Читальный зал -->  Конструкции многокаскадных усилителей 

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

рассчитанные на ЭВМ. Здесь по оси ординат отложены значения коэффициента усиления, нормированного к максимальному коэффициенту усиления Ksmbkc в полосе пропускания:

макс

Усилитель выполнен на бескорпусных транзисторах KT33IA. По характеристикам производится выбор числа каскадов из заданного общего усиления и ширины полосы пропускания.

Предельное усиление каскада широкополосного многокаскадного усилителя ограничено тем значением, при котором обеспечивается заданная устойчивость работы. Если пренебречь паразитными обратными связями через источник электропитания и конструктивные элементы; то согласно [39] условиями устойчивости каскада являются неравенства:

условие абсолютной устойчивости

КеГ(соо) <1при 1тГ(©о) = 0;

условие абсолютной устойчивости по модулю

1Г(соо)1<1. (63>

где Г(юо)-возвратная разность каскада; mq -частота, на которой происходит самовозбуждение. В [39] показано, что возвратная разность 7(юо) зависит от У-параметров каскодного элемента.

Для каскада, собранного по схеме без коррекции, возвратна разность находится по формуле

-р /щч У12 (м) У21 ( )

[У1 ((О) + Уп (ш)] [Уа (ш) + У22 И]

где Уц, У12, У21, У22 - параметры каскодного усилительного элемента; У], У2 -проводимости источника сигнала и нагрузки.

Для дальнейших расчетов используем условие (63) как более простое и обеспечивающее устойчивость работы с некоторым запасом.

В многокаскадном широкополосном усилителе происходит непрерывная трансформация проводимости нагрузки Ун и проводимости источника Уг через каскады усилителя. Это проявляется в том, что входная и выходная проводимости каскада описываются лестничными формулами:

У.. =1--Vt-= (

, , 12 21

22 + 111 + - V

- Т2 У2Т

У22+Уи+К-- -

У22+ёК+--.

Пы.=П2-- у- (65)

и-Г г-Т ёч- Y V

в широкой полосе частот Увх, Увых различных каскадов могут вметь различные значения. В реальном каскаде У1=5к + Увы1 и Y2 = gK+YBx- Поэтому возвратная разность

1 т (со) I - I 12 ( ) 11 У21 ( ) I

Увых+к+УпУвх + §к+У2.1

Как видно, модуль УЕх+ё-к+У12 = Увых+§-к+I = I прсд-ставляет полную проводимость нагрузки каскада, а У21/Уэ есть модуль коэффициента усиления:

11 И1 -у-5#Vy-

вх.вых ькТ 22,11

Отсюда

Возвратная разность Г(со) связана с коэффициентом устойчивости (Ку) соотношением

Если Лу<1, то условие устойчивости (63) будет выполнено и выражение для предельно допустимого по устойчивости коэффи--циента усиления имеет вид:

\к ,(.)\=Уо-кУ. (67)

В данном случае

V -V -

21 К.б-

2

V V (Уцэ + У12э) (Уцэ + Узаэ) (р,о\

12=-12к.б=--- . \°f

21Э

где Гэ - параметры каскада с ОЭ.

Коэффициент усиления любого каскада усилителя, рассчитанный по (58), в пределах всей полосы частот должен быть меньше 1птед, рассчитанного по (67) также для всей рабочей полосы частот. Коэффициент устойчивости принимают лежащим в пределах 0.8-0,95.

При расчете ограничителя следует проверить амплитуду .максимального напряжения на базе первого транзистора каскада ОК-ОБ в режиме ограничения {Ит). Оно должно быть в 2-3 раза меньше допустимого обратного напряжения на переходе э:1иттер-база (Уэ макс = 0,5-ь2 В), которое обычно указано в паспорте транзистора. Чтобы избежать насыщения транзисторов п процессов рассасывания зарядов, целесообразно выбрать t/Bm = = 0.3н-0,5В. Величину Vm можно регулировать, выбирая соответствующий режим работы по постоянному току.

Чтобы обеспечить максимальный диапазон ограничения и наибольшую степень приближения амплитудной характеристики к го-

рнзонтальней линии, в многокаскадном усилителе-ограничителе должен быть обеспечен строго поочередный переход каскадов в режим ограничения. Каждый каскад характеризуется диапазоном ограничения

flj = 201g25e. . (69)

вх.мин

Под напряжением (Увх.макс можно понимать Ua макс Минимальное напряжение t/вх.мнн соответствует началу ограничения и обычно составляет десятки милливольт (Lbx.mhh= 10-50 мВ). Тогда

.д, = 20Ig5± =20lg(50-f40) =20(1,7-1,6) =32-Ь34 дБ.

10~г50

Величина Д; в этом случае большая и практически не ограничивает усиления. Если (Увх.макс ограничить допустимыми уходами фазы выходного напряжения каскада, то Д1 уменьшается.

Величину /вх.маке МОЖНО оцснить ПО графикам изменения фазы крутизны При ограничении. Расчет изменения фазы проводится по методике, описанной в § 10, 12. Для этого необходимо знать характеристики транзистора и параметры схемных элементов (резисторов, определяющих режим каскада по постоянному току, переходных конденсаторов), которые известны из расчета каскада в линейном режиме. Пределы изменения фазы сигнала при ограничении могут быть различны в широкой полосе частот, так же как и определяемая ими величина /вх.макс. Поэтому расчет целесообразно выполнить для нескольких частот и выбрать минимальное значение /вх.макс-

Пусть каскад собран на транзисторе КТ331А и наибольшие уходы фазы получаются для частоты 60 МГц. Тогда, как видно из примера, приведенного в § 12, допустимое максимальное напряжение /вх.макс= 100 мВ.

Максимальный уход фазы при этом не превышает 2° на каскад. Если минимальное напряжение на входе С/в5,ш1н = 20 мВ, то Д1 = 14 дБ. Для обеспечения поочередной работы каскадов в усилителе необходимо выполнить условие

2Q\gK<JX (70)

где К\ - коэффициент усиления каскада в линейном режиме, который должен быть не более 14 дБ. Если результаты расчета каскада в линейном режиме не совпадают с (70), то его следует проделать заново.

Пример расчета. Рассчитать усилитель-ограничитель по стедующим данным:

ширина общей полосы пропускания на уровне 0,7Дп30 МГц. Общий коэффициент усиления в линейном режиме Л:сп = 1000 (60 дБ). Входной порог ограничения Ui.xB=2QQ мкВ. Динамический диапазон входных сигналов Двх = *= 60 дБ. Нагрузкой усилителя является сопротивление = 500 Ом, и емкость С = 100 пФ. Пределы изменения температуры окружающей среды О-40С. Изменения фазы выходного радиоимпульса при изменении амплитуды входного сигнала в пределах Двх должны быть минимально возможными.

Усилитель выбирается резистивным и выполняется на паре каскадов с си.м-метричным ограничением ОК-ОБ и генератором стабильного тока (ГСТ) (см.

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

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.