Главная Движение носителей электрических зарядов



импульсных усилителях используют резисторные каскады, которые обладают наилучшими амплитудно-частотными, фазовыми и переходными характеристиками.

В качестве активных элементов импульсных усилителей используют высокочастотные транзисторы, биполярные чаще всего включают по схеме с ОЭ, а полевые - с ОИ. Для расширения полосы усиливаемых частот в каскады вводят специальные корректирующие цепи, позволяющие управлять частотной, фазовой и переходной характеристиками каскада. Схемы коррекции бывают с ОС и без нее. Рассмотрим в качестве примера схемы низкочастотной и высокочастотной коррекции без ОС

Низкочастотная коррекция (ко{Ч)екция плоской вершинь: импульса). Искажение плоской вершины импульса обычно происходит из-за наличия конденсаторов и Сэ (рис. 18.21, а). Зарядка их длится сравнительно долго (в течение примерно дл1гтельности входного импульса). Приближенно можно считать, что она начинается с того момента, когда формирование фронта выходного импульса уже закончилось и напряжение на коллекторе равно установившемуся значению напряжения выходного импульса {7уст (см. рис. 18.4,6). При зарядке конденсатора С2 на низких частотах произойдет увеличение его сопротивления \ Хс = = l/(2jr/C2)] и увеличение падения напряжения на нем, а это снизит напряжение U,.

Целью коррекции является увеличение усиления сигнала по мере уменьшения его частоты. Один из возможных вариантов коррекции - включение в цепь коллектора каскада цепочки КфСф (рис. 18.21, а).

На рис. 18.21,6 показана эквивалентная схема выходной цепи усилителя. Выходное сопротивление активного элемента переменному току отражено в ней сопротивлением R. Как известно, усиление будет тем больше, чем выше сопротивление нагрузки. Сопротивление конденсатора Хс = l/{2nfC) изменяется с изменением частоты. Чтобы это сопротивление на средних (и тем более на верхних частотах полосы пропускания) было очень незначительным, емкость конденсатора Сф выбирается сравнительно большой. В этом случае на верхних частотах конден-




сатор Сф шунтирует резистор Кф и корректирующая цепь не оказывает влияния на работу усилителя. С уменьшением частоты сопротивление конденсатора Сф увеличивается, он уже не шунтирует Кф и общее сопротивление Кф Хс включенных параллельно Кф и Хс увеличивается. Общее сопротивление коллекторной нагрузки [(/?ф Хсф) + Rk] в результате возрастает, а вместе с этим увеличивается и напряжение, вследствие чего коэффициент усиления каскада на низких частотах возрастет. Таким образом, {/вых вследствие увеличения падения напряжения на разделительном конденсаторе Сг в идеальном случае не уменьшается (из-за увеличения сопротивления конденсатора Сг на низких частотах), так как оно компенсируется увеличением напряжения U (рис. 18.21,6). С помощью рассмотренной низкочастотной коррекции при правильном выборе значений Кф и Сф можно значительно увеличить полосу пропускания за счет увеличения диапазона нижних рабочих частот и существенно снизить (или совсем устранить) скос плоской вершины импульса на выходе.

Цепи, изменяющие частотную характеристику в области нижних частот и переходную характеристику в области больших времен, называют цепями низкочастотной коррекции. Цепочка КфСф одновременно является развязывающим фильтром, предотвращающим появление паразитной ОС через общий источник питания, так как переменная составляющая напряжения питания замыкается через Сф на землю и не попадает в коллекторную цепь транзистора.

Высокочастотная коррекцм!! (коррекция фронта импульса). Наибольшее распространение получила схема высокочастотной параллельной коррекции индуктивностью. Корректирующая катушка индуктивности Lk включается последовательно с резистором коллекторной нагрузки /?к (рис. 18.22, а). Они образуют параллельный резонансный контур с емкостью Со, нагружающей каскад.

На рис. 18.22,6 показана эквивалентная схема выходной цепи каскада для верхних частот полосы пропускания. Емкость Со = С„ + + Свых, где Сн - емкость нагрузки. См - емкость монтажа, - выходная емкость транзистора. Значение индуктивности выбирают очень малым так, чго индуктгшное сопротивление на нижних и средних частотах незначительно и влияния на работу цепи не оказывает (Х/, = 2пfL). На высоких частотах при соответственно выбранном значении контур

г

>-Н1-

so"



находится вблизи резонанса и сопротивление его возрастет. Так как контур является нафузкой выходной цепи, произойдет увеличение коэффициента усиления, расширится полоса пропускания и улучшится частотная характеристика. Цепи, изменяющие частотную характеристику на верхних частотах и переходную характеристику в области малых времен, называют цепями еысокочаспютной коррекции.

Параллельная коррекция индуктивности отличается конструктивной простотой, невысокой стоимостью, надежностью в работе. Но этот вид коррекции пригоден лишь для усилителей в дискретном исполнении.

§ 18.12, Усилители постоянного тока

Усилителями постоянного тока (УНТ) называют такие приборы, которые могут усилтать медленно изменяющиеся электрические сигналы, т. е. они способны усиливать не только переменные, но и постоянные составляющие напряжения и тока. Низшая рабочая частота таких усилителей нулевая, а верхняя может быть любой, вплоть до очень высокой (несколько мегагерц).

Усил1ггели постоянного тока - наиболее распространенный тип уси-Л1ггельных устройств в вычислительной технике. Они имеют много разновидностей (дифференциальные, опфационные, усилители с преобразованием сигнала и др.).

Амплитудно-частотная характеристика УПТ равномерна (рис. 18.23). Исходя из назначения УПТ связь между каскадами должна осуществляться таким образом, чтобы обеспечивалось прохождение постоянной составляющей, поэтому для межкаскадной связи нельзя использовать конденсаторы и трансформаторы. Усилт-ели не должны содержать также блокировочных и разделительных конденсаторов. Связь между каскадами осуществляется или через резисторы, или непосредственно с помощью соединительных проводников (гальваническая межкаскадная связь).

В УПТ необходимо обеспечить условие, чтобы в отсутствие входного сигнала на выходе отсутствовали как переменная, так и постоянная составляющие сигнала, иначе нарушится пропорциональкость между входным и выходным напряжениями. Однако, если не будут приняты соответствующие меры, это требование в УПТ не будет соблюдаться. Отклонение напряжения на выходе усилителя от начального (нулевого) значения в отсутствие сигнала

называется дрейфом усилителя. Основными причинами дрейфа являются температурная и временная нестабильность параметров уси-Л1ггельных элементов, резисторов и источников пт-ания, а также низкочастотные шумы и помехи. Дрейф нуля искажает усиливаемые f,ri4 сигналы, может нарушить работу цепи на-Рис. 18.23 столько, что она будет неработоспособна.



0 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


0.0321