(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

пЯт из выражения, отражающего связь между коэффициентом вдстотных искажений (2.72) и фазовым сдвигом:

COS Ф

ФвС = arctg-

(2.74)

(2.75)


Для иллюстрации влияния конденсаторов на частотные и фазо-ые искажения предположим, что емкости всех конденсаторов в усилителе, кроме Ср2 (см. рис. 2.15), довольно большие. Тогда амплитудно-частотная и фазо-частогная характеристики усилителя в области низких частот будут обусловлены конденсатором Ср2. Амплитудно-частотная характеристика усилителя будет определяться из условия Мн = = МнР2 по выражению (2.72), а фазо-час-тотная - по выражению (2.75) для Ср.2. Вид характеристик показан на рис. 2.17, а, б сплошными линиями. При этом угол фазового сдвига в усилителе, обусловленный конденсатором Ср2, фа -> я/2. Для частоты входного сигнала, при которой Мн ~ - \/~2, угол фазового сдвига согласно выражению (2.74) фн = я/4 (рис. 2.17, а, б). Влияние всех конденсаторов усилителя вызывает спад амплитудно-частотной характеристики при больших частотах и согласно соотношению (2.73) - увеличение фазового сдвига (пунктирные кривые на рис 2.17, а, б).

Рассмотрим работу усилителя в области высоких частот.

Факторами, влияющими на характеристики усилителя в области высоких частот, являются зависимость коэффициента р* транзистора от частоты и наличие емкости коллекторного перехода СК(Э) (для каскадов ОЭ). Уменьшение коэффициента усиления усилителя в области высоких частот обусловливается снижением коэффициентов усиления отдельных каскадов вследствие уменьшения модуля коэффициента р транзисторов, а также шунтирующего действия емкостей СК(э). О степени уменьшения коэффициента Р судят по граничной частоте /р, на которой его значение снижается в 1/ТГраз от носительно величины р0, действительной для области средних частот.

В области высоких частот коэффициент передачи тока р является комплексной величиной:

1 + / ( /(3 )

Рис. 2.17. К объяснению влияния конденсаторов на амплитудно-частотную (а) и фазо-частот-ную (б) характеристики усилителя



в связи с чем, а также с учетом емкости Ск(з) создается отстаю! фазовый сдвиг выходного напряжения относительно входного, j Уменьшение коэффициента усиления каскада в области высб частот характеризуется коэффициентом частотных искажений

где

Мш = V 1 -f (о)Тв)2 , тв = Ц + тк

- эквивалентная постоянная времени каск в области высоких частот.

Постоянная времени тр, примерно равная времени жизни i новных носителей заряда в базе (дырок в транзисторах типа р-связана с граничной частотой /р выражением

тр = 1/(2,

а постоянная времени тк определяется параметрами коллектора цепи каскада (см. рис. 2.6):

тк - Ск (з) (гк (3) RK .

(2.:

Угол фазового сдвига, создаваемого одним каскадом усилен находят из соотношения

Фвк= - arctg TB. (2.

Согласно выражению (2.77), коэффициент частотных искажен! увеличивается с ростом частоты, что соответствует уменьшению эффициента усиления каскада. При этом угол фазового сдвига, < даваемого каскадом, стремится к величине - я/2.

Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики каска в области высоких частот показаны на рис. 2.18, а, б.

Для многокаскадного усилителя коэффициент частотных искЦ

жений в области высоких частот наха дят по произведению коэффициенте! частотных искажений, вносимых ка* кадами:


Ю

Рис. 2.18. К объяснению влияния частотных свойств транзисторов на амплитудно-частотную (а) и фазо-частотную характеристики усилителя (б)

bN 1

2.81

а угол фазового сдвига - как сум углов фазовых сдвигов, создаваемы] каскадами:

Фв = Фв1 + Фв2 +

+ Ф

(2.831

Амплитудно-частотная и фазо-ч; тотная характеристики усилителя области высоких частот показаны рис. 2.18 пунктирными кривыми.

Расчет усилителя в области ъ соких частот связан с обеспечением



хней частоты /вп полосы пропускания усилителя (см. рис. 2.16, а), ппеделяемом на уровне Мвп. На рис. 2.16, а принято Мвп = Мнп>

я их равенство при определении полосы пропускания частот уси-Х°теля в принципе не обязательно. Расчет сводится к выбору типа ЛИ нзистора по частоте /р и определению тв, при которых обеспечи-Т^ются необходимые коэффициенты частотных искажений каскадов, Ходящих в усилитель.

Амплитудные и фазовые искажения усилителя относятся к классу й н е й н ы х , так как они не вызывают изменения формы л ливаемого синусоидального сигнала. При более сложной форме усиливаемого сигнала, характеризующегося спектром гармонических составляющих, амплитудные и фазовые искажения усилителя являются причиной появления несоответствия между формой выходного и входного напряжений вследствие нарушения связи между гармоническими составляющими по амплитуде и фазе.

Амплитудная характеристика усилителя

max и


Амплитудная характеристика отражает зависимость амплитуды выходного напряжения от изменения амплитуды напряжения на входе. По этой характеристике судят о возможных пределах изменения входного и выходного сигналов усилителя. Ее снимают при синусоидальном входном сигнале для области средних частот.

Типичный вид амплитудной характеристики усилителя показан на рис. 2.19. Участок 1-3 соответствует пропорциональной зависимости амплитуды выходного напряжения от амплитуды входного сигнала Егт, которые связаны между собой коэффициентом усиления усилителя К ио. Амплитудная характеристика не проходит через начало координат ввиду наличия на выходе напряжения собственных помех и шумов усилителя. Участок ниже точки / амплитудной характеристики не используется, так как здесь полезный сигнал трудно отличить от напряжения собственных помех и шумов усилителя. По величине Um[JKuo оценивают уровень минимальных напряжений входного сигнала Чувствительность) усилителя.

При достижении некоторого значения входного сигнала ЕТт, соответствующего точке 3, пропорциональность зависимости выходного напряжения от входного сигнала нарушается. Причиной является ограничение максимального напряжения одной или обеих полуволн выгодного сигнала на неизменном уровне. Ограничение создается °°Ь1чно в оконечном каскаде усилителя, работающем при наибольшем

Рис. 2.19. Амплитудная характеристика усилителя



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.