Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Ячейка с большой постоянной времени обусловливает спад вершины импульса. Оценка ее влияния рассматривается в 5 4.2. Коэффициент усиления Ко = доДо. Время установления /т = 1,,'т,т. Коэффициенты а = т,'/т,, Ь = т, /т, . 1. НагРУзка: С„и »1„()г„= /мС + 1/Ин) Эквивалентное сопротивление Безразмерные эквивалентные постоянные времени: эс с =— т эб ) т! ) эб ) Йо ) )гб) ! эб (г ) )г()1о т гб и ! э Гб Гб ~ Гб )г / Постоянные времени: Ч = (! + умгб) СбН„т, = КбС,Р,, т, = СВ где К,' — коэффициент усиления следующего каскада, 3.
Нагрузка: входная проводимость такого лсе каскада ()г, = )'.*..) Эквивалентное сопротивление 1 па вм+, +, (Им+Оп) (г' й' 1 1 1 где + й' йк йсэ Безразмерные эквивалентные постоянные времени: ээ э Постоянные времени: ( ! + амеб) СбРб тс РС 1 ~ам(! — к„) + —,~ т где 1= )+к~Я+и В !23 !+в1Ф 4.
Нагрузка: входная проводимость эмиттерного повторителя () Н У ВХ.З.б) Эквивалентное сопротивление ʄ— коэффициент передачи эмиттерного повторителя. Безразмерные эквивалентные постоянные времени тс тв = "= — ' + — 'т(1 — Ко)+ — ", + — 'т+ — ' а Ло(1 — Кв)+ сб !т' т т + — ' —,+и )хо — (1 — К)+ —, ос до яв я' сб .'" = ~! — ~ — + — (1 — К„) + — + —,~+ тс 1 т! Яо то йо1! ~Г ° ~ ° ., " ° я~ + — ~ — (1 — К.) + —, + — ~ я»~о 1хоо то 1! хб хб ст' тЗ Постоянные времени: т! (1 +И гб)С )тб то С тоК " )тС Для всех рассмотренных видов нагрузки входное сопротивление и входная емкость каскада при условии, что гб (( 1!й!! соответственно равны: яст )тво кн ст д 1+ ат!й+а11Й С,„= + К,с„.
хб (! + Ымд + бпк) В зависимости от коэффициентов а и Ь в схеме 4.4 имеет место апериодический или колебательный процесс установления. Для схемы 4.4 справедливы, приведенные в описании схемы 4.2, выражения переходных характеристик, формула выброса б, формула Элмора и графики зависимости обобщенного времени установления !р' и выброса б от коэффициентов а и Ь. Для определения ( ' и б удобно воспользоваться указанными графиками. Расчет схемы 4.4 можно выполнить в следующем порядке. По заданному коэффициенту усиления определяют эквивалентное сопротивление о(о.
Далее по допустимому выбросу б последовательно находятся коэффициент Ь и другие величины аналогично тому, как это рекомендуется в описании схемы 4.2 применительно к расчету последней (считается„что тип транзистора предварительно выбран и его низкочастотные и высокочастотные параметры в рабочей точке известны). Далее в подробной записи приводится другая возможная последовательность расчета, примерно соответствующая второму варианту расчета, указанному в описании схемы 4.2.
1. Исходя из требуемого коэ!)хрициента усиления находят эквивалентное сопротивление 0о и далее сопротивление резистора Р (сопротивления Йо и Йо, предполагаются известными). )го 2. Ориентировочно выбирают отношение т,/с (предварительно его можно принять равным двум нли трем). 3. Определякгт постоянные времени т, и т,. 4. Находят безразмерные эквивалентные постоянные времени тэ н тэ (тэ тс/т) ° 5. Рассчитывают коэффициенты а и Ь и по ним прн Ь (2 с помощью графиков рис. 4.13 и 4.14 находят обобщенное время установления !„' и выброс б При Ь ) 2 и монотонном процессе установления Ь вЂ” Г' Ьэ — 4 (условие его существования: а .э 1) обобщенное время ус- 2 тановления определяют по формуле Элмора /г — — 2,2 $' Ь' — аэ — 2 6. Рассчитывают время установления / .
7. С учетом принятого отношения т,/т рассчитывают емкость конденсатора в цепи эмиттера Если выброс в переходной характеристике или время установления окажется больше допустимого, то следует, задавшись другим отношением т,/т, произвести перерасчет схемы. Надо иметь в виду, что с увеличением выброса снижается время нарастания фронта импульса. Поэтому, если в результате расчета выброс получился меньше допустимого, то это указывает на возможность (при необходимости) некоторого сокращения времени установления выбором большей постоянной времени т,.
Пример 4, 3. Рассчитать основные параметры каскада предварительного усиления с комплексной отрицательной обратной связью по току на транзисторе П403 при разных отношениях т,/т. Коэффициент усиления Кэ = 16. Сопротивление резистора в цепи коллектора /г„ = 910 Ом. Входное сопротивление схемы стабилизации рабочеп точки /г'„= 2500 Ом. Предполагается, что следующий каскад такой же. Параметры транзистора П403 в рабочей точке: = 80 мЛ/В, пг! = 0,0015 См, ха = 40 Ом, С„= 5 пФ, т =- 0,007 мкс.
Определяем эквивалентное сопротивление (исходя из формулы коэффициента усиления): Находим сопротивление /г' и далее, воспользовавшись выражением для /с'„определяех! сопротивление резистора /7 в цепи эмиттера: й'— 1 1 — 667 Ом, 1 1 1 1 — + — — +— !2к /гсг 910 2500 125 Рассчитываем постоянные времени т, и т„а также отношения тз7с И тзlта1 с, = (1 -1- аззгб) Ссуд = (1 + 80 10 ' 40) 5 ° 10 " ° 200 ° 10' = = 0,0042 мкс, бссз4 О )~ во 1О '. 667 5 . 10-зз . 200 . 10в 1 4- д,зК 1+ 1,6 ° Нгз 667 = 0,0267 мкс, с 0,007 с 0,007 Для определения безразмерных эквивалентных постоянных времени т," и т," при разных отношениях т,lт их выражения удобно представить в следующем виде: =т +т,— ° -., = т„— с 1 т !/ т,= — + — (!+ — 1+ — + —, я~ я ~ з! яз ссс т, = дпй, + —, где тз — — — + —, + — + —.
А'с йс тз сс сб Определяем тп тз и т;, — -1- 3,82 = 9,84. 4О т = дсЯс + — ', = 1 5 ' 10 з ' 200 '+ — = 0 6 Лс — 200 ссс 'сс тз— — + + Й' сз Таким образом, для т, и т,"' получаем — и сс сс 72 'сс с, = 9,84+0,6 126 Г' — — апк' — 1 яс Кзс + Ип — — 1,6 1О- 667 — ! 667 200 ж 16 Ом. ВО 1О "+ 1,б 1О 0,6 + — + — +3,82 = 9,72. 667 40 Имея в виду, что т тэ задаемсязначениямит,/т = 2, 4, 6 и 8 и последовательно определяем т,, т,", а и Ь. Результаты расчета заносим в табл. 4.1. Таба ииа 4.! тс тэ = т эт э б„.
ммс с. пФ б% 2,51 1,96 1,76 1,66 0,137 0,1!9 0,109 0,102 910 18ОО 2700 3600 4,44 2,74 2,04 1,66 11, 04 12,24 13,44 14,64 4,40 6,23 7,63 8,80 0,455 0,641 0,787 0,910 0 со,! 0,8 3,0 /„= 2,2 ~' Ь' — а' — 2 = 2,2 1/2,5! ' — 0,4554 — 2 = 4,44, /,= /„т, с = 4,44 4,40 0,007 =0,137 мкс. При Ь с- 2 процесс установления является колебательным. С помощью графиков рис. 4.13 н 4.! 4 находим выброс б и обобщенное время установления /т (по коэффициентам а и Ь) при равных отношениях т,/т и рассчитываем время установления по формуле 1 = /„'т,"т.
В заключение определяем емкость конденсатора в цепи эмнттера по формуле н выбираем ближайший номинал (см. приложение 7). Результаты расчета заносим в табл. 4.1. Как видно нз таблицы, с увеличением отношения т,/т возрастает выброс и уменьшается время установления фронта импульса. Сравнивая результаты расчета каскада с параллельной коррекцией (см. пример 4.2) и каскада с комплексной отрицательной обратной связью по току, следует отметить, что последний при том же усилении и выбросе того же порядка характеризуется несколько ббльшим временем установления фронта усиливаемых импульсов, т. е.
меньшей добротностью (при принятых исходных данных). 127 При тп/т = 2 коэффициент Ь больше двух. Кроме того, а ~1. Следовательно, процесс установления в схеме будет монотонным (8=0). Воспользовавшись формулой, справедливой для случая монотонного процесса, рассчитываем обобщенное время установления Схема 4,а* (рмс. 4.471 Эмиттеримя иовторитеиь ) Рт = — йм Игг () — )(и) 12В Эмяттерный повторитель характеризуется значительно ббльшим входным сопротивлением и меньшей входной емкостью, чем каскад с активной илн с комплексной отрицательной обратной связью по току и, тем более, каскад по схеме с общим эмиттером, имеющий в цепи вагит.
тера ячейку )т,С, с большой постоянной времени. Поэтому эмнттерный повторитель целесообразно использовать в качестве входного каскада в тех случаях, когда источник сигнала обладает значительным внутренним сопротивлением (это позволяет поднять коэффициент передачи входной цепи) илн относительно большой выходной емкостью, а также когда по тем или ун иным соображениям нельзя допустить шунтирование источника я, сигнала малым входным сопротивлением транзисторного каскада, не имеющего цепи отрицательной рис 4лт принципиальная схема обРатной свизн, котаРан с"особстамиттерного повторителя, натру- навала бы увеличению входного женного ва проводимость)'и (испо.
могательные цепи не показаны) Как всякий каскад с отрица- тельной обратной связью (в эмнттерном повторителе имеет место стопроцентная последовательная обратная связь по напряжению), эмпттерный повторитель отличается стабильностью режима работы. Ценные качества каскада, имеющего цепь отрицательной обратной связи, позволяют эффективно использовать эмиттерный повторитель в качестве согласующего звена (см. гл. 5). Сочетание эмиттерного повторителя (в качестве первого каскада) с каскадом, характеризующимся относительна большим усилением н соответственно большой входной динамической емкостью, дает вазможность создать усилительную секцию, отличающуюся высокими качественными показателямн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
