Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Входное активное сопротивление схемы определяется практически только сопротивлением режимного резистора в цепи управляющего электрода активного элемента, которое можно выбрать достаточно большим. !чл ,Чобротность реостатного каскада на полевом транзисторе, нагруженного на такой же каскад, значительно меньше добротности аналогичного лампового каскада из-за относительно малой крутизны характеристики тока стока и большой входной динамической емкости следующего каскада. Поэтому применение последовательности иекорректированпых реостатных каскадов на полевых транзисторах ограничено случаями усиления импульсов сравнительно большой длительности 1порядка нескольких микросекунд и более).
Заметим, что использование комбинярованных схем 1см. гл. 5) позволяет усиливать также и импульсы меньшей длительности. Приведенную выше формулу входной емкости каскада на полевом транзисторе следует рассматривать как приближенную, так как она не учитывает частотной зависимости коэффициента усиления. Это относится также и к аналогичным формулам, определяющим входную емкость других, описываемых далее схем. В отличие от каскада на лампе емкость монтажа в каскаде на полевом транзисторе в связи с ее малой величиной допустимо не учитывать. Схема 4.13 ' 1рмс. 4.31) каскад с иараииаиьной коррекцией )нагрузка: С,) Схема с параллельной 1индуктивной) коррекцией наряду со схемой реостатного каскада принадлежит к числу схем наиболее часто применяемых в импульсных усилителях.
Ее достоинства — простота и более высокая по сравнению со схемой 4.12 добротность. Рис. 4.31. Прииципиальнан схема каскада с параллельной коррекцией, нагруженного на емкость Ск (аспомагательные цепи не показаны): а — каскад на ланке; 5 — «аскзд на полевом транзисторе Индуктивную коррекцию можно применять не только в ламповом каскаде, но и в каскаде на полевом транзисторе.
Известно, что при наличии паразитной обратной связи между входной и выходной цепями каскада и индуктивной нагрузке может возникнуть отрицательная * См. описание схемы 4.12. 146 активная составляющая входной проводимости. Однако значительная внутренняя обратная связь в полевом транзисторе через емкость затвор-сток практически не препятствует применению параллельной коррекции. Как можно показать, отрицательная активная составляющая входной проводимости возникает лишь при добротности контура в цепи стока 9 ) ! или при коэффициенте коррекции й ) ! Р' — ! (к = ИСР') на частотах м ( Практически коэффициент сйя коррекции всегда выбирают меньшеединицы, так как при й, близком к единице, выброс в переходной характеристике каскада достигает десятков процентов. Тем не менее, внутренняя обратная связь через емкость затвор-сток, оказывая влияние на величину входной проводимости, несколько уменьшает стабильность рабаты схемы.
Это особенно проявляется при достаточно большом сопротивлении нагрузкн предшествующего каскада или при большом внутреннем сопротивлении источника сигнала, если данный каскад является первым каскадом усилителя. Переходный процесс в схеме в зависимости от величины коэффициента коррекции может иметь различный характер. Прп й (0,25 переходная характеристика монотонна.
При й ~ 0,25 в переходной характеристике появляется выброс. Зависимости обобщенного времени установления ! ' и выброса 6 от коэффициента коррекции Ф представлены на графиках рис. 2.8 и 2.9, которыми надлежит пользоваться при расчете схемы. Коэффициент коррекции й следует выбрать, исходя из допустимого значения выброса, но не менее 0,25. Корректирующую катушку индуктивности рекомендуется включать между резистором Р и источником питания, а не между анодом лампы (или стоком полевого транзистора) и резистором Р в связи с тем, что в последнемслучаепаразитная емкость катушки индуктивности на корпус усилителя входит в качестве компоненты в общую емкость схемы С.
Кроме того, при рекомендуемом способе включения емкость катушки на корпус и распределенная емкость катушки индуктивности способствуют повышению корректирующей способности схемы (см. схему 4.!7). Параллельная схема коррекции представляет двухполюсник и содержит всего один независимый параметр — коэффициент коррекции й. Поэтому схема с коррекцией индуктивностью обладает меньшими возможностями, чем сложные схемы коррекции, располагающими двумя и тремя независимыми параметрами (см. схемы 4.2! и 4.22). Недостаток схемы — ее чувствительность к отклонению параметров элементов (., С и Р.
Это, в частности, может привести к появлению или увеличению выброса в переходной характеристике. Кроме того, наличие корректирующей катушки индуктивности затрудняет применение данного вида коррекции в интегральных схемах на транзисторах. Коэффициент усиления Ко =. ЗР. Время установления 1„= 1„'СР. 147 Коэффициент коррекции и = —, Сгг ' Переходная характеристика при 14 (0,25 г1(К)=! — е са + е (1+ )г 1 — 4к )—, г' (1 — )гà — 4к) 4 4/Т вЂ” 4к 4 Г'! — 4к Переходная характеристика при й = 0,25 Ь(К) =! — (1+ К)е " . Переходная характеристика при )с) 0,25 и (' ! — 2к 1'4к — 1, )г4к — 1 1 )г4» — 1 2е 2е Обобщенное время Сй Выброс агс!х Г гА — и-а й ')'ле Общая емкость нагрузки каскада С = С„„, + С„+ С„(каскад на лампе), С = С,„+ С„+ С„(каскад на полевом транзисторе).
Входная емкость С,„= С„„, + С„(каскад на лампе), С„=С,„+ С„(1+ К„) (каскад на полевом транзисторе). При расчете усилительного блока, содержащего несколько идентичных каскадов по схеме 4.! 3, следует иметь в виду, что коэффициенты а = ) 14 и Ь = 1ф Г, а время установления определяется по фоРмУле гх = г'„' )~ )г С)хг. Схема 4.14' (рмс. 4.3?) каскад с параппепькой коррекцией (кагртзкаг с, к кк) Шунтирование цепи Ы сопротивлением нагрузки ослабляетвлияние корректирующей индуктивности. В связи с этим схеме 4.14 соответствуют другие, чем у схемы 4.13, условия выбора величин элемен- ' См.
оппсакпп схем 4.12 и 4.13. 148 тоа схемы, Вместе с тем характеристика схемы параллельной коррекции, приведенная в описании схемы 4.13 для случая емкостиой нагрузки каскада, сохраняет справедливость также н для схемы 4.14. — Еп +со Рис а 32. Прннципиальнап схема каскада с параллельной коррекцией, нагруженного иа емкость С„ и сопротиеленне Гсм (испомогательные цепи ие показаны): а — «аскар аа лампе; б — касках ка молевом траазисзоре Коэффициент усиления Ке = 5)1 иа Коэффициент нагрузки а, = —.
Я )си г„ся Время установления г„= —" 1 + иа Коэффициент коррекции й = —. Сйз 1.1- Ло Коэффициенты а = ')'л(1+ а,), Ь = г ~ 11 +па) Характер переходного процесса в схеме определяется коэффициентом Ь, зависящим от й и а,. Апериоднческий процесс установления в схеме имеет место при Ь )~ 2, а колебательный — при Ь =2. Далее приведены выражения переходных характеристик, записанные в функции обобщенного времени: 149 Переходная характеристика при Ь ) 2: в,,  — вв ) -~'~ Переходная характеристика при Ь = 2: Ь (/') = ! — ( ! + г' — пг') е Переходная характеристика при Ь ( 2: й (г') = ! — е ' ( ! з)п аг'+ соз рг'), где — ь я У4 — ьв — а = 2 ' г Монотонная переходная характеристика имеет место при Ь ) 2 и и а ! Ь' 4 ~(), чему соответствует область значений коэффици- 2 ента коррекции Ь 2+ав 2)/) +ав г в При монотонном процессе установления время установления можно приближенно определить по формуле — 2,2вав Коэффициент коррекции Й при Ь = 2 равен 2+ав — 2У)+ ав 2 в При колебательном процессе установления (Ь 2)б и ( ' определяются с помощью графиков рис.
4.33. Выброс 6 можно также рассчитать, воспользовавшись формулой И) вгв!а ~ — )/ вв — (! — А» )в1 — в 1 ! — ы, в )/ ВА — (! — Ав )В ! 1+Ав в в Общая емкость нагрузки каскада С =С,„,, +Си+С„(каскад на лампе), С = С,н -1- С„ + Сн (каскад на полевом транзисторе).
Входная емкость С = С,х „+С„(каскад на лампе), С,х =С,и+С„(1+Ко) (каскад на полевом транзисторе). г 2 (у ( и дг 1)ф дб 4у у (г (р (а ту, «Ъ бр а) дг 4Ф а хг) Рис. 4,33. Графики к определению выброса о н обобщенного времени уста- новления Г„: а- вавнсииость а от еа ира равных ковффицнентах коррекции а: б — вавнсниосте Гу от ковффнцнеита а ирн равных коеффицнентах Ь 151 Порядок расчета схемы 4.14 (предполагается, что К„)с„и С„ заданы): 1) исходя из формулы коэффициента усиления определяют )с и далее а,; 2) по допустимому выбросу и коэффициенту а, с помощью графиков рис.
4.33, а находят коэффициент коррекции 4; если нельзя допустить выброса в переходной характеристике каскада, то коэффициент Ь следует принять равным двум, а коэффициент коррекции й рассчитать по приведенной для этого случая формуле; 3) используя полученные значения )г и аю рассчитывают коэффициенты а и б; 4) с помощью графиков рис. 4.33, б находят обобщенное время УстановлениЯ гу' и Далее общУю емкость нагРУзки каскада и вРемЯ установления 1„; 5) определяют индуктивность корректирующей катушки Е. При расчете усилительного блока из нескольких идентичных каскадов по схеме 4.14 (см. 4 5.3) время установления следует определить по фоРмУле 7„= („С)г ~/ —,, где 1„' находится по графикам рис.
5.23 — 5.25. Пример 4. 4. Рассчитать основные параметры каскада с параллельной коррекцией (см. рнс. 4.32, а) на лампе 6Ж!П. Коэффициент усиления Ка = 7. Время установления ! = 0,06 мкс. Выброс 6 ( 4'а. Емкость нагрузки Сн = 20 пФ. Сопротивление нагрузки ас„= 3,5 кОм. Считается, что амплитуда импульса на входе усилителя мала. Крутизна анодно-сеточной характеристики лампы 6Ж! П в рабочей точке Б = 5,15 мЛ!В. Выходная емкость лампы С,„„, = 2,35 пФ. Прн малой амплитуде импульса напряжения на выходе усилителя выходной каскад рассчитывается так же, как и каскад предварительного усиления.
5л Исходя из формулы коэффициента усиления (Ка —; п, = 11-н * 17 ! = — ) определяем сопротивление резистора Й и коэффициент а,: аан аа и ааи 35 На ° !О "ж2,2 кОм, 5!7н 5,15 10 а 3,5 10" — — 1 — 1 на 7 = — = — = 0,63. и 2,2 17н 35 Воспользовавшись графиками рнс. 4.33, а, по заданному выбросу б = 4".а и коэффициенту а, = 0,63 находим коэффициент коррекции й т 0,39 и далее рассчитываем коэффициенты а н Ь а = )/ й (1 + аа) = аг' 0 39 (1 + 0,63) ж 0,8, 1 -(- ьн, ! 4- 6,39 6,63 Ь ж 1,55. У 5 (1 + а,) ~' 0,39 (1 + 0,63) С помощью графиков рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
