Материал: Sb000508

В любом усилительном каскаде, не являющимся УПТ, т.е. с АЧХ имеющей спад в области низких частот, возникают переходные искажения. Эти искажения связаны с тем, что усилители переменных сигналов не способны передавать постоянные и медленно меняющиеся сигнальные напряжения. В частности, если в схемах рис.25 сигнальный ток iс или сигнальное напряжение eс имеют вид скачка тока или напряжения, то напряжение u2 на выходе разделительной цепи будет изменяться по экспоненциальному закону, а именно на u2(t)=u2(0)exp(t/τр), где u2(0)=(R1||R2)iс – значение напряжения на выходе разделительной цепи в момент начала действия импульсного сигнала. График напряжения u2(t) приведен на рис.26.

При конечной длительности tи прямоугольного импульса к моменту его окончания вершина импульса претерпевает спад

∆=1-exp(tи/τр)≈tи/τр=2πfнtи, (49)

где fн – нижняя граница полосы пропускания разделительной цепи, определенная по уровню -3 дБ. Следует отметить, что соотношение (49) применимо и по отношению к тракту в целом, т.е. приближенно можно принять, что

где ∆Σ – общий спад переходной характеристики тракта в целом; fнΣ – нижняя граница полосы пропускания по.уровню -3 дБ. Приближенно можно считать, что в многозвенной цепи спад ее переходной характеристики определяются суммой спадов переходных характеристик в ее отдельных звеньях

где n – общее число звеньев, влияющих на спад переходной характеристики. Из

(49) и (50) следует, что fнΣ≈fн1+fн2+...+fнn, где fн1, fн2, fнn – значения нижних границ полосы пропускания по уровню -ЗдБ для тракта в целом и для его n

отдельных звеньев.

41

Рекомендуемый порядок выполнения этапа IX

1.Распределить в соответствии c (51) общий допустимый спад ∆ переходной характеристики для тракта в целом между всеми n звеньями усилительного тракта, существенно влияющими на появление спада вершины импульса. При этом считать, что наибольший спад (в 5...15 раз, больший чем разделительные цепи) создает блокировочный конденсатор в цепи эмиттера.

2.Определить граничные частоты fi всех n звеньев тракта с помощью вытекекающей из (49) и (50) формулы fi=∆i/2πtи, где ∆i – спад вершины импульса вследствие влияния на переходную характеристику тракта его i-го звена.

3.Вычислить требуемые значения емкостей конденсаторов Ср и Сб по найденным значениям fi. Вычисления осуществить в соответствии с (47) и (48).

4.Оценить согласно (50) значение нижней граничной частоты fн для тракта в целом и определить требуемое значение емкостей Сб, стоящих в коллекторных цепях схем рис.23. с помощью соотношения Сб>>1/2fнR*к.

5.Рассчитать требуемое значение емкости конденсатора Сб, стоящего в цепи обратной связи. Расчеты выполнить в соответствии с формулой

Сб>>1/2fнR*, где R* – полное сопротивление цепи, внешней по отношению к конденсатору Cб.

Оценка значения коэффициента усиления тракта в целом (этап X)

0бщий сквозной коэффициент усиления трехкаскадного усилителя тракта определяет соотношение

KΣ=KвхK1K2K3,

где Kвх, K1, K2, K3 – коэффициенты передачи входной цепи и трех следующих за ней каскадов. При этом данные о коэффициентах передачи последних содержит табл.З, коэффициент же передачи входной цепи определяет соотношение Kвх=1/(1+gвхRc).

При проведении вычислений коэффициентов передачи оконечных каскадов следует иметь в виду, что в них условие малосигнальности ξi<0,2...0,3 и ξu<0,2...0,3 может не выполняться. В звязи с этим вычисления значений коэффициентов усиления в этих каскадах следует проводить с использованием усредненных в соответствии с (11) g-параметров. При этом в качестве Iк01 следует согласно рис.8 принять исходное значение коллекторного тока Iк0, а в качестве тока Iк02=Iк0+UMgэкв. При вычислениях следует также учесть, что в схемах ОЭ рекомендовано ввести обратную связь глубиной Fоэ=2. Эта обратная связь в схеме типа рис.24,а реализуется с помощью резистора Rf, значение которого может быть определено с помощью соотношения 1/Rf=g21/(Fоэ-1)-1/Rэ.

42

Павлов Владимир Николаевич Аналоговая схемотехника

Схемотехническое проектирование усилителя импульсных сигналов Учебное пособие по курсовому проектированию

43