1629382645-b4e04346f8103ace08f21d88eab88aa5 (846433), страница 16
Текст из файла (страница 16)
7.4) с /; =7ь = 100 Гц и Г, = 50 Гц. В результате имеем: коэффициент усиления равен 0,447 и фазовый сдвиг 63,4'. Для этого случая АЧХ УСИЛИТЕЛЕЙ Я, г,„ 1000 Ом. г,„ = 0,25 г,„ Я, + Я,. 1000 Ом + Зооо Ом и г„,„= г,„. 0,25. 0,447 = 0,112 г,„ Таким образом, коэффициент усиления ~в действительности ослабления) этой схемы на частоте 50 Гц равен 0,112. Заметим, что коэффициент усиления может быть также вычислен приближенно: А = А„*1Иь) = 0,25. (1/2) = 0,125 г,„.
Даже на частоте 50 Гц, которая составляет половину ~', он близок к гц:т ттт ттул,,тт! тууът1уЬттттттт тратт!,,т~г;тт, чт,тттттт., „ ГЛАВА ~ г,„' Я, +Я 1+ ЦЯ, +Л~)юС ' "=А,,(~)= (7.6) ь+1/~Я, +М)С Из уравнения (7.б) следует, что схема имеет нуль при л = О Гц и полюс при з = — 1/~С(Я, + Л )1. Построение графика полюс — нуль для этой схемы показано на рис. 7.б. Заметим, что частоты являются круговыми и должны быть разделены на 2л для получения значений частоты в герцах.
Мнимая ось АЧХ УСИЛИТЕЛЕЙ 255 Как и прежде, коэффициент усиления на частоте~ соответствует усилению, определенному ранее. Фазовый угол можно также определить как угол между вектором из нуля и вектором из полюса (обозначены голубым цветом). При ~, этот угол равен 45'". влияние эмиттерного развязывающего конденсатора более серьезно и учесть его более сложно. 7,4.3. РВЭВЯзыВВк)1цйй кОмдВмсдт0Р В ц8 В предыдущем разделе было показано, что нижнюю частоту, определяемую разделительным конденсатором, вычислить нетрудно.
К сожалению, 256 ГЛАВА 7 ным до тех пор, пока частота не будет равна частоте полн7са, обусловленного влиянием разделительного конденсатора. Следует, однако, помнить, что характеристика Боде является идеализированной аппроксимацией реальной АЧХ. Пример 7.5 Как будет изменяться (7.7) а) на высоких частотах? б) на низких частотах? Решение а. На высоких частотах х много больше, чем при нуле или полюсе. Поэтому, пренебрегая нулем и полюсом, приводим (7.7) к виду; А, е77 е'св еп еег )вс 1тв (йть + й~е)е (в 7(тв з (77е Но это является точной формулой коэффициента усиления на средней частоте, полученной в гл. 4 (см.
разд. 4.5.2). Как и предполагалось, на высоких частотах конденсаторы не оказывают влияния и коэффициент усиления равен коэффициенту усиления на средней частоте. б. На низких частотах х мало относительно величин и полюса, и нуля. Если з принять равным О, уравнение (7.7) упростится: '7те ~С йс А,= йтв + 7~е + (1 е )7те ~Е) йк Но это является коэффициентом усиления транзисторной схемы с эмиттерным резистором без развязывающего конденсатора (см. разд. 4.7.2) и точно соответствует ожидаемому результату, поскольку конденсаторы размыкают цепь на низких частотах. Пример 7.6 Определить частоты полюса и нуля, если емкость эмиттерного конденсатора равна 10 мкФ (рис.
7.5). Решение Для схемы на рис. 7.5 Я „= 30000 Ом )! 3300 Ом ! 10000 Ом = 2292 Ом (см. пример 4.7). Предполагая, что транзистор имев~ Ьг, = 150 и 6,, = 900 Ом, определим частоту полюса: (1 в-йг,))(е+ Ягв+ 77ее 151.240 Ом+ 2292 Ом+ 900 Ом 2яЯе Се()!тв + Ьее) 2я. 240 Ом 10 ' Ф(3192 Ом) 39432 Ом = 820 Гц. 48,! Нуль в данной схеме расположен на частоте 7' = 1/2кЯ С = !0'!6,28 240 = 66,3 Гц Как видим, полюс расположен близко к нулю. Пример 7.7 Определить коэффициент усиления и фазовый сдвиг схемы (рис.
7.5) на частоте 500 Гц. 258 ГЛАВА 7 5 РКПЧТ "ВХОД ПОЛЮСА И НУЛЯ В ГЕРЦАХ" 10 ПЧРЫТ Р1, с! 12 РКПх(Т "ВВОД КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ НА СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЕ.ИЛИ ВЕЛИЧИНА" 15 ПЧРЫТХ АН 20 ПАТА 1О, 20, 50, 70, 100, 200, 500, 700, ! 000, 2000, 5000 30 РКПЧТ "ЧАСТ. КОЭФ. УС КОЭФ. УС(дБ) УГОЛ" 40 РКПЧТ 50 РОК )х( =! ТО 1! 60 КЕАО Р 70 м) БОк (Р 2ч-71 л2) 80 А! = АТ)Ч (Р/с1) 90 М2 8(->К(РЛ2! Р!Л2) 104 А2 = АТ1Ч (Р/Р1) 110 К = М!/М2 120 РКПЧТ Р, АН» К, 20»ЬОО10(К), 180»(А! — А2)/3.!416 130 1ЧЕХТ )Ч 140 Е)ЧО Рис.
7.8. Программа нв ВАЗ!С, РКЕО 2, ВАБ дпя уравнения 7.8. Решение Для этой схемы Р1 = 820 Гц, Л! = 66,3 Гц и К = 0,23 84,6 =!9,5. На рис. 7.9 показаны входной и выходной файлы для этих величин. Результаты расчета при 500 Гц точно соответствую~ значениям, полученным в примере 7.7. По компьютерным данным также можно построить характеристику, подобную рис. 7.7. 820, 66.3 19,5 а.
Входной файл ВХОД ПОЛЮСА И НУЛЯ В ГЕРЦАХ ВВОД КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ИЛИ ВЕЛИЧИНЫ УГОЛ ЧАСТ КОЭФ. УС КОЗФ УС (дБ) Выходной файл Рис. 7.0. Выходная распечатка компьютера к примеру 7.8. 10 20 50 70 !00 200 500 700 1000 2000 5000 1.59436 ! .64633 1,97108 2.28447 2,83225 4.86792 10.2407 12.7173 15.1118 18.0523 19.2446 б. -2!.749 — 2!.4704 — !9.9066 — 18.625 — !6.7581 — ! 2.0538 — 5.594! — 3.7128! — 2.21435 —.67003 —.114502 7.87853 15.3892 33.5323 4!.6756 49.5025 57.9525 5!.0735 44.1033 35.5585 20.3949 8.55388 АЧХ УСИЛИТЕЛЕЙ В схеме (рис.
7.5), собранной в лаборатории, использовались 1%-ные резисторы и случайно выбранный транзистор. Из результатов, представленных на рис. 7.10, видно, что максимальный коэффициент усиления схемы равен 25,5 дБ. Снижение на 3 дБ, т. е. до 22,5 дБ, соответствует частоте около 960 Гц, что сравнимо с частотой 820 Гц, вычисленной в примере 7.6. В основном форма кривой подобна характеристике Боде на рис. 7.7 и коэффициент усиления на частоте 500 Гц, равный 20,5 дБ, близок к 20 дБ, вычисленным в примере 7.7. Таким образом, результаты, полученные в лаборатории, достаточно близки к теоретическим результатам примеров 7.6 и 7.7 ГЛАВА 7 На рис.
7.11 показана основная схема в области высоких частот. Здесь приведены эквивалентные схемы и Тевенина, и Нортона, потому что эквивалентная схема Нортона часто используется в этом случае. Ее иногда называют фильтром нижних час~пот за то, что она пропускает низкочастотные сигналы ~Р;„,„= $~„„на низких частотах) и подавляет высокочастотные. вы вых АЧХ УСИЛИТЕЛЕЙ 26! Уравнение (7.9) для схемы в области высоких частот, или фильтра низких частот, можно записать в виде г„„1 РС л+ 1~ИС (7.11) Из (7.11) видно, что данная схема имеет полюс при .ю = — 1/ЛС и не имеет нуля. В большинстве случаев 1/ЛС определяет верхнюю частоту.
При 0 Гц расстояние до полюса равно 1/РС и (7.11) упрощается до г,„= г„„„. При 1' =.~и расстояние до полюса равно 2/АС, и г„,„= 0,707г,„(см. задачу 7.10). При частоте, павной. бесконечности, расстояние. до. полюса —..тоже бескрцечност,::,:,,:,:,. 262 ГЛАВА 7 2, С„,— внутренняя межэлектродная емкость база — эмиттер. Это емкость между базой и эмиттером транзистора, включенная параллельно С, 3. ф— внутренняя межэлектродная емкость база-- коллектор.
Это емкость между базой и коллектором транзистора. 4. ф— внутренняя межэлектродная емкость коллектор — эмиттер. Это емкость между коллектором и эмиттером транзистора. 5, С,-паразитная емкость вывода со стороны выхода транзистора, Она параллельна С„ . Транзисторы малой мощности, такие, как 21Ч3904, имеют обычно немассивные выводы и подключаются короткими проводниками.
В результате перечисленные емкости также очень малы ~обычно меньше 5 пФ). Поэтому АЧХ УСИЛИТЕЛЕЙ 263 ~ь „часто пренебрегают, база и В' рассматриваются как одна точка, т.е. гь = ~ы Емкость Сь, представляет собой диффузионную емкость. Она появляется при возрастании оь,', которое увеличивает число зарядов, движущихся через переход. Однако на высоких частотах гь, будет изменяться на противоположное очень быстро, так что все заряды не успевают отреагировать на изменение напряжения. Это явление возрастает при увеличении частоты и представляется диффузионной емкостью Сь „которая имеет типичное значение от 50 до 200 пФ, что гораздо больше паразитных внутренних межэлектродных емкостей.
2б4 ГЛАВА 7 Пример 7.11 Транзистор имеет Ь~, = 150 и Д = 300 МГц. Определить ф транзистора. Решение Из (7.13) имеем 300 МГц = 150~р, откуда ф = 2 МГц. АЧХ УСИЛИТЕЛЕЙ 2б5 (7.15) См = Сь,(1+ А.) Пример 7.13 Транзистор имеет следующие параметры: С„= 5 пФ, Сь, — — 100 пФ, С„= 3 пФ и коэффициент усиления, равный 100. Определить эквивалентную входную емкость, напряжения на С„, равно (1 + А,,) г,„и через эту емкость протекает значитель- ный ток. Таким образом, в эквивалентной схеме С„определяется умножением на коэффициент (1 + А„,), что дает ее эквивалентное значение относительно земли. Это называется емкостью Миллера С,„: Ачх усилителей частоте, чем полюс, обусловленный цепью базы транзистора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
