promel (967628), страница 40
Текст из файла (страница 40)
В настоящее время резонансные усилители, как и усилители др гих типов, применяются преимущественно в интегральном исполн нии. Микросхема избирательного усилителя обычно содержит бол шую часть элементов реализуемой принципиальной схемы (в то числе и конденсаторы малой емкости). Исключение составляют инду тивность 7. и емкость С колебательного контура, которые использу ' в качестве навесных элементов. Для ограничения количества дис ретных компонентов широко распространена непосредственная свяц между каскадами в усилителе с включением колебательного контур, лишь в один из каскадов.
Узкополосные усилители с резонансным контуром создают н' частоты свыше десятков килогерц. Для диапазона более низких ча тот применение резонансных усилителей нерационально из-за бол -' ших габаритов элементов 5С-контура. В диапазоне звуковых и ос ' бенно промышленных частот узкополосные усилители выполняютз обратными связями через ч,,а с т о т н о - и з б и р а т е л ь н ы е Р ' цепи. Из частотно-избирательных ЯС-цепей папбольшес примспени' получила схема двойного Тобр явного мост., (рис. 2.57, а), отличающаяся высокой частотной селективностью к эффициепта передачи напряжения 1в ~ = — ""' ~ я угла фазово,„ ~~вх сдвига хр между напряжениями выхода и входа (рис.
2.57, б). Пр,, подходе к некоторой частоте )в коэффициент передачи (х1 становитсн равным пулю, а при ее переходе фазовый сдвиг изменяет знак. Час-: тотугвназывают частотой настройки или частото'4:. 166 оппри аст- .)58) е— ))С Очевидно, для получения частотной характеристики усилителя вида рис. 2.55 двойной Т-образный мост следует включить в цепь Рпс. 2.8Х Схема лаокаого Т-образного моста (а), зависимости его коэффициента передачи и угла фазового сдвига от частоты (б) отрицательной обратной связи (рис. 2.58, а).
Предположим, что используемый усилитель имеет частотную характеристи ку Ки ()) (рис. 2,58, б) с коэффициентом усиления в области низких и средних частот Кп . При частотах входного сигнала )', отличных от )„коэффициент передачи цепи обратной связи (х! — 1 и сигнал с выхода усилителя полностью передается цепью отрицательной обратной связн на его вход. В усилителе действует глубокая отрипательная связь.
Коэффициент усиления усилителя с такой обратной связью а) Рнс. 2.58. Структурная схема включения двойного Т-образного моста нля сознания избирательного усилителя (а), частотная характеристика избирательного усилителя с азонным Т.образным мостом (б) Рис. 2.59. Схема избирательного усилителя на ОУ с даойным Т.образным мостом согласно соотношениям (2.1! !), (2.114) близок к единице. По приближения к частоте та модуль коэффициента передачи 1а! ного Т-образного моста уменьшается, что вызывает ослабление рицательной обратной связи и возрастание коэффициента усил . Коем На частоте !е (х! =О и отрицательная обратная связь отс ствует. Коэффициент усиления Кпо, на этой частоте равен коэф циенту усиления Кпм используемого усилителя Добротность (! (см.
(2.148)), характеризующая избирательн свойства усилителя, зависит от селективности цепи обратной св и коэффициента усиления К л л г усилителя (рис. 2.58, б). Для рассматриваемого т усилителей добротность ьгт = Ки р/ я гт гг Для сохранения высокой из тмИ-» + 'лата т рательности двойного Т-образио л' моста в усилителе необходи обеспечить режим работы мое по выходу, близкий к холосто ходу, а сигнал подавать от ис ника с малым внутренним сопр тивлением.
Иными словамн, е следует включать в усилитель ме ду эмиттерными повторителями входного и выходного каскадо Немаловажную роль играет и точность выбора параметров зл ментов !с, С двойного Т-образного моста. При чрезмерном разбро параметров элементов характеристики РЯ,1а!Д схемы становя ся отличными от приведенных на рис. 2.57, что приводит к наруш нию требуемого режима работы усилителя. При построеш;и избирательных усилителей с двойным Т-образны мостом в цепи отрнпательной обратной связи удобно использоват схему усилителя с двумя входами (с дифференциальным входны каскадом). На один из входов подается усиливаемый сигнал, а п': второму осуществляется отрицательная обратная связь. Цепь абра ной связи подключается к тому из входов, для которого выходно сигнал находится в противофазе.
В качестве усилителей могут применяться интегральные усили' тели постоянного тока и операционные усилители. Пример выполнения схемы избирательного усилителя на ОУ показан на рис. 2.59е Помимо частотно-зависимой отрицательной обратной связи, осуще; ствляемой по инвертирующему входу, в схему включена веществен-' ная отрицательная обратная связь (резистор (соа), обеспечивающая'' получение требуемого коэффициента усиления усилителя.
Согласно; выражению (2.142), Кша =! + Я„/Я'. й 2.11. ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИИ Генераторы сииусоидальных колебаний осуществляют преобразование энергии источника постоянного тока нныи ток требуемой частоты. Они выполняются на основе уси- пеР и со звеном положительной обратной связи, обеспечивающей пател„„,и режим самовозбУждениЯ на тРебУемой частоте. СтРУктУРУ а генератора синусоидальных колебаний приведена на 60 Козффипиент усиления усилителя н коэффициент передачи ис. 2. звена р . ',братной связи приняты комплексными, т. е, учитывается их „имость от частоты. Входным сигналом для завис и.
„ли еля в схеме генератора является часть его выход у „одного напряжения, передаваемая авеном положи ,ительной обратной связи (!к! ( 1). Для Работы схемы в Режиме генеРации необ„ димо выполнение двух условий. Первое харакизуется тем, что фазовые сдвиги сигнала, соз„ ваемые усилителем (фт) и звеном обратной свя„(ф„), в сумме должны быть кратными Рнс. 2.60, Струк.
турнаа схема генератора сннусон. (2 ! 69! дальных колебаннн ф +ф„=2лк, где л =0, Соотношение (2.169) определяет уел ов н е бал а ни а ф а з з усилителе с положительной обратной связью. Второе условие находят из выражения (2.110). Как показано в й 2.6, оно определяется неравенством (2.!60! !6З Для получения на выходе генератора напряжения сннусоидальной формы требуется, чтобы соотношения (2.169), (2.160) выполнялись только при одной частоте. физический смысл неравенства !К!(к! .-.- 1 заключается в следующем.
Сигнал, усиленный усилителем в !К, 'раз и ослабленный звеном обратной связи в !к! раз, при выполнении условия (2.!69) воз. яикает вновь на входе усилителя з той же фазе, но с большей амплн. тулой. Иными словами, неравенство !К 1!х! ) ! определяет необ. ходимое Условие для самовозбуждения генератора, когда первоначальные изменения токов н напряжений в схеме усилителя, появившиеся после его подключения к источнику питания, вызывают прогрессирующее нарастание амплитуды сигналов соответствующей частоты на входе и выходе усилителя. Равенство !К 1!к! =1 соответствует переходу генератора к установившемуся режиму работы, когда по мере увеличения амплитуды колебаний происходит уменьшение козффициента Усиления К усилителя из-за проявления нелинейности характеристик транзисторов прн больших амплитудах сигналов.
В стационарном режиме сигналы на входе и выходе генератора соответствуют некоторым установившимся значениям благодаря компенсации уси. лителем ослабления сигнала, создаваемого звеном обратной связи (Условие баланса амплитуд). установившиеся значения напряжений зависят от коэффиц ' усиления усилителя К для малого сигнала, а также от нелнпейн характеристик используемых транзисторов. Зависимости коэффи та усиления усилителя от температурьг и сопротивления нагр являются причинами нестабильности амплитуды выходного на ження генераторов. Задачу стабилизации амплитуды решают вв' нием в схему генератора стабилизирующих нелинейных элемен,' а также вещественных отрицательных обратных связей.
Генераторы сннусоидальных колебаний, так же как и избира ные усилители, выполняют с колебательным ЬС-контуром и ча но-завнсимыми 1тС-цепями. ЕС-генераторы предназначены для нерирования сигналов высокой частоты (свыше нескольких деся' кнлогерц), а )тС-генераторы используются на низких частотах (впл до единиц герц). Генераторы ВС-типа основаны на использовании избиратель СС-усилителей, обладающих частотной характеристикой в рис. 2.55.
Условия для генерации синусондальных колебаний (2.1 (2.160) здесь создаются для частоты настройки га колебательного к тура, когда его сопротивление является чисто активным. Предпос ° кой выполнения соотношения (2.159) для частоты 7а служит измене ' фазового сдвига трт, вносимого усилителем, при отклонении часто! от резонансной, так как сопротивление контура перестает быть акт ным н приобретае~ реактивный (индуктивный или емкостный) хар тер. Справедливость соотношения (2.!60) для резонансной часто.
обусловливается максимальным значением коэффициента усиле на частоте ! а. Схемная реализация ЕС-генераторов достаточно разнообраз, Они могут отличаться способами включения в усилитель колебател ного 5С-контура и создания в нем положительной обратной связ Особенности генераторов рассмотрим примерах схем с однокаскадиым уснли -Е лем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
