Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Малое выходное сопротивление эмиттерного повторителя способствует уменьшению влияния входной емкости второго каскада на параметры усилительной секции. Для схемы 4.5, как и для схем 4.! — 4.4, входное комплексное сопротивление представляется эквивалентной схемой рнс. 4.11. Значения элементов эквивалентной схемы определяются выражениями: гб Рт = (+ )(„С, б (! )(и) 'г пттгбпа п11 () )(в) ~йт ' См.
описание схемы 4.2. где ʄ— коэффициент передачи эмиттерного повторителя. При г (( — входное сопротивление и входную емкость 1 кп приближенно определить с помощью следующих формул: !!се Йвх 1 + апйст (1 Д~) можно С,„=- ' ! "! + К„С,. гб 1. Нлг!!рзкл: С„и й„(У„= )мС„-1- — ~ 1 н Эквивалентное сопротивление 0 1 1 Им+ам+ + б Н Время установления ~„= 1„'т, т. тэ к. б 6=в тэ Коэффициенты Безразмерные эквивалентные постоянные времени: ! (ам+ ам) гб 129 Процесс установления в схеме 4.5 при нагрузке на сопротивление )ск и емкость С„в зависимости от их данных может иметь монотонный пли колебательный характер (!9, 28, 321.
Прн нагрузке на входную проводимость каскада с общим эмиттером, транзистор которого имеет в рабочей точке такие же параметры, как и транзистор эмиттерного повторителя, процесс установления в схеме протекает монотонно. Приведенные выражения элементов эквивалентной схемы входной цепи справедливы в случае, если выброс в переходной характеристике эмнттерного повторителя отсутствует или мал при времени 1,2 —:3 установления 1„) ' ' . При значительной емкости нагрузки, 6 соответствующей большому выбросу, изменяется характер входного сопротивления эмиттерного повторителя. Активная составляющая входного сопротивления приобретает отрицательный знак, а эквивалентная схема входной цепи повторителя в этом случае содержит также и индуктивность.
Кроме того отметим, что при большой ем. кости нагрузки выходноесопротивлениеэмиттерного повторителя имеет индуктивный характер. Подробные сведения, касающиеся работы эмиттерного повторителя (и, в частности, при большой емкости нагрузки) изложены в работах Т. М. Агаханяна (321, Г. В. Войшвилло 1!91 и Б, Н. Файзулаева (401. Коэффициент передачи К„= (дм + йп)йб. йв йо ЙО « '~с ~н ~9 + + + + сб дв йн Постоянные времени т; = (! + д.,го)С„Р,, т, = СЯм т, = С„й,. Для схемы 4.5 при нагрузке на С„и (г„применимы указанные в описании схемы 4.2 выражения переходных характеристик, формула выбросами, формула Элмора и графики зависимости обобщенного времени установления ! ' и выброса б от коэффициентов а и Ь. Порядок расчета аналогичен йриведенному в описании схемы 4.2.
2. Нагрузка: входная проводимость каскада без отрицательной обратной связи ()'„= )'„) Эквивалентное сопротивление 1 па = 1 ем+ 2кп+ —, 1 1, 1 где Время установления г„=- 2,2т,. Эквивалентная постоянная времени Постоянные времени: , = (! +й„ге) С,Л„, = (К,' — !) СД„ о— ям+ Ио + Ен 1 — + —, и' 1 кст 1 1 — = — + д' д где 7 = ! + йе1гг г в!Я' т — глубина обратной связи в каскаде с отрицательной обратной связью по току (Й вЂ” сопротивление обратной связи в цепи эмиттера транзистора этого же каскада). Время установления гт = 2,2 т,. где К,' — коэффициент усиления следующего каскада. 3.
Нагрузка: входная проводимость каскада с активной или с комплексной отрицательной обрапгной связью по току (у'„= )гэ, ) Эквивалентное сопротивление Эквивалентная постоянная времени + с + с + + Ие еат И' Постоянные времени '1 = (1 + вал~а) Св)ла са = (Ко — 1) СнКа где Ка' — коэффициент усиления каскада с отрицательной обратной связью по току. Схема 4н6 (рмс. 4Л$) Вапянва цепь Параметры источника сигнала — его внутреннее сопротивление (гс = — ~ и выходная емкость С„ предполагаются известными 1 г е нз технического задания.
Выбор схемы л- — ' и активного элелгента первого каскада вг оказывает существенное влияние на параметры входной цепи — ее коэффициент передачи и время установления. ьг Х Если внутреннее сопротивление источника сигнала относительно велико, то в этом случае применение каскада с отрицательной обратной связью по току Рнс. а.18. Поннннпнааьнаа или эмиттерного повторителя в качестве схема вводной пенн у вх первого каскада усилителя позволяет входнан вооводнмость пеп. улучшить параметры входной цепи, ного каскада увеличить коэффициент передачи. Переходная характеристика входной цепи, если не предусматривать введение в нее корректирующей катушки индуктивности, носит монотонный характер.
Коэффициент передачи и время установления входной цепи зависят от значений низкочастотных и высокочастотных параметров активного элемента первого каскада, в связи с чем указанные параметры вошли в приводимые далее расчетные формулы. В расчетные формулы входит также гс„— входное сопротивление схемы стабилизации рабочей точки транзистора первого каскада, Коэффициент передачи К„= д„йа.
Время установления 1„= 2,2с,. Переходная характеристика й (1) = 1 — е 1 Нагрузка цепи: входная проводилгость каскада без отрицательной обратной связи Эквивалентное сопротивление 1 алв = Ие+ Еи т ест 131 Эквивалентная постоянная времени т, = т, + т(д„Р, + —, — ) + т„. Рс ст сб Постоянные времени: т, =- К,СсР„, т„= фЄгде К, — коэффициент усиления первого каскада. 2. Нагрузка цепи: входная проводимосп;ь каскада с активной или с комплексной отрицательной обратной связью по току Эквивалентное сопротивление с ! Ест кт+ Р., ! + Р (йс +Еи) Эквивалентная постоянная времени тт =тс+те пс т ~йсРб + но + — 2! ° Рс (! + Яеи + йесд сб Рст Постоянные времени: т, = КбС,Рс, тт = СсРс, где К, — коэффициент усиления первого каскада.
3. Ногрвзка цепи: входная проводимость эмиттерного повторителя Эквивалентное сопротивление б' ! е„+ — + й,с (! — ((„) тсст Эквивалентная постоянная времени Рб (! — К,') 1 ,=-.,+ йР, + — '+ ' ~+с,. сб Постоянные времени: т,= К„'СиРб, т„= СсР,. В приведенных формулах К„' — коэффициент передачи эмиттерного повторителя. $4Д. РАСЧЕТ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ КАСКАДОВ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ К основным вспомогательным цепям каскадов на биполярных транзисторах относятся: а) схемы стабилизации рабочей точки, обеспечивающие требуемый режим работы транзисторных каскадов, б) цепи связи (усилителя с источником сигнала и нагрузкой, а также между каскадами), в) развязываюшис цепи. Вспомогательные цепи, характеризуюшнеся большой постоянной времени, вызывают, как уже отмечалось, искажение плоской вершины импульса.
Поэтому выбор элементов вспомогательных цепей (ре- !32 зисторов и конденсаторов) следует производить так, чтобы эти цепи, удовлетворяя своему назначению, вместе с тем не искажали плоской вершины импульса больше, чем это допускается по техническим требованиям к усилителю. При выборе режима работы транзисторного каскада, расчете его схемы стабилизации рабочей точки и схемы коррекции определяются сопротивления всех резисторов, входящих в схему каскада.
Таким образом, задача состоит в основном лишь в выборе емкости конденсаторов, входящих во вспомогательные цепи, с таким расчетом, чтобы искажение плоской вершины импульса не превысило допустимого значения. В этом параграфе даны описания разных схем с указанием формул для расчета спада (подъема) плоской вершины импульса, вызываемого отдельными цепями каскада. При расчете отдельной цепи в общем случае следует, задавшись спадом плоской вершины импульса (за счет отдельной цепи он не должен превышать, как правило, )в 2»4); определить емкость конденсатора и далее выбрать его с ближайшей (к найденной) номинальной емкостью (см.
приложение 7). Если известен примерный интервал емкостей конденсаторов, обычно используемых в той или иной цепи, то в этом случае удобно, выбрав конденсатор с номинальной емкостью из указанного интервала, определить соответствующий спад плоской вершины импульса. Примеры расчета вспомогательных цепей усилителя приводятся в й 5.4. Спад вершины импульса данного каскада определяется не только вспомогательными цепями, непосредственно обеспечивающими режим его работы. Нз характер воспроизведения вершины импульса оказывает влияние цепь связи, постоянная времени которой зависит от результирующего входного сопротивления следующего каскада (если рассматриваемый каскад является предварительным) или от сопротивления нагрузки (если рассматриваемый каскад является оконечным).
В общем случае постоянную времени цепи связи можно представить выражением »,=С,(Р, + Р,), где С, — емкость конденсатора связи; Р,' — составляющая общего сопротивления цепи связи, зависящая от схемы данного каскада; Р, — результирующее входное сопротивление следующего каскада с учетом его цепи стабилизации или сопротивление нагрузки(если данный каскад выходной). В качестве примера определим сопротивления Р,' и Р, для схемы, представленной на рис. 4.)9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
