Лекции по "Схемотехнике аналоговых устройств"
Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Февраля 2013 в 00:47, курс лекций
Описание работы
1. Принцип электронного усиления и классификация усилителей
2. Основные показатели качества усилительных устройств
3. Анализ работы УК с помощью ВАХ
4. Критерии выбора положения ИРТ
5 Принципы обеспечения заданного положения ИРТ
Работа содержит 45 файлов
1
Проходная проводимость, ее влияние на входные свойства усили-
тельной схемы
Рассмотрим идеализированную схему усилителя с обратной связью вида
(рис. 1).
Рис. 1
Будем интересоваться входным импедансом этой схемы
( )
( )
вх
вх
вх
вх
1
0
1
F
T
Z
Z
T
+
=
+
∞
.
Для определения исходных параметров усилительного тракта сделаем
разрыв петли обратной связи так, как это показано на рис. 2
Рис. 2
Тогда
вх
1
F
F
Z
Z
Y
=
=
,
( )
( )
вх
вх
0 0,
T
T
K
=
∞ =
. Отметим, что при разомк-
нутой обратной связи
вх
F
Y
Y
=
.
При замыкании обратной связи входной импеданс станет равным
вх
1
1
1
F
F
Z
Y
K
=
−
,
а входная проводимость
2
(
)
вх
1
F
F
Y
Y
K
=
−
.
Из последней формулы можно заключить следующее.
1. При K=1
вх
0
F
Y
= , т. е. схема обладает высоким входным сопротивле-
нием.
2. При K>0
(
)
вх
1
F
F
Y
Y K
= −
−
, т. е. обратная связь меняет знак входной
проводимости. Если
F
Y имеет емкостный характер, то
вхF
Y
– индуктивный и
наоборот.
3. При K<0
(
)
вх
1
F
F
Y
Y
K
=
+
, т. е. при замыкании обратной связи вход-
ная проводимость существенно (в
(
)
1 K
+
раз) возрастает.
Последнее обстоятельство имеет важное следствие. Если проводимость
обратной связи представляет собой емкость (рис. 3), то входная проводи-
мость схемы с замкнутой обратной связью
(
)
(
)
(
)
вх
вх
1
ω
1
,
1
.
F
F
F
F
F
Y
Y
K
j C
K
C
C
K
=
+
=
+
=
+
Рис. 3
Как видно входная емкость схемы возрастает в
(
)
1 K
+
раз. Эта емкость
совместно с внутренним сопротивлением источника сигнала образует фильтр
нижних частот (рис. 4), частота среза которого имеет значение
(
)
в
c
1
1
F
f
R C
K
=
+
.
3
Рис. 4
Таким образом, если вход и выход усилительной инвертирующей схемы
связаны между собой паразитной емкостью, то к входной емкости этой схе-
мы добавится увеличенная в
1 K
+
раз паразитная емкость обратной связи,
существенным образом уменьшающая верхнюю граничную частоту среза.
Это явление получило в литературе наименование "эффект Миллера".
В транзисторных схемах эффект Миллера проявляется в частности в
схеме ОЭ (рис. 5).
Рис. 5
Схема ОЭ является инвертирующей, паразитная обратная связь образу-
ется через емкость обратно смещенного перехода коллектор-база. Тогда
входная емкость каскада будет равна
(
)
вх
кб
бэ
1
.
F
C
C
K
C
=
+
+
Заметим, что в схемах ОК и ОБ эффект Миллера не проявляется, по-
скольку они не инвертируют сигнал.
Существуют схемные конфигурации, в которых при сохранении усили-
тельных возможностей каскада ОЭ эффект Миллера оказывается подавлен-
ным.
4
1. Соединение ОК-ОБ (рис. 6)
Рис. 6
Первый каскад обеспечивает неинвертирующее усиление по току, вто-
рой – неинвертирующее усиление по напряжению. Практически схема может
быть построена из двух каскадов с емкостной связью (рис. 7).
Рис. 7
Однако большее распространение получила схема ОК-ОБ с непосредст-
венной связью между каскадами (рис. 8).
Рис. 8
5
В этой схеме выбором сопротивлений базовых резисторов устанавлива-
ют равные начальные коллекторные токи, которые суммируются в резисторе
R
э
.
2. Соединение ОЭ-ОБ (каскодная схема) (рис. 9).
Рис. 9
Здесь второй резистор, включенные по схеме ОБ, создает для первого
транзистора низкоомную нагрузку. Это приводит к низкому коэффициенту
передачи напряжения первого каскада, что подавляет проявление эффекта
Миллера. Второй транзистор, являясь повторителем тока, отделяет нагрузку
схемы от выхода первого каскада, а первый обеспечивает преобразование
напряжения в ток.
Схема может быть реализована емкостной связью двух независимых
каскадов ОЭ и ОБ (рис. 10).
Рис. 10
Однако большее распространение получила схема с последовательным
питанием транзисторов (рис. 11).
6
Рис. 11
В этой схеме через транзисторы протекает общий начальный ток кол-
лектора, режим работы первого транзистора на постоянном токе выбирается
из обычных соображений, а потенциал базы второго транзистора должен
быть достаточно высоким, чтобы обеспечить достаточное напряжение кол-
лектор-эмиттер первого транзистора.
Информация о работе Лекции по "Схемотехнике аналоговых устройств"