- •2. Аналоговые электрические устройства
- •2.1. Общие сведения. Классификация и основные характеристики усилителей.
- •2.1.1. Общие сведения об усилителях.
- •2.1.2. Классификация усилителей.
- •2.1.3. Основные характеристики усилителя
- •2.1.3.1. Коэффициент усиления
- •2.1.3.3 Входное и выходное сопротивления
- •2.1.3.4. Искажение сигналов в усилителе
- •2.1.3.5. Переходные характеристики
- •2.1.4 Типовые функциональные каскады полупроводникового усилителя.
- •2.1.5. Математическое описание усилительных устройств
- •2.1.6. Представление передаточной функции элементарными звеньями
- •2.1.7. Частотные характеристики усилительных устройств
- •2.2. Обратные связи. Понятие устойчивости.
- •2.2.1. Обратная связь
- •2.2.2. Влияние цепи обратной связи на основные характеристики усилительного устройства
- •2.2.2.1. Коэффициент усиления
- •2.2.2.2. Полоса усиливаемых частот
- •2.2.3. Понятие об устойчивости усилителя
- •2.2.3.1. Частотный критерий устойчивости
- •2.2.3.2. Алгебраический и фундаментальный критерии устойчивости
- •2.3. Усилительные каскады на транзисторах.
- •2.3.1. Принцип работы усилителей.
- •2.3.2. Токи покоя и напряжения покоя в усилительных каскадах
- •2.3.3. Понятие о классах усиления усилительных каскадов
- •2.3.3.1. Класс усиления а
- •2.3.3.2. Класс усиления в
- •2.3.3.3. Класс усиления ав
- •2.3.3.4. Класс усиления с и d
- •2.3.3.5. Методы стабилизации рабочей точки
- •2.3.4. Каскад с последовательной отрицательной обратной связью по току нагрузки
- •2.3.5. Каскад с параллельной отрицательной обратной связью по выходному напряжению
- •2.3.6. Формирование частотной характеристики каскадов с цепями оос
- •2.3.7. Усилительный каскад по схеме с общим истоком
- •2.3.7.1 Основные параметры каскада усилителя на полевом транзисторе
- •2.3.8. Эмиттерный и истоковый повторители.
- •2.4. Каскады предварительного усиления
- •2.4.1 Условия работы каскадов предварительного усиления
- •2.4.1.1. Требования к каскадам и режим работы
- •2.4.1.2. Определение частотной, фазовой и переходной характеристик
- •2.4.2 Резисторный каскад
- •2.4.2.1. Применение, принципиальные и эквивалентные схемы
- •2.4.2.2 Характеристики и расчетные формулы резисторного каскада
- •2.4.2.3. Расчетные формулы каскада в области средних частот.
- •2.4.2.4. Расчет транзисторного резисторного каскада
- •2.4.2.5. Резисторные каскады предварительного усиления, работающие на внешнюю нагрузку, и резисторные входные цепи
- •2.5. Выходные каскады
- •2.5.1. Условия расчета каскадов мощного усиления
- •2.5.2. Расчет однотактного транзисторного каскада мощного усиления в режиме а
- •2.5.3. Расчет двухтактного транзисторного каскада мощного усиления в режиме в
- •2.5.4. Бестрансформаторные двухтактные каскады мощного усиления
- •2.5.5. Расчет бестрансформаторных двухтактных каскадов
- •2.6. Широкополосные каскады и каскады специального назначения
- •2.6.1. Особенности широкополосных усилителей.
- •2.7. Схемы коррекции без обратной связи
- •2.7.1. Низкочастотная коррекция
- •2.7.2. Высокочастотная коррекция
- •2.8. Схемы коррекции с обратной связью
- •2.8.1. Низкочастотная коррекция
- •2.8.2. Высокочастотная коррекция
- •2.9. Повторители
- •2.9.1. Простые повторители
- •2.10. Усилители постоянного тока
- •2.10.1. Основные свойства и применение
- •2.10.2. Усилители постоянного тока, с непосредственной связью
- •2.11. Дрейф нуля и способы его уменьшения
- •2.11.1 Причины дрейфа нуля
- •2.12. Балансные и дифференциальные каскады
- •Библиографический список
2.3.6. Формирование частотной характеристики каскадов с цепями оос
Существенным недостатком рассмотренного выше способа стабилизации параметров транзисторного каскада является уменьшение его коэффициента усиления. При заданном суммарном усилении это приводит к существенному усложнению схемы усилителя.
Существуют схемотехнические приемы, которые в ряде случаев позволяют компенсировать данный недостаток. Цепи стабилизации режима покоя призваны обеспечить долговременную стабильность тока или напряжения , т. е. они должны компенсировать только медленные изменения этих параметров. Естественно, что процесс изменения температуры окружающей среды не может происходить быстро. При этом не требуется стабилизация тока, изменение которого является следствием действия на входе достаточно быстрых отклонений полезного входного сигнала. Следовательно, цепь ООС должна быть замкнута по постоянному и медленно изме-яющемуся сигналу и разомкнута по его переменной составляющей. Этого можно добиться, если коэффициент передачи цепи сделать частотно-зависимым. Цепь ООС должна пропускать только медленно изменяющиеся сигналы и не пропускать высокочастотные, т. е. с увеличением частоты сигнала коэффициент передачи ООС должен уменьшаться. Этим свойством обладает апериодическое звено с передаточной функцией вида:
.
Очевидно, что при , а при .
Подставив приведенное выше значение в выражение для коэффициента передачи усилителя с цепью ООС, получим передаточную функцию усилительного каскада:
.
Данной передаточной функции соответствует ЛАЧХ, приведенная на рис. 2.3.7.
Рис. 2.3.7. ЛАЧХ транзисторного каскада
с цепью частотно-зависимой ООС.
Схемотехническая реализация данного технического решения применительно к транзисторным каскадам с последовательной ООС по току и параллельной ООС по напряжению приведена на рис. 2.3.8.
В схеме, показанной на рис. 2.3.8, а, с увеличением частоты суммарное сопротивление параллельно включенных Rэ и Сэ падает. При постоянном токе коллектора это приводит к уменьшению напряжения обратной связи и, следовательно, увеличению коэффициента усиления каскада.
Рис. 2.3.8. Включение корректирующего конденсатора в каскад с цепями последовательной ООС по выходному току (а) и параллельной ООС по выходному напряжению (б).
В схеме на рис. 2.3.8, б с увеличением частоты коэффициент передачи делителя, образованного резистором R1ос и конденсатором Сос уменьшается. Это приводит к падению части напряжения, передаваемого из коллекторной цепи транзистора в его базовую цепь, что, в свою очередь, приводит к уменьшению коэффициента передачи цепи ООС и увеличению собственного усиления каскада Частотная характеристика такого каскада аналогична АЧХ, приведенной на рис. 2.3.7.
Так как с увеличением частоты сигнала сопротивление конденсатора Сос падает, то для предотвращения шунтирования этим конденсатором входной цепи усилителя (это привело бы к падению коэффициента усиления каскада) в нее введен дополнительный резистор R2ос.