- •Оглавление
- •Введение
- •Введение
- •1. Математическое описание усилителей
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Математическое описание усилительных устройств
- •1.2.1. Передаточные функции усилительных устройств
- •1.2.2. Представление передаточной функции элементарными звеньями
- •1.2.3. Частотные характеристики усилительных устройств
- •1.2.4. Обратные связи. Понятие устойчивости
- •1.2.5. Влияние цепи обратной связи на основные характеристики усилительного устройства
- •2. Усилительные каскады на транзисторах
- •2.1. Принцип работы усилителя
- •2.1.1. Усилитель оэ с фиксированным током базы
- •2.1.2. Усилитель ок (эмиттерный повторитель)
- •2.1.3. Усилитель об
- •2.1.4. Понятие о классах усиления усилительных каскадов
- •2.2. Методы стабилизации рабочей точки
- •2.2.1. Каскад с последовательной отрицательной обратной связью по току нагрузки
- •2.2.2. Формирование частотной характеристики каскадов с цепями оос
- •2.3. Усилительные каскады переменного тока на полевых транзисторах
- •2.3.1. Общие положения
- •2.3.2. Усилительный каскад по схеме с общим истоком
- •2.3.3. Истоковый повторитель
- •2.3.4. Усилитель ок (эмиттерный повторитель)
- •2.3.5. Основные параметры каскада усилителя на полевом транзисторе
- •3. Каскады предварительного усиления
- •3.1. Условия работы каскадов предварительного усиления
- •3.1.1. Требования к каскадам и режим работы
- •3.1.2. Определение частотной, фазовой и переходной характеристик
- •3.1.3. Резисторный каскад
- •3.1.4. Характеристики и расчетные формулы резисторного каскада.
- •3.1.5. Расчетные формулы каскада в области средних частот
- •3.1.6. Расчет транзисторного резисторного каскада
- •3.2. Выходные каскады
- •3.2.1. Условия расчета каскадов мощного усиления
- •3.2.2. Расчет однотактного транзисторного каскада мощного усиления в режиме а
- •3.2.3. Расчет двухтактного транзисторного каскада мощного усиления в режиме в
- •3.2.4. Бестрансформаторные двухтактные каскады мощного усиления
- •3.2.5. Расчет бестрансформаторных двухтактных каскадов
- •3.3. Широкополосные каскады и каскады специального назначения
- •3.3.1. Особенности широкополосных усилителей
- •3.3.2. Схемы коррекции без обратной связи. Низкочастотная коррекция
- •Высокочастотная коррекция
- •3.3.3. Схемы коррекции с обратной связью
- •Высокочастотная коррекция
- •4.1.2. Усилители постоянного тока, с непосредственной связью
- •4.1.3. Дрейф нуля и способы его уменьшения
- •4 .1.4. Балансные и дифференциальные каскады
- •4.1.5. Операционный усилитель
- •4.1.6. Идеальный операционный усилитель
- •4.1.7. Простейший неинвертирующий усилитель на оу
- •4.2. Преобразователи аналоговых сигналов на операционных усилителях
- •4.2.1. Инвертирующий усилитель на оу
- •4.2.2. Неинвертирующий усилитель на оу
- •4.2.3. Повторитель на операционном усилителе
- •4.2.4. Дифференциатор и интегратор на основе оу
- •4.2.5. Дифференциа́льный усили́тель
- •4.2.6. Суммирующие схемы. Инвертирующий сумматор
- •4.2.7. Неинвертирующий сумматор
- •4.2.8. Интегратор
- •4.2.9. Дифференциатор
- •4.2.8. Активные фильтры
- •Заключение
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
3.3.2. Схемы коррекции без обратной связи. Низкочастотная коррекция
Простой схемой низкочастотной коррекции является включение цепочки СфКф в выходную цепь усилительного элемента (рис. (3.3.1)а). Такая схема коррекции удобна тем, что цепочка CфRф
Рис. 3.3.1. Низкочастотная коррекция цепочкой CфRф: а — принципиальная схема каскада; б —.его эквивалентная схема для нижних частот
одновременно действует как развязывающий фильтр, защищающий каскад от паразитной обратной связи через общий источник питания, а также как фильтр, сглаживающий пульсации напряжения питания.
Низкочастотная коррекция цепочкой CфRф не требует добавления в каскад дополнительных деталей, увеличивающих стоимость схемы и снижающих ее надежность и усиление.
Рассмотрим принцип действия такой схемы коррекции с помощью эквивалентной схемы, изображенной на рис. (3.3.1)б. Емкость конденсатора Сф берут такой, чтобы на средних, а тем более верхних частотах сопротивление его было ничтожно по сравнению сопротивлением нагрузки выходной цепи усилительного элемента, величина которого и определяет усиление каскада на этих частотах. При понижении частоты сигнала сопротивление цепочки CфRф, а следовательно, и сопротивление нагрузки выходной цепи усилительного элемента, а с ним и напряжение сигнала
Рис. 3.3.2. Коррекция частотной характеристики усилительного каскада в области низких частот: а – частотная характеристика цепочки CRн; б – характеристика каскада до цепочки CRн; в – результирующая частотная характеристика
Сплошные линии – критическое значение Сф; пунктирные -значение Сф; меньше критического будут увеличиваться, в результате чего коэффициент усиления каскада в области низших частот возрастет. Таким образом, будет компенсировано снижение усиления на низших частотах из-за влияния конденсатора межкаскадной связи С и блокировочные конденсаторов цепей стабилизации и смещения. На рис. 3.3.2 показано такое корректирование частотной характеристики усилительного каскада в области низких частот; из рис. видно, что при необ-ходимости можно получить частотную характеристику с подъемом в области низких частот.
При правильном выборе Rф и Cф схема низкочастотной коррекции позволяет уменьшить нижнюю рабочую частоту резисторного каскада в 5—10 раз, а иногда и более и сильно снизить или совсем уст-ранить спад импульсных сигналов при неизменных (прежних) значениях емкостей разделительных и блокировочных конденсаторов каскада. Такая схема коррекции особенно хорошо действует при усилительных элементах с высоким выходным и входным сопротивлениями, например в резисторных каскадах предварительного усиления с полевыми транзисторами, т. е. при Rг>>R<<Rн, где Rг — выходное сопротивление усилительного элемента переменному току; при биполярных транзисторах она наиболее эффективна при работе каскада на высокоомную нагрузку Rн, например на модулятор кинескопа, отклоняющие пластины осциллографической трубки, входную цепь каскада с полевым транзистором. В каскадах с трансформаторной межкаскадной связью, а также в повторителях рассматриваемая схема не корректирует характеристику, а вносит дополнительные частотные и переходные искажения. Даваемое этой схемой расширение полосы частот или уменьшение емкости конденсаторов тем больше, чем меньше коэффициент низкочастотной коррекции b=R/Rф, т. е. чем больше Rф по сравнению с R; вид частотной и переходной характеристик каскада с такой коррекцией в основном определяется отношением постоянных времен корректирующей цепи и цепи нагрузки m = CфR/CRн.
На рис. 3.3.3а изображено семейство нормированных частотных характеристик — зависимость относительного усиления Y от нормированной частоты Х=6,28/ CRн в области низших частот, а на рис. 3.3.3б — семейство, переходных нормированных характеристик — зависимость Y от нормированного времени x=t/CRн в области больших времен для каскада с рассматриваемой коррекцией. Оба семейства приведены для значения b=0,5 при различных значениях т.
Рис. 3.3.3
При схема имеет наилучшую частотную характеристику (характеристику с наиболее широкой полосой усиливаемых частот, но без подъема) - на рис. 3.3.3 а это соответствует кривой при m = l,4; a при m = 1 начало переходной характеристики для больших времен параллельно горизонтальной оси (кривая для т=1 на рис. 3.3.3б). Если уменьшить емкость конденсатора Сф по сравнению с критической, соответствующей указанным выше значениям т, на частотной и переходной характеристиках каскада появятся подъемы. Как видно из рис. 3.3.3, подъем с уменьшением Сф, а следовательно, и с уменьшением т возрастает.
По этим семействам рассчитывают элементы схемы каскадов усиления гармонических и импульсных сигналов с низкочастотной коррекцией при любом заданном виде частотной или переходной характеристики. По этим же семействам можно рассчитывать коррекцию такого типа и для каскадов, в которых вышеприведенное неравенство не соблюдается (например, для каскадов, работающих на низкоомную входную цепь биполярного транзистора с общим эмиттером), используя методы, описанные в специальной литературе.