Корекція АЧХ в області низьких частот

Звичайно бажано розширювати область рівномірного підсилення, знижуючи значення граничної частоти . Зрозуміло, це можна зробити, збільшуючи сталу часу . Але якщо з якихось причин це не можна або складно зробити, то можна застосувати корекцію

+Е

А

С_ф

С_Р

R_Б1

R_Б2

R_ф

R_К

низьких частот, яка також дозволяє знижувати (рис.5)

Тут навантаження у колі колектора складається з двох опорів і , останній з яких зашунтований ємністю . На достатньо високих частотах ця ємність закорочує точку на землю, так що навантаження у колі колектора буде просто .

Але на низьких частотах являє собою великий опір, і колекторний струм має проходити додатково ще й через опір .

1 – без корекції 2 – оптимальна корекція 3 - перекорекція

Рис.6

Таким чином, загальний опір у колі колектора збільшується, збільшується і коефіцієнт підсилення. Якщо правильно підібрати і , то можна у значній мірі зкомпенсувати втрати у підсиленні, які спричинюються вхідним дільником (крива 2 рис.6). При цьому нижня гранична частота знизиться до . Якщо ж «перебрати» у значеннях і , то на АЧХ в області низьких частот може навіть виникнути горб (крива 3), що також є небажаним.^*)

^*) Комірка відіграє ще одну позитивну роль: вона є фільтром (для достатньо високих частот), що не допускає коливання колекторного струму до джерела джерела живлення схеми, “розв’язуючи” таким чином наш підсилювач по відношенню до його живлення

Корекція АЧХ в області високих част

+Е

С_П

L_К

R_К

Рис.8

Рис.9  

1. 5. 1. Паралельний і послідовний методи корекції

Цю втрату у коефіцієнті підсилення можна частково зкомпенсувати, увімкнувши в коло колектора послідовно з опором невелику індуктивність (рис.8). Загальний (комплексний) опір у колі колектора зростатиме з частотою і це призведе до деякого підвищення коефіцієнту підсилення (крива 2 рис.9). Відповідно трохи підвищиться верхня гранична частота .

Проте тут треба бути обережним з підбором величини . Справа в тому, що ця індуктивність разом з і створює коливальний контур. При малих значеннях цей контур є аперіодичним, але якщо «перебрати» у значенні , то контур стає коливним і на АЧХ з’являється горб (крива 3 рис.9). Така перекорекція також не бажана. Тому параметри контуру слід обирати так, щоб цей контур був близьким до критичного. Такий метод корекції має назву паралельного (бо у колекторному колі утворюється щось подібне до паралельного контуру)

+Е

С₀

R_К

L₀

Рис.10

Але існує й інший метод корекції АЧХ в області високих частот - так званий послідовний метод (рис.10). Тут на виході каскаду вмикається невелика індуктивність , яка разом з вхідною ємністю наступного каскаду утворює послідовний коливний контур. При наближенні до його резонансу (а це має бути на частотах близьких до ) напруга на ємності зростає, що також частково компенсує вищезгадані втрати у коефіцієнті підсилення в області високих частот. Цей контур також має бути близьким до критичного

Розширення частотного діапазону в області нижніх частот обумовлює зменшення спаду вершин імпульсів; зменшує спотворення форми імпульсів (рис. 9.7 та 9.8).

Рис. 9.7. Залежність форми вихідних імпульсів диференціюючих RC -схем від співвідношення t_i та t: а – вхідний сигнал; б – t_i <<t _I ; в – t_i = 3t _i; г – t_i >>t _i.

Рис. 9.8 Залежність форми вихідних імпульсів диференціюючих RC -схем від співвідношення t_i та t _i: а – вхідний сигнал; б – t_i >>t _i; в – t_i =3t _i; г – t_i <<t _i.

1.13 Резонансні підсилювачі. У резонансних підсилювачах навантаженням вихідного кола підсилювального елемента є паралельний коливальний контур, що має високий опір R _рез для електричних коливань резонансної частоти f ₀ і малий опір для інших частот.

Частотна характеристика резонансного підсилювача визначається параметрами коливального контуру, причому вибіркові властивості контуру можуть бути найповніше реалізовані в схемі підсилювача за умови малого шунтування контуру вихідним опором джерела сигналу і вхідним опором навантаження.

Для зменшення впливу транзисторів (даного каскаду і наступного) на контур у схемах резонансних підсилювачів, як правило, використовують неповне ввімкнення контуру в колекторне коло транзистора. Таке ввімкнення можна досягнути, наприклад, за допомогою автотрансформаторної схеми ввімкнення контуру.

У побудові високочастотних резонансних підсилювачів доводиться зважати на те, що в транзисторах є внутрішній зворотний зв'язок і, крім того, у підсилювачі виникають паразитні зворотні зв'язки. На частотах, вищих і нижчих від резонансної частоти, коливальний контур являє собою комплексне навантаження і вносить додатковий фазовий зсув. У результаті загальний фазовий зсув між вхідним і вихідним сигналами може виявитися таким, що в схемі виникне позитивний зворотний зв'язок і підсилювач самозбудиться.

Для компенсації (нейтралізації) внутрішнього зворотного зв'язку в підсилювачі доводиться вводити в схему зовнішній зворотний зв'язок із протилежним знаком, тобто ускладнювати схему.

Підсилювачі зі зворотним зв'язком. Резонансні та смугові підсилювачі дають задовільні результати лише при робочій частоті порядку одиниць кілогерц і вище. На більш низьких частотах індуктивність резонансного контуру виявляється надмірно великою і контур стає громіздким і дорогим. Котушка індуктивності такого контуру містить багато витків тонкого проводу і дуже чутлива до завад та перешкод. Тому вибіркові підсилювачі, що призначені для роботи на частотах порядку сотень герц і нижче, зазвичай будують з використанням частотовибіркових фільтрів типу RC у колі негативного зворотного зв'язку.

Резонансный усилитель на полевом транзисторе. Отличием данного усилителя от резисторного является то, что в цепь стока включен параллельный колебательный контур.

Pисунок 9.1.

- источник питания стока;

- резонансная нагрузка усилителя;

- развязывающий фильтр цепи питания, выбирается из условия - при этом резонансная частота контура практически будет определяться параметрами .

- резистор, обеспечивающий заданное напряжение смещения на затворе;

- резистор, служащий для передачи напряжения смещения на затвор;

- устраняет отрицательную ОС по переменному току;

- разделительный.

В схеме применено последовательное питание стока через развязывающий фильтр и индуктивность .

Часто используется автотрансформаторное подключение стока к контуру, позволяющее повысить устойчивость усилителя.

Дата добавления: 2015-11-16