Если при расчете на устойчивость коэффициенты усиления каскадов принимаются максимальными, то для учета разброса других параметров достаточно ввести дополнительный запас по фазе 11° 12,7]. Кроме того, следует иметь в виду, что так как зона ослабления определяется при максимальных значениях и Tgjx, а коэффициент высокочастотного ослабления - при совмещении всех характеристик, то для промежуточных значений Т и Tgjjjj всегда вводится дополнительный запас по фазе, который может достигать очень большой величины. Так, например, если Т -> О, то дополнительный запас по фазе составляет 90°.

Постоянные времени корректирующих фильтров определяют одновременно с построением фазовых характеристик разомкнутого РУ и его элементов.

От порядка расположения

(Оц (021 (Озг шц сОц Юда

Рис. 2.23. К пояенению методики определения постоянных времени фильтров:

- сумма характеристик инерционных звеньев с постоянными времени 7 gi, Гв2, 1 еЗ вых- ~ сумма характеристики инерционного звена с постоянной времени 7 g и 2, - сумма характеристик фильтра

первого каскада Ф1 и 2 - сумма характеристик фильтра второго каскада Фг и ; - сумма характеристик фильтра третьего каскада ФЗ и 2.

фильтров зависит помехоустойчивость РУ. Для обеспечения максимальной помехоустойчивости на самой высокой частоте располагается фильтр первого каскада, затем на более низкой - фильтр второго и так далее до последнего. При таком расположении фильтров первые каскады обладают наибольшим усилением для всех частот, проходящих через РУ. Так как помехи любой частоты, приведенные ко входу ОУ, обратно пропорциональны коэффициенту усиления на этой частоте всех предыдущих каскадов, то указанное расположение фильтров обеспечивает максимальную помехоустойчивость РУ.

Корректирующие цепи усилителя рассчитывают в такой последовательности.

На кривой (рис. 2.23), определяющей границу зоны ослабления РУ, выбирают точку с, которой соответствует фазовый сдвиг ipc~180° - (45°--11°)=124°. Здесь 45° предназначено для характеристики фильтра первого каскада, а 11° - для запаса. Частота, соответствующая точке с, принимается равной частоте сопряжения u)j2 фильтра первого каскада. Определив шд, можно найти постоянную

времени фильтра Т, = -- Для YiazYi&T\& с корректирующим фильтром в кол-

лекторной (анодной, стоковой) цепи Т = фСф, а так как Рф определено

величиной вводимого ослабления (2.71), то = . В этом случае ча-

стота сопряжения

сод = oJIzDf.

Для каскада на биполярных транзисторах с корректирующим фильтром замыкающей цепи

Величина ослабления

Для ламповых каскадов и каскадов на полевых транзисторах с корректирующим фильтром в замыкающей цепи

Т- -Т -Р Г г, вхФо. Г) £М-.

12 - ех - КвХВХ 11 - i - г - - h.

bo Сех

Для каскадов с корректирующим фильтром в замыкающей цепи произвольно выбирают величину С (обычно в диапазоне 10...20 пФ). Затем по величине определяют R, а по величине вводимого ослабления - Сф.

После расчета, в случае необходимости, уточняют параметры корректирующих фильтров (например, вместо расчетного значения емкости выбирают конденсатор с ближайщим-к расчетному значению номиналом) и строят характеристики фильтра Ф1 (рис. 2.23).

Чтобы олределить параметры второго фильтра, суммируют характеристики 22 и Ф1, строят характеристику Sg и на ней выбирают точку d с фазовым сдвигом.

ifd я 180° - (45° + 11° + 24°) = 100°.

Здесь 45° предназначено для характеристики второго фильтра, 11°-для запаса, связанного с разбросом параметров, а 24° - для характеристики третьего фильтра, так как зона ослабления увеличивается с умень-щением частоты и можно наложить характеристику третьего фильтра на характеристику второго. Величину запаса, предназначенного для третьего фильтра, целесообразно выбирать 15...25° и в случае необходимости уточнять ее, после того как будут построены фазовые характеристики разомкнутого РУ, Частоту, соответствующую точке d, принимают равной частоте сопряжения второго фильтра CU22. по которой аналогично изложенному выще определяют параметры второго фильтра.

Для определения параметров третьего фильтра суммируют характеристики Sg и Ф1, строят характеристику 4 и на ней выбирают точку е с фазовым сдвигом = 100°, если в одноканальном усилителе больше трех каскадов, или

9е 180° - (45° + 11°) = 124°.

если в одноканальном усилителе только три каскада. Здесь 45* предназначено для характеристики третьего фильтра, а 11° - для запаса, связанного с разбросом параметров.

Частоту, соответствующую точке е, принимают равной частоте сопряжения третьего фильтра СО32, по ней аналогично изложенному выше определяют параметры третьего фильтра. Иногда вторым располагают фильтр выходного каскада, а третьим - фильтр предвыходного. При этом несколько ухудшается помехоустойчивость, но расширяется полоса пропускания номинального выходного напряжения РУ, так как ограничение, связанное с недостаточным коэффициентом усиления выходного каскада, происходит на более высокой частоте.

После определения параметров всех фильтров строят общую суммарную характеристику разомкнутого РУ. Если суммарная фазовая характеристика достигает 180°, или запас по фазе недостаточен, то перемещают характеристики фильтров и уточняют параметры корректирующих цепочек.

Расчет усилителя с параллельными каналами

Для расширения полосы пропускания ОУ и увеличения частоты среза РУ пелесообразно в схему ОУ ввести главный параллельный канал ГПК, который передает напряжение непосредственно с входа ОУ на его выходной (или предвыходной) каскад (рис. 2. 24). В некоторых усилителях применяются и дополнительные параллельные каналы ДПК, которые не расширяют полосу пропускания ОУ и не увеличивают частоту среза, если в схеме имеется ГПК [2, 5]. В качестве ГЯ/С обычно используют дифференцирующую цепочку CR или инерционное звено с очень маленькой постоянной времени {например, эмиттерный или истоковый повторитель).

Корректирующие цепочки основного канала 6У (рис. 2.24) выбирают так, чтобы на высокой частоте коэффициент передачи основноп канала становился значительно меньше коэффициента передачи ГПК- При этом увег

ОсиоВиой канал усиления

ДПК 1 ! \-

Рис. 2.24. Структурная схема усилителя с параллельными каналами.

личивается частота среза РУ, так как на нее влияют только частотные характеристики высокочастотного тракта, образованного ГПК, выходным каскадом и делителем обратной связи ОУ. Высокочастотный тракт содержит значительно меньше постоянных времени, чем одноканальный ОУ. Постоянная времени выходного каскада, или постоянная времени его корректирующей цепочки, должна быть больше постоянной времени ГПК. Корректирующие цепочки каскадов основного канала от первого до предвыходного должны иметь последовательно увеличивающиеся постоянные времени, причем постоянная времени корректирующей цепи первого каскада должна быть больше, чем выходного каскада.

Корректирующие цепи безусловно устойчивого усилителя с параллельными каналами рассчитывают в такой последовательности.

1. Определяют величину ослабления, вводимого в высокочастотный тракт, параметры его корректирующих цепей и строят амплитудно- и фазо-частотные характеристики высокочастотного тракта при Ту. р, и Ехтах учетом действия корректирующих фильтров, введенных в высокочастотный тракт (рис. 2.25). Характеристика 22(2iO ) -- это сумма характеристик фильтра п-го каскада Ф и 2j. В свою очередь последняя является суммой характеристик инерционного звена ГПК с постоянной времени Tj-j инерционных звеньев -го каскада с постоянными времени Т и Г р и инерционного звейа цепи обратной связи с постоянной времени Т.

При расчете высокочастотный тракт рассматривается как одноканальный усилитель.

2. С помощью фазовой характеристики 2, находят частоту сопряжения (Ср основного канала и ГПК. Частотой сопряжения считают ту частоту, на которой модули комплексных коэффициентов передачи обоих каналов равны.