Материал: Попов Э.Г. Основы аналоговой техники. Учеб. пособие для студ. радиотехнических спец

Рис. 4.29

Комплексный коэффициент передачи для схемы рис. 4.29, б, равный

состоит из коэффициента передачи от источника ЕИ к контактам 1 - 1 (первая часть выражения) и коэффициента деления активного делителя, состоящего из

171

При увеличении частоты свыше fН коэффициент передачи стремится к K0E, так как выражение под корнем в (4.82) стремится к единице. С уменьшением частоты ниже fН подкоренное выражение в (4.82) увеличивается, и коэффициент передачи падает со скоростью 6 дБ/окт.

Фазовый сдвиг между ЕИ и U'2 растет с уменьшением частоты и стремится к 90о, если частота f стремится к нулю

Для расширения полосы пропускания в сторону низких частот следует увеличивать индуктивность L1, но это приводит к увеличению габаритов и массы трансформатора и к увеличению межвитковой емкости, что в свою очередь приведет к снижению верхней граничной частоты.

4.5.4. Поведение трансформаторного каскада в области высоких частот

Эквивалентная схема каскада для области высоких частот (рис. 4.30) кроме активных сопротивлений будет содержать индуктивность LS и емкость C′Н.

В зависимости от величины сопротивления R'2 различают три типа нагрузок:

при малой величине R′2 выходной ток протекает по этому сопротивлению и не протекает по емкости C′Н и нагрузкой каскада будет чисто активное сопротивление (например, трансформатор нагружен на динамический громкоговоритель);

при R′2, стремящемся к бесконечности, ток по этому сопротивлению протекать не будет, и нагрузка каскада будет емкостной (например, трансформатор нагружен на вход каскада на полевом транзисторе);

при соизмеримых сопротивлениях емкости C′Н и резистора R′2 на выходе трансформатора будут присутствовать оба эти элемента, и нагрузка будет комплексной.

172

обретает вид последовательного колебательного контура, образованного сопротивлением R, индуктивностью LS и емкостью C'Н. Свойства такой цепи определяются резонансной частотой

(рис. 4.31). За частотой fР частотная характеристика быстро спадает с увеличением частоты. Спад определяется увеличением сопротивления индуктивности LS (6 дБ/окт, верхнее плечо делителя) и уменьшением сопротивления емкости C'Н (6 дБ/окт, нижнее плечо делителя) и равняется 12 дБ/окт.

На частоте резонанса сопротивление контура становится чисто активным, ток в нем совпадает по фазе с входной ЭДС ЕИ. Выходное напряжение, снимаемое с емкости, будет отставать от тока и соответственно от входного напряжения на –90о. За частотой резонанса цепь приобретает индуктивный характер, ток начинает отставать от напряжения ЕИ, и сдвиг по фазе увеличивается, стремясь в пределе к –180о, так как напряжение, снимаемое с емкости, попрежнему отстает от тока на –90о.

Расширение частотной характеристики в этом случае достигается за счет уменьшения LS и C′H, определяющих частоту резонанса fР. Уменьшение этих

174

параметров, как и в случае с чисто активной нагрузкой, достигается целенаправленным усовершенствованием конструкции трансформатора, что влечет за собой его удорожание.

Работа каскада в условиях комплексной нагрузки практически не отличается от предыдущего случая. Вид частотной и фазовой характеристик попрежнему определяется наличием в выходной цепи колебательного контура LSC'Н. Однако добротность этого контура в данном случае может изменяться за счет вариаций сопротивления R'2 и приведет к соответствующему изменению частотной и фазовой характеристик. В отдельных случаях такой способ коррекции частотной характеристики трансформаторного каскада оказывается весьма удобным, достаточно простым и дешевым.

4.6.Специальные схемы каскадов предварительного усиления

4.6.1.Каскодный усилитель

Известно, что схема с общей базой имеет наиболее широкую равномерную частотную характеристику [16]. Однако входное сопротивление этой схемы невелико, что в большинстве случаев затрудняет связь каскада с общей базой с источником сигнала. Применение каскодной схемы позволяет устранить этот недостаток и придает усилителю ряд новых положительных качеств. На рис. 4.32, а, б представлены два каскодных усилителя с последовательным и параллельным питанием транзисторов. Как видно из рисунка, каскодная схема является двухкаскадным усилителем. В первом каскаде транзистор включен по схеме с общим эмиттером, а во втором – по схеме с общей базой. Для задания рабочей точки в обеих схемах используется обычная эмиттерная стабилизация. Постоянное напряжение на коллекторе транзистора VT1 в схеме рис. 4.32, а задается делителем напряжения в цепи базы транзистора VT2 , состоящим из сопротивлений R4 , R6 . Напряжение с нижнего плеча делителя R4 через открытый переход база-эмиттер транзистора VT2 поступает на коллектор транзистора VT1. При достаточно высоком напряжении источника питания Е0 предпочтительнее использовать схему на рис. 4.32, а, так как она содержит меньшее количество деталей.

175