Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Коэффициент передачи цепи обратной связи й(у„) зависит от числа развязывающих ячеек в этой цепи. Если цепь обратной связи не содержит развязывающей ячейки, то и (~и) ге~те~ где т, Се)г'е,' )г'аи — сопротивление нагрузки оконечного каскада. При одной развязывающей ячейке а цепи обратной связи ги Р(1.) = —" 2еет~р где та —— Сфа. При двух развязывающих ячейках в цепи обратной связи (постоянные времени ячеек предполагаются одинаковыми) 13 г(~) г ' атетФ Следует иметь в виду, что определение искажения плоской вершины импульса с учетом влияния цепи паразнтной обратной связи через общий источник питания можно считать выполненными правильно лишь в том случае, если де р(у)~~() ) Км Рекомендуется следующий порядок расчета спада (подъема) плоской вершины импульса на выходе усилителя.
Е На основании расчета усилителя н принятого из соображений устойчивости числа фильтрующих ячеек определяют постоянные времени те и т, 2. Рассчитывают коэффициент обратной связи ЩУ„). 3. Определяют Л, — результирующий спад (подъем) вершины импульса.
Л и т е р а т у р а: (1, 3, !2, 13, 21, 24, 32, 33). 200 Гпввв 3 РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЬНЫХ СЕКЦИЯ. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА УСИЛИТЕЛЕЯ Усилительные секции обычно содержат два каскада или входную цепь с одним или двумя каскадами. В зависимости от предъявляемых к усилителю требований последний может состоять из одной или из нескольких усилительных секций или, в общем случае, представлять комбинацию из усилительных секций и отдельных каскадов. Целенаправленное объединение каскадов позволяет получить усилительные секции с высокими качественными показателями.
В Т 5.! и 5.2 приводится методика расчета основных параметров ряда схем усилительных секций: а) с цепями отрицательной обратной связи, б) с каскадами, в которых активные элементы включены разными способами, в) с взаимной коррекцией. Введение отрицательной обратной связи позволяет повысить стабильность работы усилителя и получить ббльшую линейность усиления. Однако при охвате достаточно глубокой обратной связью более двух-трех каскадов при случайном изменении параметров элементов схемы возможно существенное искажение формы сигнала, а в некоторых случаях и самовозбуждение. В связи с этим далее рассматриваются усилительные секции, в которых отрицательной обратной связью охвачено не более двух каскадов.
Применение усилительных секций, представляющих комбинацию каскадов, отличающихся разным способом включения активного элемента, позволяет, в частности, уменьшить влияние динамической емкости (при этом возникает возможность усиления более коротких импульсов), а также ослабить влияние выходной цепи на входную цепь. Особенности различных конкретных схем усилительных секций указываются в их описаниях. Так же как и в гл. 4, имея в виду определение только основных параметров усилительных секций (Кь ~, и 6), в принципиальных схемах, которые приводятся в описаниях, сохранены лишь цепи, имеющие малую постоянную времени и опущены вспомогательные цепи с большой постоянной времени.
Указываемые в описаниях расчетные соотношения справедливы в предположении, что активные элементы, используемые в каскадах секции, имеют одинаковые параметры в рабочей точке. Расчетные формулы приводятся для двух видов нагрузки секции: а) при нагрузке на такую же усилительную секцию, б) при нагрузке на емкость С„ и сопротивление Л„. В частности, С„ и )с„ могут представлять соответственно С„и я„следующей усилительной секции или следующего каскада. В з 5.3 дана методика расчета основных параметров усилительного блока, содержащего несколько (до четырех) однотипных каскадов или усилительных секций. В з 5.4 приведены примеры расчета импульсных усилителей. 201 й йн. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЬНЫХ СЕКЦИЯ НА ЕИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ Схема Е.Т [рис.
Е.тй Уснпнтепьнвя секция с параппепьной вивианой оаРнцасеПЬНОй Обратной спанью по напряжению В схеме 5.1 отрицательной обратной связью по напряжению охватывается второй каскад. При параллельной обратной связи ее глубина зависит от выходного сопротивления предшествуюшего каскада, поэтому расчет основных параметров выполннется для схемы в целом. — бл Наряду с усилением сигнала в схеме имеет место также и прямое в %ля его прохождение на выход секции св через резистор сс„ цепи обратной связи.
Приводимые расчетные соотношения для параметров усилии тельной секции выведены в предположении, что д21 )) †. 1 Лев р б 1 П Последнее неРавенство в больши н ус11лнтелльной секцнин'паранлельной ° е ° учаев выполняется При активной отрицательной обратной этом на данные Выходного сигнасвязью по напряжению (вспоыоса. ла прямое прохождение Оказывает тельные цепи не показаны) лишь слабое влияние, которым ДО- пустимо пренебречь. Следует отметить, что резистор )с„ можно использовать в качестве элемента схемы температурной стабилизации режима работы второго каскада секции. При этом не возникает необходимость введения разделительного конденсатора последовательно с )с„.
В схеме 5.1 возможен как колебательный процесс установления (при Ь ( 2), так и апериодический (при Ь ~- 2), причем последний является монотонным. Приводимые далее выражения переходных характеристик, формулы времени установления Тт (при Ь) 2) и выброса 6 (при Ь( 2), а также графики зависимости г' ' и Ь от коэффициента Ь (при Ь ~( 2) справедливы также и для ряда других схем (в описаниях этих схем дается соответствуюшая ссылка). 2 821~Овсове Коэффициент усиления Ке = Т Время установления 1 = 1 'т,"т. Глубина отрицательной обратной связи + на!)~02 ло! Лса Переходная характеристика при Ь ( 2 6(с') = 1 — е 1 — з!п!сс'+ созрг'1, где 1'4 — Ьс а=— 2 2 Переходная характеристика при Ь = 2 6(с') = 1 — е ' (1+ Г').
Переходная характеристика при Ь )2 а+а — Са — ИС' а — 'à — Си+Р)Г 6(!') =1 — — е + —,е 22 2Р где Выброс Ь сС4 — си З=е Обобщенное время С т, Коэффициент 'Э Ь= — „,. тэ Время установления (при Ь )~ 2 и монотонном переходном процессе) Гг = 2,2т. с )ГЬЬ вЂ” 2, Безразмерные эквивалентные постоянные времени ! /МС 12 тэ — ( + +! 1) С Далее приводятся выражения эквивалентных сопротивлений и постоянных времени для двух видов нагрузки усилительной секции.
ь а= —, 2 1' Ьс — 4 2 ! тС СС т 1. Нагрузка: входная проводимость такой же усилительной сект4ии (1 н 1 нк,тс.с) Эквивалентные сопротивления: Р' Рот ! + умп' 1+ уиИ" где 1 1 1 = — + — +— Ркв йсн Йстт 1 ! 1 1 — = — + — +— й нкс Рсо Рств Постоянные времени: +т +т — +с —, кот нот ст ст гб 'в = с!в+ тв+ с — + с— тсов Ров Р' г ткт = ОвтРосРовСк 'и = (1+ Ывтгб) СкРот тсв = (1 + ввтгб) СкРов увтротйовСк в т 2. НагРУзка: Сн и Р„~)'„= )шСн + — ) 1 ! Пн Эквивалентные сопротивления: 1 Ров = ! 1 1 — + — +— Йкв йсв йн где 1 1 1 1 Ркт — +— !1сн ~сств Постоянные времени: т, =тц+т с+т — +т — с нот пот гб тот = (1+ Умгб) СкРот тот = ЫвтРотРозСк (1 + ввтгб) СкРов н СнР 204 Укажем на один из возможных порядков расчета предварительной усилительной секции (считается, что в секции используются одинаковые транзисторы, известны параметры транзистора в рабочей точке и также известны входные сопротивления схемы ихтемпературной стабилизации Р„, и Р,тв).
Порядок расчета усилительной секции, нагруженной на С„ и Р„ †аналогич. 1. Задаваясь глубиной отрипательной обратной связи и исходя из требуемого коэффициента усиления секции определяются эквива- лентные сопротивления )твг и )тег, которые (во всяком случае первоначально) можно принять равными. При этом ! 11ет = Аоа = — УКе7 ввг Рис. бцп Зависимости обобщенного времени установления 1у' и выброса г от ковффицнейта Ь 2.
Используя выражения эквивалентных сопротивлений )1е> н )тег, находятся )т' и )1". При )тет — — 1тег имеем )1' =йв = б'% ! — впйет 3. Исходя из выражения 7 бр 1? находится сопротивление резистора цепи обратной связи 1Р т2 вгЛвЛ в й 1 †! дг Ю 4. Определяются постоянные гр времени тп, т!г т,ы т,г, тг и тг Е 5. Определяются безразмерные эквивалентные постоянные времени т," и т,"' и коэффициент Ь. 6. По коэффициенту Ь с по- Дд у мощью формулы или, графика рнс. 5.2 находят выбросб. Обо- 1л У бщениое время установления 1 11 14 1б 1Ю Ю при Ь «» 2 определяют по графику. 7.
По найденным значениям )т' и )т' (используя их выражения) находят сопротивления резисторов нагрузки каскадов )тнг и )тнг. 8. Определяют время установления фронта импульса ! . Отметим, что прн Ь ) 2 возможности схемы используются не полностью, так как при Ь = 2 также отсутствует выброс, а время установления фронта импульса меньше. В этом случае следует задаться другим, большим значением глубины обратной связи у и повторить расчет. Наоборот, если коэффициент Ь заметно меньше двух и соответствующий выброс превышает допустимый, то это указывает на необходимость выбрать меньшее значение глубины обратной связи. Пример 5.
1. Определить основные параметры предварительной усилительной секции на транзисторах П403, работающих в одинаковом режиме. Коэффициент усиления секции Ке = 100. Предполагается, что секция нагружена на входную проводимость такой же усилительной секции, Входное сопротивление схемы стабилизации рабочей точки тс„г = тт„г = 2500 Ом. Параметры транзистора П403 в рабочей точке; йгт = 80 мА/В, дтг — — 0,0015 См, гб= 40 Ом, С„= 5 пФ, т = 0,007 мкс. Расчет выполнить для ряда значений глубины обратной )тоз = 7(аз = — )' Фо =, ')' 2 100 = 177 Ом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
