Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Определить время установления, соответствующее выбросу 8 ж 3%. Коэффициент усиления К, = = 270. Секция нагружена на входную проводимость каскада без отрицательной обратной связи с коэффициентом усиления К,' = 4. Параметры транзисторов в рабочей точке одинаковы и равны; ям = = 80 мА/В, д!! — — 0,0015 См, га — — 40 Ом, С„= 5 пФ, т = 0,007 мкс.
Кроме того, известно, что /7„! = /7„, = 2500 Ом. Исходя из формулы коэффициента усиления определяем эквивалентные сопротивления ! /Ко ! / 270 /7ч! = — ~/7 — о = 1 — = 119 Ом, Ум 1/ а 80 !О ' 1/ 3 /Сю! = 'Жчз = 3 ° 119 = 357 Ом. 225 Используя выражения )свз и )свв, находим: ! изз!!аз ! 1 5, !О-з. 357 7сссз'с 25!х! ' 769 1100 О !7сзв — !7' 2500 — 769 Определяем постоянные времени тн, тнь т,„т„и отношения тзз/т, тзв/т т ут, тр/т и тв!т. тн — — (1+до!го)Сзйвз =(1-+80 10'. 40) 5 10 'в 357 10о = = 7,50 ° 10 ' мкс, ' з = l(оСзйов = 4 ° 5 1О" 1!9 10з = 2,38 ° 1О ' мкс, =243 7 !О' ™ !О ° 1,07, 7 ° !О"з 0,36, — '* = ' =0,34, 2,38 !О ' 7 ° !О " 2,50 !О 7 .
!О-з !а !! !3 !Х г и Зависимость выброса от сь 1в Рис 5.6. о здз ! Л !с! !б 14 11 1!7 Ю Ю 2 !7 а У став 154 Ом. 7!ав з ! — Дззз!7ав — — 1 — ! 5 !О 3 !!9 —— !Соса 2500 'сзв = (1 + Двзгб) СЯов = (1 + 80 10-з 40) Х х 5 10 ". 119 10в =2,50. 10 ' мкс, = йсвЛозйовСз = 80 ' 1О ' ' 357 ' 119 . 5, 10-зв .
10в = 17,00 ° 10 з мкс, — — + — '+ — + — = со см сзв 7сзв став с в с 77 в сб = 0,36 + 0,34 + — + — = 4,45. !!9 !!9 154 40 Определяем эквивалентную постоянную времени + + + сп тзз !7зз паз 'с с сс сб = 1,07+ 2,43 + — -1 — = 12,88. 357 357 769 40 Принимаем для т! ус следующий ряд значений: 9, 10, 11, 12, 13 и 14. Для твайт= 9 дается подробная запись а расчета 5 и 1„, Результаты аналогично проведенного расчета 8 при других исходных значениях тс/т представлены графиком рис. 5.8. Определяем эквивалентные безразмерные постоянные времени о, оы оов лов авэо оь / лов 1 — — +, + д + „+, 1,йоо1о'эв+ д ! = йово аю 0,36 + 0,34 + — + — -1- 9 ~1 5 ° 10 в ° 119 4- — ) = 6 18 ! 19 1!9 / 119 154 40 ~ 2500 ) Г и аэ —— 1у — — = '1 9 ° 4,45 = 6,33.
Определяем коэффициенты а„Ь, 'о 9 ао — — — „', — — — — — 1,42, 5,33 лв и далее Е, в), а, а и 6: оэ 5,48 Ь= — „, = — '=1,02, 5,33 12,33 и — „, = — '=203, о, 5,33 0,594, 'вот + 1 — Ьт 1,42 ° 2,03 + ! — 1,02 ° 2,03 то — Ьт + 1 2,03' — 1,02 ° 2,03 + 1 э! = 1 — 1 = 1 — 0,594 0,406, ао — т 1,42 — 2,03 то — Ьт+ 1 2,03о — 1,02 2,03+ 1 Ь 1,02 $~ 4 — Ьо 3'"4 — 1,0Р =051, 9 ' — 086, 2 2 * ' 2 1 / а3 ! 1 / — 0,20 ° 0,35 ! гв ж — а — агс1К = — 1!я — агс19 ' ' ! = 3,84. 1 — аа ! 0,35 ! ! + 0,20 0,51 ! Определяем выброс о,во Обобщенное время установления определяем по графику переднего фронта переходной характеристики И(1').
Для этого предварительно находим коэффициент при 31п рг' и с учетом найденных значений 1, Ч, лв, а и Д записываем выражение переходной характеристики а — а 051+0 20 0825 0,35 И(в') =0,594 ~1 — е в'и (0,826гйп0,861'+ соз0,861'Я + + 0,40611 — е ' )' На рис. 5.9 по приведенному выражению построен график переднего фронта (г(Г'). Рассчитанные значения И(Г') для моментов г' = =лге' (й = 0,2, 0,4, 0,6, 0,8) помечены кружками. Из графика следует, что Гу = Геа Гег =205. аггу 1 аучргр Ойределяелм время уста- 40 новления др ю Гр — — Г„с, т = 2,05 ° 6,33Х дг х7 10 е.10' = 9,08 10 а мкс.
дг Определяем индуктивность корректирующей катушки до г — )7 ( с)т= 154 ° 9 ° 7х х 10 а ° 10' = 9,7 мкГ, Для сравнения представляет интерес найти коэффициент усиления и время установления первого реостатного каскада секнии (см. схему 4.1) )('е1 = йа~ )7ет = 80 1О ~ х х 1100 =88, дг дг й г' г Х Рис 6.9. График переднего фронта пой характеристики Ь(Г) Схема $.7* 1рмс. $Л01 Вкоанап успппгекьнап секции с наапмноя коррекцнеа Если постоянная времени Я„С„характеризующая источник сигнала, близка к требуемому времени установления усилителя, то в этом случае необходимо применить коррекцию параметров входной цепи.
Выполняя входной каскад с индуктивной коррекцией, можноосуществить взаимную коррекцию входной цепи и входного каскада, аналогичную взаимной коррекции в схеме 5.6. При этом методика расчета схемы 5.7 практически совпадает с методикой расчета схемы 5.6 (см. описание схемы 5.6). Отличие состоит в определении коэффициента * См. оппсаиие схемы 6.6.
х26 Г„ = 2,2 с,т = 2,2 ° 12,88 ° 7 ° 10 ' ° 1О' 19,8 ° 10 с мкс. Как следует из сравнения коэффициентов усиления и времен установления реостатного каскада и усилительной секции, применение взаимной коррекции позволило увеличить усиление и одновременно, примерно вдвое, уменьшить время установления. График рис.
5.8 позволяет оценить порядок стабильности работы схемы. Из него, в частности, непосредственно вытекает, что увеличению выброса на 1 % (до 4%) соответствует изменение тсут примерно на 2% (от 9 до 9,2). усиления К„эквивалентного сопротивления Яох и безразмерной эквивалентной постоянной времени т,*, которая в данной схеме зависит от постоянной времени источника сигнала, Особенности схемы 5.6 свойственны также и схеме 5.7. Порядок расчета схемы 5.7 совпадает с указанным для схемы 5.6. При этом необходимо учесть, что эквивалентное сопротивление )(ох не — Сп выбирается (так как значение внутренней проводимости д„ источника сигнала задано техническими требованиями, предъя- г вленными к усилителю), в связи с чем следует, определив )7ох и задавшись отношением эквива- У С г лентных сопротивлений и, найти )мох и Ко Далее приведены выражения Ко, )рог и т,*.
ОстальНые, не- Рис Б.)0, ПРинципиальнаЯ схема обходимые для расчета формулы, входной усилительной секции с вза совпадаютсприведеинЫми в опи- "мной коррекцией (вспомогательиые сании схемы 5.6. При этом входящее в расчетные формулы схемы 5.6 сопротивление )7иг соответствует сопротивлению )7„схемы 5.7 (см. рис.5.!О). Коэффипиент усиления йо! 2 )гох Ко = д„лх, —, где п = —" и оог Эквивалентное сопротивление (+ам гг ! 1 где — = и, + — ߄— входное сопротивление схемы стабили- дсг запии входного каскада).
Безразмерная эквивалентная постоянная времени входной пепи , * тг + тм ) дог + ног гб где т„=Сг)7ох. Схема 5.8* 7рис. в.11) Схема коррекции параметров входного сигнала с виспоненцнапьным фронтом Все импульсные сигналы характеризуются той нли иной длительностью фронта. В тех случаях, когда длительность фронта импульсов "ЛУ " *Р Р У * См. описание схемы Б.Б торым должен обладать усилитель, допустимо приближенно считать, что входные импульсы имеют строго прямоугольную форму. Вместе с тем иногда необходимо усиливать импульсы с незначительным допустимым изменением (нли без изменения) первоначальной длительности их фронта. Решение последней задачи основывается на использовании принципа взаимной коррекции. Как известно, прямоугольный импульс при прохождении через реостатный каскад изменяет форму своего переднего фронта на экспоненциальную.
Из этого следует, что вместо схемы рис. 5.11, а, в кото- — Еп Рис. ЗЛ!. К расчету схемы коррекции параметров входного сигнала: а — прнпцмпнальнаи схема каскааа с индуктивной «оррекцней, на входе которого дей. ствует импульс с експоненциальныи фронтом б — прнвципиайьнап схема усилительной секции с ваанмна «орректиров*нными каскадаии на входе которой аействует импульс првмоугольной формы (вспомогательные пепи не непаханы) рой импульс с экспоненциальным передним фронтом действует на входе каскада с индуктивной коррекцией, можно рассматривать схему рнс. 5.11.б, содержащую такой же каскад с индуктивной коррекцией, которому предшествует реостатный каскад с действующим на его входе импульсом прямоугольной формы.
Последняя схема представляет усилительную секцию, каскады которой могут быть выполнены взаимно корректированными (см. схему 5.6). Очевидно, что обе схемы рис. 5.11 можно считать равноценными, если принять коэффициент усиления реостатного каскада равным единице, а его время установления равным длительности фронта импульса на входе каскада с индуктивной коррекцией. Расчет схемы 5.8 аналогичен расчету схемы 5.6, что следует из идентичности схем рис. 5.11, б и 5.7. Все расчетные формулы, приведенные в списании схемы 5.6, кроме формул, определяющих Кв и т,*, справедливы также и для схемы 5.8. При расчете схемы 5.8 можно в основном придерживаться порядка расчета, указанного для схемы 5.6.
При этом обозначения, принятые в описаниисхемы5.6, действительны для схемы 5.8, Эквивалентное сопротивление )теа выбирается соответствующим отношению фв = 2 —; 5, где гф — длительность фронта входного 2,2 св импульса. Отношение Ф" для схемы 5.8 имеет то же значение, что 2,2Ч и отношение эквивалентных сопротивлений йр1/Ярз для схемы 5.8. В качестве каскада, предназначакяцегося для взаимной коррекции параметров входного сигнала в линейном усилителе может быть выбран в принципе любой из предварительных каскадов. Однако рабочий участок характеристики активного элемента может считаться линейным лишь в первом приближении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
