Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Изменение параметров транзистора или режима может привести, в частности, к появлению или увеличению выброса. Так же как и для схемы 4.1, вначале приводятся формулы, которые являются общими для всех рассматриваемых видов нагрузки. Формула для выброса 6, выражения переходных характеристик при разном характере процесса установления и графики выброса 6 и обоб1ценного времени установления ! ' представлены в функции обобщенных коэффициентов а и Ь, которые определяются данными схемы.
Приведенные далее формула 6, выражения переходных характеристик и графики справедливы как для рассматриваемого каскада с параллельной коррекцией прн разных видах его нагрузки, так и для ряда других схем на биполярных и полевых транзисторах и лампах. Указанное связано с тем, что операторные характеристики данной схемы и ряда других схем можно привести к виду г()!+ар 1+Ьр+р ' Коэффициент усиления Кс = даайа. Время установления 1„= 1,.'т,т. Выброс (с агс1а а Уа-гг ' У~:»' 2 — аа г-~ Г:ь.~ Апериодический процесс установления имеет место при Ь "-. 2, а колебательный — прн Ь ~ 2. Переходная характеристика при Ь ) 2 й(1') = 1 — е + е а+ З вЂ” а — (» — Мг а — !1 — а — !а+Ма' гз 2Ь 1г Ьс — 4 где а=— 2 2 Переходная характеристика при Ь = 2 Й (г') = 1 — (! + г" — а!') е Переходная характеристика при Ь (2 Ьа — а Ь(1') = 1 — е ~:з!п~т'+созрг"~, где а= —, )г 4 — Ьа 2 2 Переходные характеристики представлены в функции обобщенного времени ~', определяеаюго для рассматриваемой схемы и ряда 11О других схем на биполярных транзисторах, формулой Коэффициенты а и Ь соответственно равны: а = — „,, Ь = —;,, 9 то где т,', т, и т,'" — безразмерные эквивалентные постоянные времени.
Они зависят от данных схемы и для каждой схемы и вида ее нагрузки имеютсвои выражения, указываемые в описаниях. Эквивалентная постоянная времени т,' является обычно свободным параметром, зависяшим от выбора данных корректирующего элемента или корректируюшей цепи. Монотонный процесс имеет место при Ь ) 2 и а ~1.
Ь вЂ” г'' Ь' — 4 2 4= 2,2~ Ь вЂ” ~ — 2. При колебательном процессе установления обобщенное время установления ! ' определяется с помощью графика рис. 4.!3. Выбросб определяется с помощью графика рис. 4.14 или рассчитывается по приведенной ранее формуле. Наибольший интерес представляет выбор таких данных схемы, которые соответствуют значению коэффициента Ь ~( 2.
При Ь = 2 и а.к 1 схема характеризуется наименьшим временем установления при отсутствии выброса в переходной характеристике. 1. Нагрузка. 'С„(У„йоС„) Эквивалентное сопротивление !'!о и !+ омк Безразмерные эквивалентные постоянные времени: ть т тс '! Яо =422!~0 ! + ~ + и з / оо ! + — +— то ~! о о ! ч, — — +— ! + дооо т о 111 Из приведенного неравенства следует, что при а (1 процесс будет монотонным, если только Ь ) 2. При монотонном процессе установления обобщенное время установления !т' с практически достаточной точностью можно определить по формуле Элмора Постоянные времени 'с = (2 + лесМСегссе 'е = Сего~ ть = —- 2.
Нагрузка. С„и И„(У„= (соС„+ Пй„) а б сг с(гб а-фгб а г 22 гб (б 22 22 (Ф (б (б б Рис. 4.!3. оависимоеть обобщенного времени установлении бт от иовффиниента Ь ири равных новф- фиииентах о Эквивалентное сопротивление 22 сс ' гсн Л+ нн Безразмерные эквивалентные постоянные времени: сс те ть 22е е с т 22„ ь г тс тм ~т т Нег Постоянные времени хо = (1+ йооеб) СкНо~ кн =- Снбо~ 3. Нагрузка: входная проводимость каскада без отрицательной обратной связи (г'„= )'„) Эквивалентное сопротивление 1 )ко 1 1 Уп+ +— и и„ Безразмерные эквивалентные постоянные времени кь к т, = — + — '+ — + — + — + — ~д„йо+ — ), к, к. йо йо йо 'с 1 Ро 1 и ° ° ~" ' и„)' Постоянные времени ко = (1+ йоого) СкНо 'к - КоСкНо кб - — 1 где 1(о' — коэффициент усиления следующего каскада. 4.
Нагрузка: входная проводимость каскада с активной или с комплексной отрицательной обратной связью по току ()к, = 1' „) Эквивалентное сопротивление 1 Но ео — + — +— Безразмерные эквивалентные постоянные времени хб о 'ч кк 11о йо ко ь 1 яник = — -(- .— + — + — + — + — — +— кот к кок к 1 нот где 1 = 1 + убого„+ ямН вЂ” глубина обратной связи в следующем каскаде; К вЂ” сопротивление обратной связи (по переменному току! в цепи эмиттера транзистора следующего каскада. 113 Постоянные времени Е сб (1 + бттеб) Сп) б св КвСв'тб' те где К,' — коэффициент усиления следующего каскада.
5. Нагрузка: входная проводимость змиттерного повторителя (1 н 1 вт.в.п) Эквивалентное сопротивление 1 1 втт(1 — К ) + — +— ст Безразмерные эквивалентные постоянные времени: т т тт 1 )тс 0 )тп) + ттв 1 )тв + те) )т (1 К ~+)тв т тн рст 1, тт ) Дв 11 Кп) сб Лст где ʄ— коэффициент передачи эмиттерного повторителя. Постоянные времени тв = С„Р,К„, ь ч = (1+ ав 'б) Спйв, Входное сопротивление и входную емкость каскада в первом приближении допустимо считать независящими от характера нагрузки 1 и соответственно равными (при условии, что гбсс,— ): лм тт„т ттвт 1 + Ы~т)тст С,„= — + К С„. Гб Можно рекомендовать следующие два варианта порядка расчета схемы с параллельной коррекцией (расчет других схем, для которых справедливы приведенные в настоящем описании графики, а также формулы Ь(Р), 6, 1 ', а и Ь, выполняется аналогично).
Первый вариант 1. Исходя из коэффициента усиления определяется эквивалентное сопротивление Рб. 2. По допустимому выбросу с помощью графика рис. 4.14 примерно определяют коэффициент Ь(коэффициент а оказывает слабое влия- И4 ние, обычно а заметно меньше единицы). В случае, если нельзя допустить выброса в переходной характеристике, коэффициент Ь принимается равным двум.
При этомдолжновыполнятьсянеравенство а (1— условие монотонности процесса установления при Ь = 2. 3. Имея в виду, что Ь = тэ"/тэ"', и подставляя известные величины в уравнение т, = Ьт,, решают его относительно ть /т. 4. Определяют безразмерные эк- 42 вивалентные постоянные времени т,, т, и далее коэффициент ьи затем и по графику или формуле уточняется м значение выброса б. 5.
По графику рис. 4.13 (при Ь ( м (2) или поформуле, соответствующей случаю монотонного процесса установления, определяют 1э' и далее время установления 1 . 6. По найденному эквивалентному х сопротивлению ттэ определяют сопротивление резистора 1т в цепи коллек- Ь тора. э 7. Рассчитывают индуктивность корректирующей катушки г а т~ та и та 4 Рис. 4 14. Заансимость выброса Э от коэффициента Ь при разных коэффициентах а Второй вариант 1. Исходя из требуемого коэффициента усиления, определяют эквивалентное сопротивление Ра и далее сопротивление резистора )т. 1 Если ттэ оказалось больше —, то следует задаться другим, меньшим кы коэффициентом усиления.
2. Задавшись отношением постоянных времени корректирующей цепи и транзистора ть)т, находят безразмерные эквивалентные постоянные времени т, и т,, а также коэффициенты а и Ь, имея в виду, что т, = тс !т. 3. По коэффициентам а и Ь, по графикам или по формулам определяют выброс б и обобщенное время установления Ьт'. Если выброс или обобщенное время установления оказалось неприемлемым, то следует задаться другим отношениемть/т и повторить расчет. 4. Используя полученное значение 1 ', находят время установления 1т, 3. Ойределяют индуктивность корректирующей катушки 115 Во втором варианте расчета отпадает необходимость в решении уравнения относительно ть/т (п. 3 первого варианта расчета). Но так как во втором варианте расчета значение выброса не является исходной величиной, расчет приходится повторять при других исходных значениях ть /т (процедура его не сложна) до получения приемлемой величины выброса 6. Пример 4.
2. Рассчитать основные параметры каскада предварительного усиления с параллельной схемой коррекции на транзисторе П403, исходя из данных, полученных в примере 2.1 (коэффициент усиления корректнрованного реостатного каскада К, = 16, время установления / = 0,093 мкс). Предполагается, что следующий каскад такой же. Входное сопротивление схемы стабилизации рабочей точки /г„ = 2500 Ом. Параметры транзистора П403 в рабочей точке (см.
прйложение 1): я„= 80 мА/В, ям = 0,0015 См, га — — 40 Ом, С„= = 5 пФ, т = 0,007 мкс. Выброс в переходной характеристике каскада не должен превышать Зов. Исходя из выражения коэффициента усиления, находим эквивалентное сопротивление — = 200 Ом. Ко 16 я„ао. 1ОРассчитываем сопротивление резистора в коллекторной цепи, воспользовавшись формулой эквиваленгного сопротивления Яо: — 322 Ом 1 1 — — — — 0,00! Ь 200 2600 й— — — Ун оо /!оо (ближайший номинал 330 Ом).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
