Разделы


Рекомендуем
Автоматическая электрика  Аналоговые вычисления 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

могут совместиться и характеристики инерционных звеньев, обусловленных емкостными нагрузками С и С и имеющих соответственно постоянные времени Tgbffi и Tg. В этом случае суммарная фазовая характеристика 2 будет достигать 180° (точка а) при минимальной величине затухания амплитудной характеристики. Величина затухания суммарной амплитудной характеристики на частоте, соответствующей фазовому сдвигу - 180° - ф (точка б), называется коэффициентом высокочастотного ослабления (затухания) К

Величина ф характеризует запас устойчивости по фазе.

Необходимая минимальная величина ослабления, вводимого в каскады одноканального усилителя.

К дБ

(2.72)

-180

>Г-4J .,. logiiO

Рис. 2.21. К пояснению методики определения коэффициента высокочастотного ослабления.

4, при трех - /Cgq = &.

где Koi, Kuz,...,Kg - коэффициенты усиления каскадов на нулевой частоте; - коэффициент запаса по амплитуде, связанный с разбросом параметров схем каскадов [5].

Если для расчета принимаются максимальные усиления каскадов с учетом разброса параметров элементов их схем, то коэффициент запаса /Сз=1. Если принять фз = 0. то при пяти последовательно включенных инерционных звеньях с совмещенными характеристиками = 3,16, при четырех - Кч при двух звеньях = оо [5].

Точное значение коэффициента высокочастотного ослабления можно определить при графическом построении суммарных амплитудно- и фазо-частотных характеристик всех последовательно включенных каскадов.

Распределение ослабления между каскадами начинается с определения необходимой величины ослабления выходного каскада, которое наиболее целесообразно вводить с помощью корректирующего фильтра в цепи, замыкающей обратную связь. Это позволяет получить максимальную полосу пропускания при иолнсй амплитуде выходного напряжения ОУ, если обеспечить для выходного каскада максимально возможную амплитуду входного-сигнала. Величина ослабления п-го (выходного) каскада выбирается из условия

п - 8

-0,5...2

где /Cq - коэффициент усиления п-го каскада на нулевой частоте.

Последнее условие объясняется тем, что выходное сопротивление каскаде-с обратной связью уменьшается пропорционально вводимому ослаблению £) только при измеиении D примерно в пределах от 1 до Km- При Е>п > Коп

выходное сопротивление практически не зависит от £) и равно -р- , где-вых - выходное сопротивление каскада без обратной связи.

Поскольку все ослабление D должно быть использовано для максимального смещения в сторону высоких частот составляющих характеристик с Т, то целесообразно вводить в выходной каскад Только такую величину D , при.



которой выходное сопротивление еще уменьшается пропорционально ослаблению.

Ослабление между остальными каскадами одноканального усилителя распределяется из условия совмещения составляющих характеристик с постоянными Т, т. е.

ЕЫХ 1 ВЫХ 2 ВЫХ (П-1) , оч

В - -оГ iB - - д;- 2в - - /?( !) -( -1) В

где вб1х 1 вых 2 вых (п-I) ~ выходные сопротивления каскадов до ведения корректирующих цепей; С, С, .... С( ц - емкостные на-грузки, подключенные к выходам каскадов. Из выражения (2.73)

г, г, вых2 .2в

DDi---

D( i, = Di%L(-l).%lL5. (2.74)

вых 1 1в

Так как DjDj . £ j; = , то Of определяется из равенства

вых 2 С2в вых (n-l) в D

1 р- 7----р---г- ТГ С./о)

Затем из выражения (2.74) находят ослабление остальных каскадов.

Если в ряде каскадов ОУ используются корректирующие фильтры, вклю- ченные в коллекторную (анодную, стоковую) цепь, то сопротивление фильтра юпределяется выражением (2.71)..

Для проверки правильности выбора величины коэффициента высокочастотного ослабления X необходимо построить амплитудно- и фазо-час-тотные характеристики всех каскадов в области высоких частот. Частот-шые характеристики каскада с корректирующим фильтром в коллекторной цепи (рис. 2.7,0) в области высоких частот, где влияние постоянных времени Тф и (i?bbix + Rl Сф можно не учитывать, в соответствии с выражением (2.29), определяются равенством

где R = R II R, - емкость коллектора транзистора; - постоянная времени транзистора.

Частотные характеристики каскада с корректирующим фильтром в анод-лой цепи (рис. 2.7, б) в области высоких частот определяются равенством

(/-)=*l-f Дь,хС (2-77)

-где Rj = R II R; р - выходное сопротивление каскада.

Частотные характеристики каскада с корректирующим фильтром в цепи стока (рис, 2.7, в) в области высоких частот определяются равенством

>~(1+/-к,хСн)(1 + /--з)-




-1во

Если в одноканальном усилителе используются каскады с корректирующим фильтром в цепи, замыкающей обратную связь, то изменение их частотных характеристик на высокой частоте можно определить с помощью выражений (2.32) - (2.42). Так, для каскада на биполярном транзисторе (рис. 2.7, г), если сопротивление определяется выражением (2.34), а величина вводимого ослабления < К, частотные характеристики определяются равенством

где Г, = (С + С,).

Частотные характеристики лампового каскада (рис. 2.7, д) и каскада на полевом транзисторе (рис. 2.7, е) определяются выражением (2.79). При этом сопротивление определяется согласно (2.38), а величина вводимого ослабления К.

По формулам (2.76) - (2.79) можно определить и построить суммарные амплитудно- и фазо-частотные характеристики одноканального усилителя в области высоких частот после распределения ослабления D между каскадами и проверить правильность выбора величины К.

Для обеспечения безусловной устойчивости, одноканального ОУ необходимо так расположить вдоль оси частот характеристики корректирующих фильтров, чтобы суммарный фазовый

сдвиг не достигал 180° во всем диапа- fg ю ** ю ю ю ю ю *

зоне частот, где коэффициент усиле . ния разомкнутого РУ еще больше единицы. Для определения параметров корректирующих фильтров необходимо найти фазо-частотную об-ласть.где может быть расположена п пп лг

суммарная фазо-частотная характе- Р пояснению методики оп-ристика разомкнутого РУ. Эту об- ределения зош,: ослабления:

ласть называют зоной ослабления 2,-сумма характеристик инерционных или областью затухания. Зона ослаб- звеньев о постоянными времени 7 е!. 3 в2, ления (рис. 2.22) определяется при вЗ- вых расч! Sj, - сумма характеристик максимальных еиачениях выходной инерционного звена с постоягшсй времени и входной постоянных времени. Она

лежит между линией ф = -180° и фазовой характеристикой Sg. полученной как сумма характеристики инерционного звена с максимальной входной постоянной времени Т и характеристики Sj.

Характеристика 2j получается как сумма составляющих с постоянными-времени 7 ,., определяющих спад характеристик каждого каскада в области высоких частот, и характеристики инерционного звена с заданной максимальной выходной постоянной времени Гдь,х.расч. Существует методика и-более строгого определения зоны ослабления [4], позволяющая в ряде случаев несколько улучшить частотные характеристики ОУг

При определении запаса по фазе необходимо оценить возможные перемещения вдоль оси частот характеристик корректирующих фильтров и фазовой характеристики Sg, определяющей границу зоны ослабления. Возможность смещения характеристик обусловлена разбросом параметров элементов схемы разомкнутого РУ и неточностью определения паразитных емкостных, нагрузок отдельных каскадов.




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

Яндекс.Метрика
© 2010 KinteRun.ru автоматическая электрика
Копирование материалов разрешено при наличии активной ссылки.