Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 41
Текст из файла (страница 41)
При этом в усилителе каскады, вы- ')'„ полненные по схеме с общим лл эмиттером, будут чередоваться с эмиттерными повторителями. Последние, как обладающие Рис. б.б. Принципиальная схема ком. значительным входным сопро бииироиаииой усилительной секции титивлением, создают условия, па общий амигтер — обгона колл~ктор позволяющие полнее использо- (испомогательные пепи не показаны) вать усилительные возможности каскадов с общим эмиттером. Рассматриваемая комбинированная усилительная секция характеризуется несколько меньшей добротностью, чем добротность пары идентичных каскадов с общим эмиттером.
Наличие в составе усилителя каскадов с отрицательной обратной связью (эмиттерных повторителей) способствует улучшению ряда его качественных показателей. В частности, в таком усилителе резко ослаблены связи между секциями. Поэтому усилитель, составленный нз комбинированных секций с ука- 219 т~ тз тэ — + г /т~ тз т Коэффициенты тэ Ь = —... с ~э тэ'' Эквивалентные сопротивления 1 (! — дпд ум+ Р' 1 1 1 где —, — + —; я' г.
г„, ' пм= 1 (при нагрузке на входную проводимость такой м+з „+ ! же усилительной секции), ванными схемами включения транзисторов, отличается высокой устойчивостью работы. Переходный процесс в схеме при ее нагрузке на такую же усилительную секцию (с одинаковыми параметрами транзисторов в рабочей точке) или на активное сопротивление (например, на согласованную на конце линию) имеет монотонный характер.
Далее для этих случаев приводятся расчетные формулы. Следует указать, что при емкостной нагрузке секции и прн определенных соотношениях данных схемы в ней возможен колебательный процесс установления, что связано с особенностями работы эмиттерного повторителя в импульсном режиме (см. описание схемы 4.5). Благодаря простоте и своим качествам секции, выполненные по данной схеме, находят применение в усилителях импульсных сигналов. Следует отметить, что схема 5.5 полностью удовлетворяет требованиям, которые предъявляются к схемам при микроминиатюризации электронной аппаратуры. Коэффициент усиления секции Кя = Ке!Кпм Коэффициент усиления первого каскада секции (каскад по схеме с цбшнм эмиттером) Кэ! = яз!Юм. Коэффициент передачи второго каскада секции (эмиттерный повторитель) К„= (ям + йм)й,д.
Время установления секции (при Ь ) 2 и монотонном переходном процессе) 1„= 2,2т, т )~'Ь' — а' — 2. Эквивалентные безразмерные постоянные времени: 1 тэ— 1 (Ым + яп) гб 1 где !т" 1 1 = — + — ' на нсн 1 )~аа = (при нагрузке на активное сопротивление /7„), 1 Лээ+ Вм+ — „ 1 ! 1 где — = — + — . нэ нн Постоянные времени: с =с! +с +с — э-+с(1 — К ) —, й1 /тээ 1= Ге с = см+ с, + с — + с — л- (при нагрузке на входйээ 2д э ную проводимость такой см =(Км !)Сэ/2аэ же усилительной секции), сэ = см + с„ + с †" ,+ с †" (при нагрузке на активное 'а сопротивление яэ), с„= С,/7„ сс! (1 + нмга) Ск)~ам см КээСкйам с1э = (1+А! га) Сэ/сээ При расчете схемы можно придерживаться следующего порядка. Вначале ориентировочно, полагая К„с ж ! Кэ = Ка! = йссР„ по требуемому коэффициенту усиления К, находят /т„.
Используя данные, полученные при определении режима работы транзисторов по постоянному току и расчете схемы температурной стабилизации ()с„ /с„, и Йээа), а также приведенные расчетные формулы, последо- вательно находят 1//с", г(эм 1//с', йээ и уточняют значения Кнм К„и К,. Далее, также последовательно определяютпостоянныевре- мени тц, т,„т„, тэс т, и т,, эквивалентные безразмерные постоянные времени т,', т,", т,"', коэффициенты а, Ь и время установления ! .
Схема $.6 (рнс. в.у1 Уснанэевенаа сенцна с вэанмне нерреатнреваннмнн еасеадамн Схема с взаимной коррекцией каскадов отличается значительно более высокой добротностью, чем схема, содержащая такое же число одинаковых каскадов. Вместе с тем схема с взаимной коррекцией обладает и существенным недостатком — пониженной стабильностью своих параметров. Рассматриваемая схема 5.6 является одной иэ простейших схем такого типа.
Применение более сложных схем ограничивается их еще большей чувствительностью к изменению данных пассивных и активных элементов схемы. При указанном изменении нарушаются условия взаимной коррекции, что обычно приводит к резкому увеличению выброса в переходной характеристике. Как видно из схемы рис.
5.7, усилительная секция содержит разные каскады — некорректированный реостатный каскад и каскад с индуктивной коррекцией (порядок следования каскадов значения не имеет). Элементы каскада с индуктивной коррекцией выбираются с данными, которым соответствует выброс в переходной характеристике этого каскада порядка нескольких десятков процентов. Влияние некорректированного реостатного каскада, который характеризуется монотонным переходным процессом, проявляется в том, что выброс в переходной характеристике усилительной секции есглаживается» до допустимого значения.
Основное влияние на время установления усилительной секции оказывает каскад с индуктивной коррекцией. При увеличении сопротивления нагрузки реостатного каскада время установления секции возрастает в заметно меньшей степени, чем увеличивается ее коэффициент усиления, т. е. с увеличением )т„, повышается добротность усилительной секции. В связи с этим сопротивления резисторов )т„т и Й г следует выбирать с таким расчетом, чтобы эквивалентное сопротивление нагрузки реостатного каскада )тот не менее чем вдвое Рис. 5.7. ПРинципиальная схема усн- превышало аналогичное сопролительной секции с взаимно корректировавныии наскадами (вспомогательные тивление ттег каскада с индукцепи не показаны) тинной коррекцией.
В схеме 5.6 отношение экви- валентных сопротивлений л следует выбирать примерно в пределах 2 —:5. При большом л для того, чтобы компенсировать более медленное нарастание фронта импульса, обусловленное увеличением сопротивления нагрузки в первом каскаде, необходим соответственно больший выброс в переходной характеристике каскада с индуктивной коррекцией. При этом ухудшается стабильность работы усилительной секции и, кроме того, возрастает отрицательный выброс в переходной характеристике, что вызывает необходимость его оценки. Следует отметить, что эквивалентные сопротивления тхет и )твг нельзя выбирать произвольно, так как каждое из них ограничено сверху входным сопротивлением следующего каскада (или сопротивлением нагрузки) и предельным сопротивлением резистора в цепи коллектора )тн, которое находится при выборе режима работы каскада по постоянному току.
Далее приводится методика определенияосновных параметров усилительной секции. Укажем, что нахождение параметра коррекции тс1т, соответствующегодопустимому выбросу, требует повторных расчетов при разных исходных значениях тс/т. Время установления фронта импульса определяется после выяснения, какой величине тд!т соответствует допустимый выброс. Коэффициент усиления Ко = д~г~Кртг. Отношение эквивалентных сопротивлений и = Рв11Рвгн Время установления 1 = 1 'т,"г.
Переходная характеристика и выброс при Ь( 2 Ь (1') = Е ~ 1 — е и ( †' " а(п Р1' + соз Р!' )! + в! 1 — е 1 1гТ:Ь+ Обобщенное время 1' = И;"т, Обобщенное время появления выброса (обобщенное время, соответс~у!ощее первому экстремуму переходной характеристики Ь(1')) 1,' ж — !(я — агс(д — ) . 1 г нр 1 — ан Безразмерные эквивалентные постоянные времени т = — + — + — + —, * "ц вм 1Гвв кв~ в Й' гв в в в в Коэффициенты в ив =— в Ь= — „,, 1.
Нагрузка: Сн и Р„(Г„= рнС„+ — ) ! ! кн Эквивалентные сопротивления 1 ! ! где †, = — + — (Р„в †входн сопротивление схемы стабиИн~ квм лизации второго каскада секции); ав — т а= тв — Эт+ 1 1 Рвв = 1 в Иц+ Йквнн йм+ кн У4 — Ьв 2 Постоянные временн: Й с! г+гсз+г +г Ф ой к ! Й г = г з+йк+г —, ой Йн С гй! = (1 + йм!б) Скйо! го! = ййРойЙозСк '!. — ° Йкй гйй = (1 + во!го) Ск)1оз гк = Ск)воз. 1 1 1 —,= — + — ' Йк! Йсгй где (Й„! — входное сопротивление схемы стабнлнзацин нагружающего каскада). 1 1 вы+ — +— Йко Йсг! Постоянные времени: Йой 1 , =,+,(й„Й„+ — "1, Йсг! / +г +с — +г — й-, Йоз Йз Йкй кб С гс, = (1+ йзггб) Скйо» гм = йзгйогЙозСк. г!.
= — о Йкй гсй = (1 + уз!го) Скйоз гой = КоСкК~зо где К ' — коэффициент усиления следующего каскада. Если нагрузкой усилительной секции является входная проводимость такой же секции, то в этом случае той = т,!. Порядок расчета 1. Задаваясь коэффициентом усиления Ко и отношением экви- валентных сопротивлений и = )сой/Рой, находим этн сопротивления )го! Й ! пй з" в, У 2, Нагрузка: входная проводимость каскада бвз отрицательной обратной связи (г'„= '!'„) Эквивалентные сопротивления 1 )со! 1 ям+ Й' 2.
Исходя из выражений эквивалентных сопротивлений определяем Й', /7„! и /7„ь 3, Последовательно, с учетом вида нагрузки, находим постоянные времени гп, гы, тгп т,, (или т,) и далее отношения СП 3М ~п т~ тн ! Тз — — — — или — и — . Ф х) х 4. Определяется т,". т~ /т~ 5. Выбирается — ~ — = х, примерно из интервала т и определяются эквивалентные постоянные времени т," и 2, 3 а а т,"'.
Выбранному из указанного интервала отношению ть/т обычно соответствует коэффициент 5 близкий к единице и большой выброс в переходной характеристике каскада с индуктивной коррекцией. 6. Находятся коэффициенты аю Ь, и! и далее 1, ч, а, а и р. 7. Определяется обобщенное время появления выброса /,'. 8. Определяется выброс б (если для б получено отрицательное значение, то следует задаться другим, ббльшим значением ть/т).
9. Определяются значения переходной характеристики й(/') для моментов /г/,' (Й = 0,2; 0,4; 0,6; 0,8) и строится график переднего фронта /7(/'). По графику находят обобщенное время установления / ', имея в виду, что / = /, э' †/ю!', где /юэ' и /,д' †момен обобщенного времени, соответствующие уровням 0,9 и О,! переходной характеристики.
1О. Определяется время установления /, 1!. Определяется индуктивность корректирующей катушки Пример 5. 2. Рассчитать усилительную секцию с взаимно корректированными каскадами на транзисторах П403 и построить зависимость выброса от значения свободного параметра ть/т при отношении эквивалентных сопротивлений и = 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
