promel (967628), страница 28
Текст из файла (страница 28)
з-в!в 1!3 По коэффициенту усиления оконечного каскада определяют и метры его входного сигнала, являющиеся исходными для ра предоконечного каскада, и т. д. вплоть до первого (входного) када. Расчет вначале ведут для средней частоты )з, что позво пренебречь влиянием конденсаторов в усилителе ~их сспротивл принимают равным нулю нли бесконечности для конденсаторов, щих в схеме замещения параллельно) и не учитывать зависим Рнс. 2. !5. Схема многонаскадного усилителя с конденсвторной связью параметров транзисторов от частоты.
Учет свойств траизисторо влияния конденсаторов в случае необходимости производят, исх вз диапазона частот усиливаемого сигнала, чем обеспечивается т буемая полоса про пускания частот у силител Наличие в схеме усилителя конденсаторов и зависимость па метров транзисторов от частоты приводят к тому, что при изменен частоты входного сигнала напряжение на выходе усилителя и кается как по амплитуде, так н по фазе. В соответствии с этим коэ фициент усиления по напряжению характеризуется комплекс ' величиной, определяемой модулем коэффициента усиления и углом фазового сдвига Ч~ выходного синусоидальвого напряжен усилителя относительно входного. Зависимость модуля коэффициеяз усиления Ка от частоты определяет амплитудно-чаетотнув хар' теристику усилителя, а зависимость угла фазового сдвига ф от ч' таты — его физо-частотную характеристику.
В области низ частот полосы пропускания указанные зависимости при чисто акти цой нагрузке обусловливаются наличием конденсаторов в схеме, а области высоких частот — главным образом частотными парам, рами транзисторов. Обычно иа практике можно независимо исол давать влияние элементов, определяющих ход указанных характ ристик в области высоких н низких частот. Рассмотрим особенности работы усилителя в о б л а с т и н и ки х частот. При расчете в 5 2.2 коэффициентов усиления одиночных каскада сопротивление конденсаторов переменному току хе = 1!ыС прин .
Из малось ось равным нулю. Как указывалось, такое предположение действите. л но для полосы средних частот. Коэффициент усиления усилите „„для этих частот соответствует велич)сне Кпо (рис. 2.16, а)„ равно произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов. По меРе снижениЯ частоты начинает сказыватьса Уменьшение про димости межкаскадных конденсаторов связи С в усилителе. р ))оеоса сиестиах чосисот ' )эл !( о с и )(ио )Чо.о ио э Гол Лососи 4л а) т' г" т ол о.о ил рнс. 2.16. Общий вид амплитудно-частогной характеристики многокаскадного усилателя с конденсаторной связью (и), влияние емкости конденсаторов связи на амплитудно- частотную характеристику усилителя в области низких частот (б) Вследствие падения напряжения на конденсаторах уменьшается напряжение сигнала, поступающее на первый каскад от источника входного сигналя и на последующие каскады с выходов предыдущих.
Падение напряжения на конденсаторах приводит к уменьшению амплитудных значений сигналов на выходе каждого каскада н усилителя в целом, что проявляется снижением его коэффициента усиления в области низких частот (рис. 2.16, а). Влияние конденсаторов С яви ляется причиной того, что в усилителе с конденсаторной связью коэффициент усиления Кп -~ 0 при )".-~ О.
Характер зависимости коэффициента усиления в области низких частот определяется величиной емкости конденсаторов Ср. В частноети, с увеличением нх емкости снижение коэффициента усиления происходит при более низких частотах (рис. 2.16, б) Необходимо отметить, что на коэффийиент усиления усилителя в обла Их ласти низких частот оказывают влияние также конденсаторы х влияние проявляется в том, что с уменьшением частоты снижаются к шунти тся коэффициенты усиления каскадов вследствие уменьшения У (Руюгцего действия конденсаторов на резисторы Я .
Умень э. частот ньшенне модуля коэффициента усиления в области низких Ко учитывается коэффициентом частотных и с к а ж е н и й усилителя 1!б М„= К(го)К(( (2.70) который п искажений, Р пРедставляет собой произведение коэффициентов частотных и, обусловленных каждым из конденсаторов в усилителе: )У)н = )1'нС! Мосх ° ° ~)НС)О ° (2,71) Коэффициент частотных искажений, обусловливаемый влия каждого из конденсаторов, рассчитывают с учетом его постоя времени тнс и частоты ан по формуле Мнс )/ 1+( ) "н'но Так, для конденсатора Сгн (см. рис.
2,15) постоянная вре тнгн = Ср1%, + Ран 1), где й„.„1 — входное сопротивление пер каскада; для конденсатора С,г тн,г = Снап ~~ Кг,н), где йг, сопротивление транзистора 7, со стороны эмиттера Яг;ж гн); конденсатора Спн т„рн — — Ср,Я„н, + И,„ы), где гг',„и — вход сопротивление второго каскада. Аналогично определяются пос ные времени и для других конденсаторов в схеме. При расчете .усилителя на требуемую область низких ча' исходным параметром является н н з ш а я ч а с т о т а пол пропускания 7„усилителя для усилнваемых сигналов.
Частоте. соответствует коэффициент частотных искажений Мн = (рис. 2.16, а), величина которого зависит от назначения усили Так, например, для усилителей звуковых частот величину Мнп ча принимают равной Р'2. Согласно выражениям (2.71) и (2.72), зад' сводится к выбору таких значений емкостей конденсаторов в уси' геле, чтобы произведение коэффициентов частотных искажений, о словливаемых наличием конденсаторов в схеме, составляло М, Мнп. Как отмечалось, наличие конденсаторов в схеме приводит к явлению и фазо-частотных искажений. В полосе средних частот, влияние конденсаторов ве проявляется, сдвиг по фазе выходи напряжения усилителя относительно входного возможен только'* величину ап, где л — число каскадов усилителя, осуществляю изменение фазы сигнала на 180'. Как известно, ими являются л, каскады ОЭ (или ОИ), поскольку схемы ОБ и ОК (а также 03 и О фазу сигнала не поворачивают. С понижением частоты входного сигнала появление фазового сд', га обусловлено тем, что ток в цепях с конденсаторами опережает" фазе напряжение.
Так, например, в области низких частот входа напряжение каждого каскада будет создаваться входным током костного характера, протекающим через конденсатор Ср. В свя, с этим напряжение, поступающее на вход каскада после кондея торов, будет иметь опережающий фазовый сдвиг относительно нап, жения источника (для первого каскада) и выходного напряжен, предыдущего каскада (для промежуточных каскадов).
В результа фазовый сдвиг выходного напряжения усилителя относительно е входного напряжения в области низких частот имеет опережающ. характер, его угол равен сумме углов фазовых сдвигов, создаваем всеми конденсаторами в схеме: 'Рн ~Рпр1 + ~Рнрп + ~Рнн1 гРнрз + Рннн + ". (2 2.7 Угол фазового сдвига, создаваемого каждым из конденсаторо о ят из выражения, отражающего связь между коэффициентом ных искажений (2.72) и фазовым сдвигом: частотны ~.,- ~'т +!Я~„',г- (2.74) соз Г откуда ! гр.с = агс(к о'н~, о (2.75! для иллюстрации влияния конденсаторов на частотные и фазовые и искажения предположим, что емкости всех конденсаторов в усиеле кроме Сра (см. рнс. 2.(5), довольно о г льшие. Тогда амплитудно-частотная Кр н фазо-частотная характеристики уснлнля в области низких частот будут Кхз об словлены конденсатоРом Ср .
Ампли- ау Кгг дно-частотная характеристика усилителя уг будет определяться нз условия М„ = д г = М„„по выражению (2,72), а фазо-частотная — по выражению (2. 75) для С, Внд характеристик показан на рис. 2.)7, а, б сплошными линиями. При этом угол фазового сдвига в усилителе, обуслсвленный конденсагором Ср„газ -~ я/2, Для часготы входного сигнала, при которой М„ = = )~2, угол фазового сдвига согласно вы- !кп ' !! ) 'й луа нг г )!7 раженню (2.74) гр„= п74 (рнс.
2. (7, а, б). Влияние всех конденсаторов усилителя вызывает спад амплитудно-частотной характеристики при больших частотах и согласно соотношению (2.73) — увеличение фазового сдвига (пунктирные кривые на Рис. 2,(7, п, б). Рассмотрим работу усилителя в о 5л а е ти вы со к н х ч а стот, Факторамн, влияющими на характеристики усилителя в области высоких частот, являются зависимость коэффициента (3 транзистора от чистоты н наличие емкости коллектоРного пгРгхооо Сжи (для каскадов 03), уменьшение коэффициента усиления усилителя в области высоких частот обусловливается снижением коэффициентов усиленна отдельных каскадов вследствие уменьшения модуля коэффициента () транзисторов, а также шунтнрующего дейвтвия емкосгей С„<м, О степени уменьшения коэффициента () судят по гран""ной частоте )з, на которой его значение снижается в ~/2 раз относительно величины рм действительной для области средних ча!лот.
хом В области высоких частот коэффициент передачи тока (4 являетая онплексной величиной: ,~ го (2. 76) ! .'г ! (Юз ) в связи с чем, а также с учетом емкости Сж,1 создается отстаю фазовый сдвиг выходного напряжения относительно входного. Уменыпение коэффициента усиления каскада в области высо частот характеризуется коэффициентом частотных искажений м.ч=г ~ «-Е„.)*, с, = тз + тв (2 (2 — эквивалентная постоянная времени кас в области высоких частот. Постоянная времени тр, примерно равная времени жизни и новных носителей заряда в базе (дырок в транзисторах типа р-Н связана с граничной частотой /р выражением т, = 1/(2н/ч), (2 а постоянная времени тв определяется параметрами коллектор цепи каскада (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
