(495)510-98-15
Меню
Главная »  Промышленная электроника 

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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

обратной связи в противофазе на вход каскада, препятствуя ИбП самым изменению тока /кп, а следовательно, и напряжения UK9n. ТеМПоинцип действия каскада ОЭ заключается в следующем. При ичии постоянных составляющих токов и напряжений в схеме по-яаЛ на вХод каскада переменного напряжения приводит к появле-переменной составляющей тока базы транзистора, а следова-

к40п \к.доп

>1 к~ \


ю.доп


Рис. 2.5. Графическое определение режима покоя каскада ОЭ на коллекторных (а) и базовой (б) характеристиках транзистора

тельно, переменной составляющей тока в выходной цепи каскада (в коллекторном токе транзистора). За счет падения напряжения на резисторе RK создается переменная составляющая напряжения на коллекторе, которая через конденсатор Ср2 передается на выход каскада - в цепь нагрузки.

Рассмотрим основные положения, на которых базируется расчет элементов схемы каскада, предназначенных для обеспечения требуемых параметров режима покоя (расчет по постоянному току).

Анализ каскада по постоянному току проводят графо-ана-итическим методом, основанным на использовании гра-Р еских построений и расчетных соотношений. Графические пост-ти Ния проводятся с помощью выходных (коллекторных) характерис-НягПТраНЗИСТ0Ра <РИС- 2-5> а)- Удобство метода заключается в (U Я*но.сти нахождения связи параметров режима покоя каскада щих / кп) с амплитудными значениями его переменных составляю-Ходнь1 ХОДНого напряжения сУВЫхт и тока /кто), являющимися ис-

н^ми при расчете каскада, емую ых°Дньгх характеристиках рис. 2.5, а проводят так называ-мУто1<ИН/ИЮ НагРУзки каскада по постоянно-координа г представляющую собой геометрические места точек, 1 кэ /к которых соответствуют возможным значениям



гкада Аналитически зависимость £/к9ц, точки (режима) покоя кас характеризующего баланс напр

= F(IKJ наХОД,янтойИЗиепи каскада:

жений в выходной uen j

£/ эп = Ен - /клк эпэ - Ек кпк--~ (2

Поскольку коэффициент а близок к единице, без особой iiorpeil ности можно записать *

U = Е

нэп -к

(2.1

Выражение (2.2) является графическим уравнением прямой. Щ связи с этим построение линии нагрузки каскада по постоянному тот удобно провести по двум точкам, характеризующим режим холостой хода (точка а) и короткого замыкания (точка б) выходной цепи каскадщ (рис. 2.5, а). Для точки а /кп = 0, 1/кэв- -Ек а для точки б с/кэп=* = 0, IKn = EJ(RK -f- Rs). Выбрав по входной (базовой) характерно тике /б = F(U$3) необходимое значение тока базы покоя /да, тем са мым определим координаты точки Я пересечения соответствующе выходной характеристики при /б = /бп с линией нагрузки каскад по постоянному току (рис. 2.5, а).

При определении переменных составляющих выходного напряжения каскада и коллекторного тока транзистора используют л и-* нию нагрузки каскада по переменному току. При этом необходимо учесть, что по переменному току сопротивление в цепи эмиттера транзистора равно нулю, так как резистор R3 шунтируется конденсатором С3, а к коллекторной цепи подключается нагрузка, поскольку сопротивление конденсатора Ср2 по переменному току мало. Если к тому же учесть, что сопротивление источника питания Ек по переменному току также близко к нулю, то окажется, что сопротивление каскада по переменному току определяется сопротивлениями резисторов RK и RH, включенных параллельно, т. е. /?н~ = RK I! RIS. Сопротивление нагрузки каскада по постоянному току #н = RK + R3 больше, чем по переменному току RH = RK Ra.

Поскольку при наличии входного сигнала напряжение и ток транзистора представляют собой суммы постоянных и переменных составляющих, линия нагрузки по переменному току проходит через точку покоя П (рис. 2.5, а). Наклон линии нагрузки по переменному току будет больше, чем по постоянному току. Линию нагрузки по переменному току строят по отношению приращений напряжения к току: AUJAIK = Rv RH.

При подаче иа вход каскада (см. рис. 2.4) напряжения ывх в базовой цепи транзистора создается переменная составляющая тока {б~, связанная с напряжением ывх входной характеристикой транзистора (рис. 2.5, б). Так как ток коллектора через коэффициент р1 пропорционально зависит от тока базы, в коллекторной цепи транзистора создаются переменная составляющая тока (рис. 2.5,а) и переменное выходное напряжение ывых, связанное с током г'к линией нагрузки по переменному току. При этом линия нагрузки по



переменному току характеризует изменение мгновенных значений тока коллектора iK и напряжения на транзисторе икэ или, как говорят, перемещение рабочей точки. Рабочая точка перемещается вниз от точки покоя П при полож ительной полуволне входного напряжения и вверх - при отрицательной полуволне. Очевидно, для исключения искажений выходного сигнала необходимо, чтобы рабочая точка при перемещении вверх по линии нагрузки не заходила в область нелинейных начальных участков выходных характеристик, а при перемещении вниз - в область начальных токов коллектора /к0(э)- Работа каскада без искажений выходного сигнала достигается за счет обеспечения соответствующей величины входного сигнала и правильного выбора режима (точки) покоя.

Рассмотрим факторы, которые следует учитывать при выборе точки покоя и расчете конкретного каскада. Исходными параметрами являются амплитудные значения переменных составляющих напряжения UBbIsm и тока нагрузки 1вт, мощность в нагрузке Рв и сопротивление нагрузки RH. При существующих связях между указанными параметрами в принципе достаточно знать только два из них, например UBblx и RH, чтобы найти все остальные.

Для исключения возможных искажений усиливаемого сигнала параметры режима покоя должны удовлетворять следующим условиям (рис. 2.5, а):

вых т + AU 3> (2.3)

/fin * кт -\~ 1 а (э) шах , (2.4)

где А£/кэ - напряжение на коллекторе, соответствующее области нелинейных начальных участков выходных характеристик транзистора; /к0(5) шах - начальный ток коллектора, соответствующий максимальной температуре.

Т°к Atm связан с выходным напряжением каскада соотношением

Чтобы увеличить коэффициенты усиления каскада, величину R выбирают в 3-5 раз больше RB. ь

По выбранному току / находят ток базы покоя:

бП--0- . (2.6)

а по входным характеристикам транзистора (рис. 2.5, б) - напря-

ЖеНИе бэп-

Ток эмиттера покоя связан с токами /6п и /кп соотношением

u = (1 + Р) /бп + /ко о - /вд~/к0 > (1 + р) + /кО ,а /нп. (2.7)

При выборе величины Ек (если она не задана) необходимо руководствоваться условием



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.