Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Усилительные каскады с коррекциейСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Современная техника часто требует усиления электрических сигналов,
имеющих очень широкую полосу частот: от единиц или десятков герц до десятков мегагерц. Поэтому, для широкополосного усиления используют
резисторный каскад, обладающий очень хорошей частотной и переходной характеристиками, и расширяют полосу усиливаемых частот добавлением в схему специальных цепей, называемых корректирующими.
Различают следующие виды корректирующих цепей:
Цепи, расширяющие полосу пропускания каскада в НЧ области, называют цепями (или схемами) низкочастотной коррекции (НЧ коррекция). НЧ коррекция улучшает переходную характеристику в области больших времен, то есть уменьшает спад вершины импульса.
Цепи, расширяющие полосу пропускания каскада в ВЧ области, называют цепями (или схемами) высокочастотной коррекции (ВЧ коррекция). ВЧ коррекция улучшает переходную характеристику в области малых времен, то есть уменьшает время нарастания фронта.
Схемы ВЧ коррекции подразделяют на два подвида: схемы ВЧ коррекции с использованием корректирующей индуктивности и схемы ВЧ коррекции с использованием частотно-зависимой ООС.
Все методы частотной коррекции основаны на введении в усилитель дополнительных элементов. Корректирующие элементы должны обеспечивать требуемую частотную коррекцию, не нарушая основные параметры и характеристики усилителя. Метод Брауде позволяет определить оптимальные параметры схем частотной коррекции с целью приближения АЧХ реального усилителя K к АЧХ идеального усилителя – K const (рис.1.2).
Из курса ОТЦ известно, что для любого линейного четырехполюсника передаточная функция может быть представлена в виде отношения двух полиномов:
Для выполнения условия физической реализуемости линейного четырехполюсника (K 0 при 0) должно выполняться неравенство
n m.
Для того чтобы приблизить реальную АЧХ линейного четырехполюсника к идеальной следует изменить коэффициенты полиномов таким образом, чтобы коэффициенты при одинаковых степенях частоты в числителе и знаменателе были равны:
Так как коэффициенты ai и bi зависят от известных параметров исходного некорректированного усилителя и параметров корректирующих элементов, то
решение системы равенств для коэффициента передачи усилителя
позволит определить оптимальные параметры корректирующих элементов.
Индуктивная ВЧ коррекция
На рис.8.1 представлена схема ВЧ коррекции с добавочной
индуктивностью в каскаде на полевом транзисторе
Коррекция осуществляется с помощью катушки индуктивности
включенной последовательно с резистором R С. Принцип действия основан на увеличении сопротивления цепи стока в области ВЧ: в области ВЧ сопротивление цепи стока определяется согласно (8.3), в областях НЧ и СЧ согласно (8.4).
Рис.8.1. Принципиальная схема каскада ОИ с индуктивной ВЧ коррекцией
Индуктивная ВЧ коррекция эффективна только при работе на высокоомную нагрузку, то есть нагрузка усилителя или входное сопротивление следующего каскада высокоомные: R Н R С или R Вх R С. В случае низкоомной нагрузки или низкоомного входного сопротивления следующего каскада, сопротивление нагрузки каскада зашунтирует сопротивление цепи стока Z С R С j L корр. Поэтому, такую схему коррекции можно применять или в оконечном каскаде с высокоомной нагрузкой, например, когда нагрузкой является кинескоп или осциллографическая трубка, или в том случае, когда входное сопротивление следующего каскада велико, например следующий каскад собран на полевом транзисторе.
Для получения эквивалентной схемы используем допущения, которые применялись при анализе работы каскада в области ВЧ.
И
Рис.8.2. Эквивалентная схема каскада с индуктивной ВЧ коррекцией
Эквивалентную схему (рис.8.2) можно упростить, полагая что нагрузка
является высокоомной (рис.8.3).
И
Рис.8.3. Эквивалентная схема каскада с индуктивной ВЧ коррекцией при высокоомной
нагрузке
Уменьшение спада частотной характеристики в области верхних частот при включении корректирующей индуктивности L корр объясняется тем, что транзистор оказывается нагруженным на параллельный колебательный контур,
состоящий из L корр и С 0 С Вых С Вх С М. Если резонансная частота этого контура соответствует верхней частоте рабочего спектра частот входного сигнала, то его сопротивление в ВЧ области будет больше сопротивления цепи стока R С на средней частоте. Следовательно, в ВЧ области коэффициент усиления увеличивается и АЧХ выпрямляется. В областях НЧ и СЧ
сопротивление катушки индуктивности пренебрежимо мало, в
сравнении с сопротивлением стока R С и не оказывает влияния на работу схемы.
Определим с использованием метода Брауде оптимальное значение корректирующей индуктивности L корр. Передаточная функция каскада с высокочастотной индуктивной коррекцией для области верхних частот будет иметь вид:
Коэффициент частотных искажений на верхней граничной частоте определяется выражением:
где K 0 – номинальный коэффициент усиления, который при высокоомной нагрузке и большом входном сопротивлении ПТ можно считать по
В числителе выражения (8.7) находится полином второй степени m 2, в
знаменателе – четвертой степени n 4, следовательно n m, с увеличением
частоты усиление падает до нуля K 0 0. Элементы R с и C 0 известны из расчета исходного каскада. Необходимо определить величину корректирующей индуктивности L корр.
По методу Брауде условием оптимальности будет равенство коэффициентов при одинаковых степенях частоты в числителе и знаменателе выражения – для записанного коэффициента частотных искажений при членах :
Следовательно, уравнение для нахождения величины корректирующей индуктивности будет иметь вид:
Из условия физической реализуемой индуктивности (L корр 0) получаем выражение для оптимального значения индуктивности Lopt:
На рис.8.4 представлены АЧХ и ПХ при различных значениях корректирующей индуктивности L корр.
2
1
Рис.8.4. АЧХ и ПХ каскада с индуктивной ВЧ коррекцией при различных значениях корректирующей индуктивности: 1 – без коррекции L корр Lopt, 2 – оптимальная
коррекция L корр Lopt, 3 – перекоррекция L корр Lopt
Из представленных на рис.8.4 графиков видно, что при введении ВЧ коррекции увеличивается верхняя граничная частота и уменьшается время нарастания фронта. При перекоррекции (вариант 3 на рис.8.4) имеем сокращенный фронт импульса, но появляется возбуждение колебаний, то есть искажается форма сигнала. Использование перекоррекции возможно в отдельных каскадах многокаскадного усилителя для получения равномерной АЧХ всего усилителя, при отсутствии коррекции в остальных каскадах. Теоретически верхнюю граничную частоту можно поднять на 82%. Дальнейшее увеличение ограничено членом второй степени в знаменателе (8.5), который будет давать спад АЧХ.
К преимуществу индуктивной ВЧ коррекции следует отнести увеличение площади усиления – K 0 с ВЧ корр K 0 без ВЧ корр (при оптимальной коррекции площадь усиления увеличивается в 1,72 раза):
К недостаткам индуктивной ВЧ коррекции следует отнести:
1) коррекция эффективна только при работе на высокоомную нагрузку, т.е. должно выполняться неравенство RН RС;
2) из-за отсутствия широкого ряда серийно выпускаемых индуктивностей очень сложно получить в реальной схеме точное значение Lopt;
3) индуктивность является источником электромагнитного излучения, что требует использования экранировки, следовательно, использование индуктивной ВЧ коррекции ведет к увеличению веса, габаритов и стоимости усилителя;
4) индуктивную ВЧ коррекцию сложно реализовать в микро исполнении (непригодна для интегральных схем).
Каскады с индуктивной ВЧ коррекцией используются в усилителях для
электронно-лучевых трубок (там очень большое сопротивление нагрузки), а
также в дешевой радиоаппаратуре.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-08; просмотров: 1211; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.119.28.213 (0.012 с.) |