Расчет усилительных устройств под редакцией Ю.Т. Давыдова (558646)
Текст из файла
КО1ПРОЛЬНЫИ ЛИСТОК СРОКОВ ВОЗВРАТА КЮ 1ГА ДОЛЖНА БЫТЬ ВОЗВРАШЕНА НЕ ПОЗЖЕ УКАЗАННОГО ЗДЕСЬ СРОКА ~ Колич. пред, выдач. МинистерстеО щ~ки, Высшей шкОлБ и техничеОИОЙ пОЛИ7ики РОООийОкОЙ Фелерации КОМИТЕТ ПО ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ ';:~ОСКОВСКИ~~ ОРЛИК,ДЫНИБА И ОРДИВ ОКТЯБРЬСКОЙ РИЗОА1ЩИИ АВИй4ИОНйй ИНСТИУХ имени СЕРГО ОРЖВНИИЯЗЬ' Учебное пособие к практическим за,няням По„п редажцией Ю.Т. Давыдова.
Автори: В.И. Завидя, Ю.Т давидов ~ ц "арт~~' дик, А.Я. Харлююв Реачет уаииителывх уатройоти: учеб. ооаобие / фф дииииич, ~.Т. Давыдове й.Ю. Мартапев, БЛ. Нородин, А.Н. Харламов; Под Ред. Ю.Т. Лающова. - И.: Изд-во МЬИ, Х98З, - с„: ил. 76 В учебном пособии излагаются методы расчета типовых схем усилительных устройств различного назначения, выполненных на транзисторах и интегральных микросхемах. Пособие предназначено для студентов радиотехнических специальностей высших учебных зэзеденийе Рецензенты: ВЛ.
Арсеньев, А.И. Репин „ее е.тор~.аттт.~ © Моаионоиии иииеиионный институт, 1883 Настоящее учебное пособие содеркит изложение методик расчета типовых усилительных каскадов на транзисторах и интегральных микросхемах ~ИМС), Оно предназначено для студентов, изучающих на практических занятиях курс "усилительные и электротехнические устройства"; и может быть использовано ими при выполнении курсо- вых работ и проектов. Структурно пособие состоит из восьми разделов, каждый из которых включает в себя краткое изложение основных сведений из тео- рии рассматриваемого вопроса, описание методик расчета, конкретных примеров расчета и соответствующего ~рактиче~~~г~ ззданияе Разделы учебного пособия подготовлены следукщими авторами: разд Х - ЛаРыдовым В.Т. и Нородиным Б.М,, разд.
3 Марице вым Ю.Ю. и Породиным Б.М., разд. 3 - давыдовым Ю.Т. и Лавиди- чем И.З., разд. 4 — Харламовым А.К., разд. 5, 6, 7 - Мартюше- вым Б.Б., разд. 8 — давыдовым Ю.Т. и Харламовым А.К. как показывает практический опыт, инвариантность усилительного каокеда на И к изменениям 1~~,~ достигается при выборе напряжения на эмиттере из условия Ца$~~„/3. Это позволяет рассчитать минимальное значение напряжения питания Р„„и определить величину Юу Расчет проводится по следующим формулам: г„" ь[ ц,.~к'Я~-ц/~г„„)- ~к~ г, ~,а'), ~2л где И„ = У + Р— сопротивление постоянному току в цепи коллектор- ее ф ф ного тока за вычетом У .
Ю вЂ” сопротивление 4)ильтра по цепи пита- 3' 9Р ния Полученное из ~2.5) значение У„„ ориентировочное, его следует уточнить, исходя из заданного 0„' „ или взяв стандартное значение. Это потребует уточнения значения $ , что может быть сделано по следующей формуле: К = К -~~,+~„Р~ ~2.6) ГЛубокая отрицательная обратНая связь по постоянному току практически уотраняет температурную нестабильность каскада из-за изменения А~«, . Влияние двух оставшихся деатабилизирук)!цих факторов как показывает анализ, зависит От величины сопротивления ~~= = И У ДЮ '+Ю ), а следовательно, от тока делителя напряжения. !~д + !«~ Причем увеличение $~- ведет к снижению влияния смещения входных характеристик, а уменьшение -к.снижению влияния изменений неуправляемого тока ~~рехода коллектор-база. Ток базового делителя 1~ (см.
рис. 2.1), обеспечивающий требуемую стабильность каскада, может быть найден по следующей формуле: Д.8) / 3Х /Х„.)-~нХ„д /~„+н)~~ /У~) Лля хорошей фиксации потенциала базы желательно обеспечивать Г~ З 13...5) Х«- . В ~2.8) знаменатель может подучитьоя отрицательным, что свидетельствует о недостижимости требуемой стабильности при заданных условиях. ТОГда необходимо увеличить Р~, пересчитав при этом У "!!и ° Сопротивления Ю~ и Ю~ раосчитываютоя следуиним образом: ~К.-~~я ~~~~~а ' ~2.9) Н~ = ~ К - Ь' - К~ ~/~ Г Г ), (2 ХО) где К~, Х«-- положение РТ на входной ВАХ транзистора. При необходимооти можно взять ф = 0,4 3 для германиевого и С,7 Б для кремниевого транзисторов, а Х~ оценить по Формуле Х~ = ~„/А~,~.
При выборе Х~ следует учитывать, что его увеличение снижает экономичность каскада и уменьшает входное сопротивление. Поэтому желательно, чтобы выполнялось условие Ю~~Й... ° ..Ь) ~~„, где Д~„- входная проводимость транзиотОра в рабочей точке. Получаемая абсолютная нестабильность тока коллектора может быть Оценена по слещкицей Формуле: ~ ~, = Л ф / Ж, е н Х», ~ 1+ у",„т~) ~ 4+ ~ ~!, /Ш, Яд Ю,)~, д. ~!) где ~ — сопротивление току растекания базы транзиотора.
Яля охемы, представленной на рис, 2.2, значение сопротивления Р! находим по формуле 123: ~и ~~ ~ ! ~~~у~ ~з ~ ~у~)/!~~~! «УЯ, ~2.12) где А à — абсолютное значение допуотимой нестабильности Х; ~- крутизна характеристики ПТ. Первцй член в неравенстве (2.Х2) нужно брать по абоолютной ВЕЛИЧИНЕе таК КаК ЗНаК ЕГО МожЕт ОКаэатЬОя ЛЮбЫМ. ЕСЛИ НайдЕННОЕ значение У„ будет меньше, чем требуется для создания автоомещения ( У„= У,„~„"-~'„ /Х ), то следует использовать резистор о этим большим сопротивлением. Стабильность + Оя!! будет лучше заданной. Если же У„ из 8 -'!-'-.
~2.Х2) больше той, что требуется для антоенещення, то пепн пнтання транене- ~г тора выполняют по схеме, показанной на рис. 2.3, используя для автосмещения только часть резистора Й, ~ У„,) Отрицательное значение У„ означает, С!е что в выбранном режиме транзиотор не нуждаетоя в стабилизации. Ф'„ 3 полупроводниковых ИС проблема стабилизации режима каскадов, а также Рис.
2.3 Оообеннооть расчета промежуточных каскадов заключается в том, что их потребителем являетоя последующий усилитель, вход- НЗЯ ПРЮЗОДИМООТЬ $~~„ И ЕМКОСТЬ Су„ КОТОРОГО НаХОДЯТСЯ С ПОМОЦЬЮ выражений 13.6) и (3.7). Пра РЕШЕНИИ ряда З~щаЧ ВОЗНИКаЕТ НЕОбХОдИМОСтЬ уаИЛИВатЬ сигналы в широкой полосе частот,и, еоли полоса пропускания обычного апериодического уоилителя оказывается недостаточной, ее старавтоя расширить, используя методы ЗЧ- и НЧ-коррекции. Частотная коррекция обычно осуцествляетоя одНим из двух методов: Х) Введением в цепь коллекторной (стоковой) нагрузки частотнозавиоимых элементов Л-коррекция В области ВЧ и цепочка Ю С— В области НЧ); 2) использованием частотнозависимой Отрицательной обратной связи ~00С) ~змиттернан коррекция В области БЧ).
Рассмотрим ОСОбеннОоти этих методов. Выоокочаототнан Е -ко е На рис. 3.2,а и б изображены схемы усилителей на биполярном и полевом транзисторах с икщ~ктивной ВЧ коррекцией. Расширение полооы пропуокания В этих схемах достигается за счет Введения В цепь Выходного электрода активного элемента катушки индуктивнооти 1„, которая совмес~но а выходной емкостью транзистора С~„, емкоотью нагрузки С и емкостью монтажа С образует параллельный колебательный контур. Резонансная частота и добротность этого контура подбираютоя таким образом, чтобы левый окат его АЧХ приходилая на облаоть частот, где уоиление каскада без коррекции начинает спадать. Рисе Зе2 Оообенноати расчета схемы с индуктивной коррекцией раоомотрим на примере схемы рис. 3.2,б.
Использование схемы индуктивной коррекции оказывается наи- бОЛЕЕ Эфф6КТИВНЫМ Прй ВЫПОЛНЕНИИ УСЛОВИЯ (Т Яика «©~,8 ЭТОМ Случае модуль коэффициента передачи каскада в облаоти БЧ описываетоя Выражением где Р - коэффициент передачи В области СЧ; ;= ~/'г., 13.12) ~кар " постояннан Времени цепи коррекции: 7 ~~ - постоянная времени В области БЧ каскада беэ коррекции: ~ в!Б~ ° (3.13) С ~ = б~ ~ + С„ + С 8 соответствии с методом Брауде ~2) для получения макоимально широкой и плоской формы АЧХ коэффициенты при равных степенях ы В числителе и знаменателе выражения 13.11) должны быть равны межщ~ собой. Исходя иэ этого находим Оптимальное значение индуктив ности Ь„.: Определим Верхнюю граничную частоту каскада: Ю-~- Я ж аг'~ И'- ~) гие ЙФ~ = ~/ти — иерхиии граиичиаи чаотота каокаиа бее коррекции. Используя оптимальную индуктивную коррекцию, обычно решают одну из двух задач: 1) максимальное расширение полосы пропуакания при заданном коэ4Фициенте уоиления каскада Ю~~ ,' 2) максимизация коэ4фициента уоиления каок~ща при Фиксированном значении Верхней граничной чаототы Ю~ Ьр .
) ,~$~ а ~',ЮГ Ф~ ~3.16) При решении первой задачи вначале по заданным значениям )~,'„ о и д" определяют необходимое сопротивление Ю~: еФД,Я Ф ® М- -Ф $Г „Д .Ы ( 3.16) Затем и соответствии с 13.13) вычисляют значение т~, после чего посредством 13.14) и (3.15) находят оптимальное значение индуктивности Е„ и верхнюю граничную частоту каскада с коррекцией.
При решении второй задачи по заданному значению Ы~~ опре-. деляют минимально необходимое значение Ы~ каскада без коррекции: Ю = М у 1~7Я ~3.17) Затем по известным значениям С, Ср~~, Е,„„ д„' ~Г и Й~~ находят ~~ '. ю = 1/Ис„+е +с„)и -д' — у'). й.18) После чего в соответствии с 13,12) и ~3.14) находят коэ4Фипиент усиления К~ и оптимальную корректирующую индуктивность Е„ . Отметим, что введение в цепь стока корректирующей индуктивности 1„ не сказывается на коэффициенте усиления каскеда в области СЧ К . В то же время верхняя граничная частота может быть повышена в 1,722 раза. Это означает, что площадь усиления П„= ))с' й~„ при оптимальной индуктизной коррекции каскада на полевом транзисторе возрас,тает также в 1,722 раза.
Расчет каскада с индуктивной коррекцией на биполярном транзисторе ~рис. 3.2,а) имеет свою специфику по сравнению с рассмотренным выше. Основное отличие связано с тем, что выходная емкость и крутизна биполярного транзистора являются частотнозаеисимыми параметрами. Наиболее сильно эта зависимость сказывается при работе каскада на малоинерционную нагрузку, когда С~ =/ ~„>> С„С~ и у»у„. 3 этом сщчае для модуля коэффициента передачи каскада в области ВЧ спразедливо выражение 2 я 8 где ~р - постоянная времени в области БЧ каскада без коррекции: ф ~3.2О) «а ~к /Кк (3.21) 26 Аа Юф к~4 К «, /~ ~ + у'„) Условие оптимального выбора Ь„ при этом выглядит слещчаим образом: При оптимальном выборе 1~ верхнюю граничную частоту определяют так: Задача максимального расширения АЧХ при фиксированном значении коэф$жаиента усиления каскада на биполярном транзиоторе, работаицем на малоинерционную нагрузку, решается в такай последовательноо ти, 1.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
