Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Язз 80 ° 10 з Находим )т' н )т": йм 241 Ом. 1 — дззгоз 1 — О,ОО!5 ° 177 Определяем сопротивление резистора цепи обратной связи: о Увззтозс7ов 80 ° 1О" ° !77 ° 177 2500 Ом 'зов 7 2 — 1 Определяем постоянные времени тп, тоь твм т,о и отношения тц тзв тм тзв зтоз !7ов 77оз 17вв тз тв . в в — и —: 77' Й" ва вб т!з = тзз = (1 + мозга) Ов)(аз = (1 + 80 ° 10 з ° 40) ° 5 ° 10 " ° 177 10' = 3,72 ° 1О ' мкс, т„= й йоДовСв = 80 . 1О-з .
177 . 177 . 5 . 1О-'з 10в =12 5 10 з мкс Язв!7оз!7овСв тзз 12,5 ° !О " 5 25, 10-з мкс св в 7 7 2 тз, т!з 8,72 !О ' — — = 0,53, 7 . !О-в — = 1,79, т, 12,5 ° 10 о 7 ° !О ' — = 0,89, т о 5 25. 10-з т 7 ° 10 в Зсаз = — = — = 0,73, 17" 241 йвз = — = — = 4,42, са 40 сб + — + —, то от аз !7' + —" = 0,53+ 1,79+ 0,73+ 4,42 = 7,47, 'а + —" = 0,53+ 0,89+ 0,73 + 4,42 = 5,57. сб тзз тз связи у: 1,4; 1,7; 2,0; 2,3; а также н для случая отсутствия обратной СВЯЗИ (У = 1 Йсв Подробный расчет приводится для случая у = 2,0. Для других значений у в табл.
5.1 (см. далее) даны только результаты расчета, выполненного аналогично. Определяем эквивалентные сопротивления )(аз и )соз, принимая их равными: Определяем безразмерные эквивалентные постоянные времени т," и т,"' и коэффициент Ь: 'св = ! + — + "( — 11 = — (7,47 + 5,57 + 2 — 1) = 7,52, 1 ) 2 = 4,95, св 7,52 Ь = —,"„= — ' = 1,52, 4,95 Как следует иэ графика рио. 5.2, коэффициенту Ь = 1,52 соответствует обобщенное время установления Г = 2,32 и выбросб = 2,5с4. Определяем сопротивления резисторов нагрузки каскадов усилительной секции Находим время установления фронта импульса = 2,32 ° 7 ° 10 ' ° 4,95 = 0,080 мкс.
Результаты расчета усилительной секции при глубине обратной связи у = 2, а также при других значениях у (для этих значений подробный расчет не приводится) сведены в табл, 5.!. Та блика 5.1 Как следует иэ таблицы, применение отрицательной обратной связи позволяет при том же коэффициенте усиления заметно уменьшить время установления усилительной секции по сравнению со случаем, когда обратная связь отсутствует (у = 1). 207 / У т 1 )с'„, И„,— 1 1 ! !7св асвв — 300 Ом.
! 1 ! 24 ! 2500 2500 Схема в.л* 1рис. в.З) Усииитеньнав секция с параллельной комплексной отрицательной обратной связью по напрвжению Схема 5.2, как схема с параллельной обратной связью по напряжению, характеризуется в общем такими же особенностями, как и схема 5.1. В отличие от схемы 5.1 схема 5.2 содержит в цепи обратной связи последовательно с )с„катушку индуктивности ~. Введение комплексной отрицательнои обратной связи вместо активной позволяет несколько повысить добротность усилительной секции. — сп Физически, в связи с нали- чием катушки индуктнвности 5, яхт р процесс в схеме протекает еле~та 1 ~ дующим образом.
В начальные моменты времени напряжение импульса на входе активного элемента второго каскада не ~н содержит составляющей, обусловленной действием отрицательной обратной связи. Присутствие индуктивности Е преРнс. 3.3. ПРннцнпнальнаЯ схема Уси. пятствует быстрому нарастанию лительной секции с параллельной комплексной отрицательной овратной сая- тока в цепи обратной связи, в аью по напряжению (вспомогательные связи с чем напряжение обрат- цепи не показаны) ной связи на выходе этой цепи (на входе второго каскада) несколько запаздываег. Таким образом, в первые моменты времени, когда влияние обратной связи не проявляется в полной мере, создаются условия для более быстрого нарастания фронта импульса на выходе схемы.
Далее, с увеличением напряжения обратной связи рост напряжения импульса на выходе усилительной секции замедляегся. При определенных соотношениях параметров элементов схемы в переходной характеристике секции наблюдается выброс. Введение Ь увеличивает входное сопротивление второго каскада и, следовательно, способствует увеличению общего сопротивления нагрузки первого каскада секции (в области высоких частот).
Расчет схемы 5,2 в целом сложнее, чем схемы 5,1. Исключение составляет случай, когда постоянная времени цепи обратной связи тсе выбирается равной постоянной времени транзистора т. Рассмотрим вначале методику расчета для общего случая, когда т„~ т. Схема 5.2 допускает как колебательный, так и апериодический режимы работы. Колебательный режим имеет место, если (451 27 (Злс с)г) Э (2Л~ ~— 9о',от + 27) * См, описание схемы 3.). где и апериодический †п А ~( — 6,75. Переходная характеристйка при А ) — 6,75 «о ). ~ .~. ол:.«с«'«е),~' « ао (т ( — т)' + (Я) + т Ч / ' ') З Е ~ З(нф('+(о) аор 1у (т — а)' + ро где Чо = агс(я — — агс(я — — агс(и —, ао — а ! — а — а ао е ео ! 1ч о Переходная характеристика при А ~ — 6,75 й(о') = !— рт (! — а) — «о е ар (! — "!) — т! е ао (т — а) (р — а) ао (а т)(р т) — т(! ()) е .( — рг ( — р) Корни характеристического уравнения можно определить, воспользовавшись, например, таблицами Б.
М. Шулоягского (45!. Расчет с использованием выражений переходных характеристик, в связи с его большой трудоемкостью, следует выполнять лишь в случае, если необходимо уточнить параметры схемы, полученные при ее приближенном расчете, методика которого приводится далее. )7риблилсенные расчетные соотноиоения при т,в чье При т„чь т время установления фронта импульса сравнительно просто определяется по методике Т.
М. Агаханяна !321, которая основывается на представлении для области малых времен операторной характеристики схемы, имеюшей характеристическое уравнение выше второго порядка, приближенной формулой с характеристическим уравнением второй степени. При этом погрешность в определении вре- ' Операторное уравнение схемы представляется выражением ! + аор ! + д,р + а,ро + ра В выражениях переходных характеристик а, 6 и у — корни нормированного характеристического уравнения схемы * 1 ( с(р.( с(рв ! рз мени установления, обусловленная указанным приближением, приемлема.
Вместе с тем, если следовать той же методике при определении выброса для практически важного случая, когда схема характеризуется малым 6, погрешность оказывается значительной *. Однако, если учесть, что при малом выбросе интервал 0 — (э' (тэ' †моме наступления выброса, соответствуюший экстремуму Ь(г")) сушественно больше интервала нарастания фронта импульса, допустимо при определении выброса исходить из «укороченного» характеристического уравнения схемы, не преобразовывая его по методике Г.
М. Агаханяна. При этом в «укороченное» уравнение входят только члены со степенями р до второй включительно. Соответствуюшая абсолютная погрешность при определении 6 в этом случае не превышает 0,01, 2 этР«Лээ Коэффициент усиления Ка = Глубина отрицательной обратной связи 1 = 1 + Иеэ)сээ псе Время установления где 1 ' = ЩЬ „) — определяется по графику рис. 5.2, я' Ь уст с(' = У А — ае — 2«(э+ 2«(» .
гт'» = У Ат — 2«(, — ао ~ А — аэ' — 21(э) . э Яэ = ,1У ' ~э и« Выброс 6 Ы = <р(а, Ье) — определяют по графику рис. 4.14, причем т т тэ Безразмерные эквивалентные постоянные времени: тсэ '' = — 1 — + — + — э+ У вЂ” 1). э ' Наличие значительной погрешности обусловлено, видимо, тем, что при малом выбросе момент его иаступлеиия 1»' уже нельзя с достаточным основа. вием отнести я области малых времеи. 210 I тт тт т1 тсь тт тсв 1 'ть + + + т 'лт т т т т ш ь Е Постоянная времени цепи связи сса = — ' й,ь Выражения эквивалентных сопротивлений Кат, Кот, а также постоянных времени т„т„тп, тм, тко т„и т„для соответствующих видов нагрузки полностью совпадают с приведенными в описании схемы 5.1.
Расчетные соотношения лри т,„= т Е Постоянная времени цепи связи Безразмерная эквивалентная постоянная времени "=-', ( — ' — ) Графики рис. 5.2, выражения коэффициента усиления, времени установления, переходных характеристик, постоянных времени (кроме т,") и других величин, приведенные в описании схемы 5.1, справедливы также и для схемы 5.2 при т„= т. Расчет схемы 5.2 при т„= т можно вести в основном в том же порядке, как и схемы 5.1. Схема 4З ]рис, 4.4] Уснпмтепьнаа секцка с параппепьной отрмцатепьной обратной спетые по напрнкенкю н с мндтктнаной коррекцией В схеме 5.3 параллельная отрицательная обратная связь по напряжению, охватывающая второй каскад секции, сочетается с индуктивной коррекцией в первом или во втором каскаде.
По сравнению со схемой 5.1 схема 5.3 допускает ббльшую свободу при выборе ее данных в связи с возможностью изменения постоянной времени корректирующей цепи тс, глубины обратной связи у и соотношения сопротивлений нагрузки в коллекторных цепях. Добротность схемы 5.3 несколько выше добротности схемы 5.1 и примерно равна добротности схемы 5.2.
Ббльшая чем у схемы 5.1 добротность схемы 5.3 обусловлена тем, что при воздействии импульсного сигнала имеет место ускоренное изменение заряда емкости, нагружающей первый каскад (в схеме рис. 5.4, а) или второй каскад (в схеме рис. 5.4, б) в связи с влиянием индуктивности Е. Следует отметить, что эффективность индуктивной коррекции в схелте рис. 5.4, а несколько ослаблена, так как второй каскад, как каскад, охваченный параллельной обратной связью по напряжению, илтеет пониженное входное сопротивление. Однако при индуктивной 211 коррекции в первом каскаде может быть увеличено сопротивление нагрузки. Последнее является плечом делителя цепи обратной связи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
