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

чительной чертой усилителей ШДД. Основные требования к усилителю ШДД могут быть сформулированы из рассмотрения типичной амплитудной характеристики усилителя (рис. 1).

Наличие внутренних источников шума приводит к появлению напряжения на выходе усилителя даже при отсутствии входного сигнала £/вых.ш. Это напряжение шумов при работе всех каскадов в линейном режиме может быть пересчитано ко входу усилителя:

и = ВЫХ.Ш /,ч

-вх.экв.ш yf

где £/вх.экв.ш - эквивалентное напряжение шумов, приведенное ко входу усилителя; Ко - коэффициент усиления по напряжению.

Назовем напряжение входного сигнала, равное f/вх .экв.ш пороговым f/вх.пор. При изменении уровня входного сигнала Овлор усилитель работает в линейном режиме и между входным и выходным напряжениями существует следующая зависимость:

BuxKoUy, при const. (2)

Уровень t/вых.н соответствует минимальному значению выходного напряжения усилителя, обеспечивающего нормальную (номинальную) работу оконечного устройства. С ним связано номинальное напряжение входного сигнала {Увх.п

вых.ъ = Овхм- (3)

Для реализации максимальной чувствительности усилителя, ограниченной шумами, а не недостатком усиления, должно выполняться условие

вх.н~ вх.пор (4)

где а - требуемое превышение амплитуды полезного входного сигнала над приведенным напряжением шумов. При этом, естественно, обеспечивается требуемое отношение сигнал/шум на выходе:

fBHX.H =-/<о вх.пор = а/вых.ш- (5)

Динамические диапазоны, дБ, изменения уровней входных и выходных сигналов определяются отношениями:

D,... = 20\g; (6)

вх.н

c.B.x = 201g-J2S-2, (7)

где f/вх.к - конечное или максимальное значение уровня входного сигнала; f/вых.к - максимальное значение выходного напряжения усилителя, определяемое условиями работы оконечного устройства.

Приведенные соотношения (2) -(7) и графическое построение иа рис. 1 являются достаточно общими и в силу этого позволяют охарактеризовать практически любой усилитель, в том числе и линейный, в составе которого отсутст-

вуют системы управления усилением. Различия имеют количественный характер и проявляются главным образом при определении значения Ub.k- Так, в линейном усилителе (/вх.к соответствует концу линейного участка амплитудной характеристики и определяется как уровень входного сигнала, при котором коэффициент нелинейных искажений имеет значение, допустимое техническим требованием. Для логарифмического усилителя Овх.к соответствует концу логарифмического участка амплитудной характеристики и определяется как уровень входного сигнала, при котором отклонения амплитудной характеристики от идеального логарифмического закона не превышают допустимых значений.

Распространив сказанное на более общий случай функционального усилителя, т. е. усилителя, амплитудная характеристика которого описывается произвольной математической функцией, в том числе линейной и логарифмической, можно уточнить данные соотношениями (6) и (7) понятия динамического диапазона по входным и выходным сигналам; они определяются протяженностью того участка амплитудной характеристики, в пределах которого отклонение последней от идеального математического закона не превышает допустимых значений. Аналогично может быть дана количественная оценка усилителя-ограничителя, являющегося разновидностью усилителей ШДД, а именно: диапазон ограничения определяется по протяженности горизонтального (или близкого к не.му) участка амплитудной характеристики.

Обычно в процессе технического расчета задаются Vbum, а, Dc.Bxy t/вых.н; £>с.вых. На основе приведенных соотношений определяют следующие показатели усилителя: Ко, t/вх.экв.ш, а также способ и диапазон изменения коэффициента усиления, необходимый для обеспечения согласования свх и Ос.вых.

Методика технического расчета усилителя ШДД в общих чертах одинакова для всех разновидностей усилителей, но в зависимости от типа усилителя и примененного способа управления усилением появляются определенные различия. В настоящее время известно большое количество работ по теории и практике построения усилителей с управляемым усилением [3-11]. В [4] сделана попытка рассмотрения усилителя ШДД как управляемой передаточной цени с привлечением элементов теории информации и общей теории связи. При этом качество построения передаточной цепи оценивается с самых универсальных позиций - сохранения величины информативного параметра сигнала. В силу этого открывается возможность сформулировать достаточно общие рекомендации. В частности, введение схемы обобщенной модели каскада позволило выделить две разновидности управляемых усилителей: с замкнутой и разомкнутой системами автоматического регулирования.

Выбор способа управления усилением определяется прежде всего назначением приемно-усилительного тракта. Так, например, в радиовещательных, телевизионных, связных и некоторых других приемниках, где основным требованием является обеспечение малых искажений выходного сигнала, амплитуда входного сигнала не является информативным параметром. В этих случаях замкнутая система регулирования усиления следящего тина является более предпочтительной.

В современной радиотехнике широкое применение находят устройства, у которых между выходным и входным сигналами должна существовать вполне определенная функциональная за-

висимость, сохраняющаяся в большом динамическом диапазоне. Здесь амплитуда сигнала является информационным параметром. К числу указанных устройств можно отнести усилители, используемые в измерительной технике, экспериментальной физике, биологических исследованиях. В этих случаях способ управления усилением определяется из условия формирования требуемой амплитудной характеристики, описываемой необходимой функциональной зависимостью между изменениями уровней входных и выходных сигналов. Наиболее распространенной разновидностью функциональных устройств являются усилители с логарифмической амплитудной характеристикой.

Характер входного сигнала также оказывает влияние на выбор способа управления усилением. Так, например, в тех случаях, когда уровень входного сигнала характеризуется быстрыми изменениями, следует использовать безынерционные способы управления усилением, т. е. разомкнутые системы АРУ. В усилителях этого типа изменение усиления в зависимости от уровня входного сигнала либо обусловлено нелинейными свойствами самих активных элементов, либо происходит за счет введения нелинейных элементов в состав цепей нагрузки и обратной связи отдельных каскадов. Замкнутые системы АРУ являются принципиально инерционными, и их следует применять в приемно-усилительных трактах, предназначенных для усиления сигналов, характеризуемых сравнительно медленными изменениями уровня.

Использование современных интегральных микросхем позволяет строить зсилители ШДД обоих типов [12-15]. Повышение степени интеграции современных микросхем, тенденция к переходу от отдельных микросхем к блокам и устройствам [2] позволяют считать, что схемотехника безынерционных нелинейных усилителей может послужить основой построения многофункциональных усилителей ШДД. Поэтому им в данной работе и уделяется основное внимание.

Наибольшее распространение среди нелинейных усилителей ШДД в настоящее время находят усилители с логарифмическими амплитудными характеристиками (логарифмические усилители) и усилители с ограничением (усилители-ограничители). Ниже дано общее рассмотрение амплитудных характеристик этих усилителей.

Амплитудная характеристика логарифмических усилителей описывается системой уравнений [3-5, 8, 9]:

Ubux = K,U при f/Bx<fBx.H; (8)

где /Со - коэффициент усиления в линейном режиме; f/вх.н - уровень входного сигнала, начиная с которого амплитудная характеристика становится логарифмической; b - коэффициент, определяющий наклон логарифмической характеристики.

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.