдельно рассматривать н рассчитывать усилительный каскад, исходя из его эквивалентных схем соответственно для высоких и низких частот, т. е. в зависимости от рассчитываемого круга величин допустимо исключать из рассмотрения цепи либо с малыми, либо с большими постоянными времени.
На рнс. 4.4 и 4.5 представлены схемы описанного ранее лампового каскада, причем в первой схеме оставлена только цепь с малой постоянной времени, а во второй оставлены только цепи с большими постоянными времени. На рис. 4,6 — 4.9 изображены аналогичные схемы каскадов на биполярном и полевом транзисторах. В приведенных схемах рис. 4.4 — 4.9 предполагается, что ячейки соответственно в цепях катода, эмиттера и истока имеют большие постоянные времени. В 5 4.! и 4.3 приводятся принципиальные схемы каскадов на биполярных транзисторах, лампах и полевых транзисторах, в которых сохранены лишь цепи, имеющие малую постоянную времени, цепи с большой постоянной времени опушены, так как их исключение практически не отражается на результатах расчета коэффициента усиления, времени установления фронта импульса и выброса.
102 Рис. 4.5. Принципиальная схема лампового каскада, в которой сохранены цепи, имеющие только большую постоянную времени Рис. 4.4. Принципиальная схема лампового каскада с параллельной коррекцией, в которой сохранена цепь только с малой постоянной времени Рис 4 6. Принципиальная схема каскада с параллельной коррекцией на биполярном транзисторе, в которой сохранена цепь только с малой постоянной времени Рис. 4.7. Принципиальная схема каскада на биполярном транзисторе, а которой сохранены цепи, имеющие только большую постоянную времени 103 В й 4.2 и 4.4, наоборот, приводятся принципиальные схемы каскадов, в которых оставлены лишь цепи, имеющие большую постоянную времени, а цепи с малой постоянной времени опушены, так как их исключение практически не отражается на формировании плоской вершины импульса.
В й 4.1 и 4.3 приводятся формулы и графики, связанные с расчетом коэффициента усиления и характера воспроизведения фронта импульса, а в 5 4.2 н 4.4 — формулы, связанные с расчетом вспомогательных цепей усилителя, постоянные времени которых определяют характер воспроизведения вершины импульса. Формулы и графики, приводимые к схемам 5 4.1 и4.3, сохраняют справедливость, если указанные схемы дополнить цепями с большой постоянной времени (вспомогательными цепями). Остаются справедливыми также формулы для спада (подъема) плоской вершины импульса, которые приводятся к схемам $4.2 и 4.4, если в эти схемы включить элементы высокочастотной коррекции.
Указанное разделение предпринято с целью уменьшить число описываемых схем и избежать дублирования формул, поскольку воз— Ел — Гп Рис. 4 9. Принципиальная схе. ма каскада на полевом трап. зисторе, в которой сохранены цепи, нмеющие только боль. шую постоянную времени Рис 4.З. Прииципиаль. ная схема каскада с параллельной коррекцией на полевом транзисторе, в которой сохранена цепь только с малой по. стоянной времени можны сочетания разных схем высокочастотной коррекции с разными видами вспомогательных цепей. При электрическом расчете ламповых каскадов следует иметь в виду, что паразитная межкаскадная емкость С„действующая параллельно резистору )х'„определяется выражением Се Свих.
х + Свх. х+ См Для ламп в металлической или стеклянной оболочке следует задаваться емкостьюмонтажа порядка8 — 1О пФ; для миниатюрных (пальчиковых) ламп — порядка б пФ. Эти значения емкости имеют место при достаточно тщательно выполненном монтаже. Укажем также, что параллельно резистору )с„в катоде лампы, кроме сосредоточенной емкости (если такая предусматривается), действуют емкость монтажа и емкость между катодом и подогревателем. Последняя имеет величину порядка 8 — 1О пФ, В транзисторных усилителях в отличие от ламповых монтажная емкость значительно меньше. В связи с этим ее влияние на параметры схемы сравнительно невелико. Учитывая приближенный характер расчета, монтажная емкость при выводе приведенных далее расчетных формул во внимание не принималась. При необходимости мои- 104 тажную емкость легко учесть, если соответственно увеличить те из емкостей схемы, параллельно которым она действует.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
