ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Паразитні зворотні зв’язки в багатокаскадних підсилювачах

Оскільки для різних каскадів багатокаскадного підсилювача зазвичай застосовують одне і те ж джерело живлення, то через наявність його внутрішнього опору (рисунок 1.50) в підсилювачі виникають паразитні (небажані) зворотні зв'язки. Змінна складова струму каскадів (переважно кінцевого) створює на змінну складову , яка створюється в колі живлення попередніх каскадів і тим самим замикає відразу кілька петель паразитних ЗЗ, що може призвести до самозбудження.

Для недопущення самозбудження необхідно, щоб петлеве підсилення (якщо прийняти запас стійкості в два рази, то ). При зменшенні запасу стійкості можливе збільшення нерівномірності АЧХ і ФЧХ через збільшення глибини паразитного ПЗЗ.

Самим ефективним і досить простим способом, що виключає необхідність використання складня стабілізованих джерел живлення, є застосування розв’язуючих фільтрів, які складаються з і і включаються послідовно або паралельно джерелу живлення (рис.1.50, 1,51).

Фільтри включаються на шляху зворотної передачі в петлі ЗЗ і створюють дільник змінної напруги, опори плечей якого рівні і . Ослаблення дільником напруги паразитного ЗЗ на нижній граничній частоті характеризується коефіцієнтом розв'язки

 

,

звідки

 

.

 

Номінал резистора визначається необхідною напругою живлення попередніх каскадів, яка, як правило, менша, ніж у кінцевого.

Крім ослаблення паразитних ЗЗ, розв'язуючі фільтри одночасно згладжують пульсації напруги живлення з частотою 50 і 100 Гц, якщо підсилювач живиться від мережевого випрямляча. Рівень напруги на виході підсилювача задають, виходячи з вимоги, щоб амплітуда напруги фону, що додається до основного сигналу, була б, щонайменше, в (2...3) D разів менша від максимальної амплітуди останньої, де D – динамічний діапазон підсилювача.

 

Рисунок 1.50 – Підсилювач з послідовним включенням фільтрів розв’язки по живленню

 

Рисунок 1.51– Підсилювач з паралельним включенням фільтрів розв’язки по живленню

 

Підсилювачі постійного струму

 

Загальні відомості

У промисловій електроніці, особливо при контролі і вимірюванні неелектричних величин, виникає необхідність підсилення сигналів дуже низьких частот - близько долі герц. Для цього потрібні підсилювачі, що мають рівномірну амплітудно-частотну характеристику до найнижчих частот. Такі підсилювачі називають підсилювачами постійного струму (ППС). У багатокаскадних ППС для зв'язку між каскадами не можуть бути використані реактивні елементи зв'язку (конденсатори, трансформатори), тому для цієї мети як правило, служать резистори.

Підсилювачами постійного струму називаються пристрої, призначені для підсилення повільно змінних сигналів аж до нульової частоти. На рисунку 1.52 приведена АЧХ ППС.

 

Рисунок 1.52 – АЧХ ППС

 

У підсилювачах постійного струму виникають специфічні ускладнення, пов'язані з відділенням корисного сигналу від постійних складових напруг і струму, необхідних для роботи транзисторів, що використовуються в підсилювачах.

Як і в підсилювачах з резистивно-ємнісним зв'язком, характеристики підсилювачів постійного струму повинні відповідати низці вимог:

1. за відсутності вхідного сигналу повинен бути відсутнім вихідний сигнал;

2. при зміні знаку вхідного сигналу повинен змінюватися знак вихідного сигналу;

3. напруга на навантажувальному пристрої має бути пропорційною вхідній напрузі.

Друга і третя вимоги до ППС, так само як і в інших підсилювачах, виконуються при роботі підсилювача в режимі А. Для виконання першої умови необхідно відокремити корисний сигнал від постійних складових струму та напруги транзистора.

У підсилювачах постійного струму відділення постійних складових напруги, як правило, проводиться компенсаційним методом.

Підсилювачі постійного струму мають специфічний недолік, що утруднює підсилення дуже малих постійних напруг і струмів. У ППС існує так званий дрейф нуля, який визначає нижню межу підсилюваних напруг. Дрейф нуля полягає в тому, що з плином часу змінюються струми транзисторів і напруги на їх електродах. При цьому порушується компенсація постійної складової напруги і на виході підсилювача з'являється напруга за відсутності вхідного сигналу. Оскільки ППС повинен підсилити напругу аж до самих низьких частот, всяка зміна постійних складових напруги , через нестабільність джерел живлення, старіння транзисторів, зміни температури навколишнього середовища і т.д. принципово не відрізняється від корисного сигналу.

До фізичних причин, що викликають дрейф нуля в ППС, відносяться:

• нестабільність джерел живлення;

•часова нестабільність ("старіння") параметрів транзисторів і резисторів;

• температурна нестабільність параметрів транзисторів і резисторів;

• низькочастотні шуми;

• завади і наведення.

У транзисторних підсилювачах головною причиною дрейфу є температурна нестабільність транзисторів. Становище ускладнюється наявністю гальванічного зв'язку між каскадами, який добре передає повільні зміни сигналу, що призводить до ефекту каскадування температурної нестабільності каскадів від входу до виходу.

Абсолютним дрейфом нуля називається максимальне мимовільне відхилення вихідної напруги ППС при замкнутому вході за певний проміжок часу. Якість ППС оцінюють за напругою дрейфу нуля, приведеного до входу підсилювача:

 

.

Приведений до входу дрейф нуля еквівалентний помилковому вхідному сигналу обмежує мінімальний вхідний сигнал, тобто визначає чутливість ППС.

З метою зниження дрейфу нуля в ППС використовуються:

• глибокий НЗЗ;

• термокомпенсуючі елементи;

• перетворення постійного струму в змінний, його підсилення і подальше детектування;

• побудова ППС за балансною схемою.

ППС прямого підсилення

ППС прямого підсилення, по суті, є звичайним багатокаскадним підсилювачем безпосереднім зв'язком - рис.1.53.

Рисунок 1.53 – Схема двокаскадного ППС на біполярних транзисторах

 

Кожен каскад є підсилювальним каскадом зі СЕ. В емітерне коло підсилювача включені резистори і , які забезпечують температурну стабілізацію ППС. Ці резистори, створюють негативний зворотний зв'язок. Усунути його або суттєво зменшити шляхом включення паралельно резисторам конденсаторів в ППС неможливо, оскільки на дуже низьких частотах ємності цих конденсаторів повинні бути дуже великими, а конденсатори занадто громіздкими.

Компенсація постійної складової колекторної напруги першого підсилювального каскаду здійснюється за допомогою другого джерела живлення – , що створює негативну напругу по відношенню до спільної точки підсилювача. Значення та опорів резисторів дільника і вибирають такими, щоб у режимі спокою напруга між базою і емітером другого транзистора . Компенсація постійної складової колекторної напруги другого підсилювального каскаду здійснюється за допомогою дільника, що складається з резисторів і (рисунок 1.53). Щоб струм дільника , не порушував режиму роботи транзистора, його зазвичай вибирають значно меншим струму колектора:

 

.

 

Це здійснюється вибором значень опорів резисторів і .

При подачі вхідної напруги змінюються струми бази транзисторів, що призводить до зміни їх колекторних струмів. При цьому змінюються потенціали колекторів, в тому числі і , а отже, і .

ППС прямого підсилення мають великий температурний дрейф ( складає одиниці мілівольт на градус). Крім температурного дрейфу в таких ППС істотний вплив мають часовий дрейф, нестабільність джерел живлення та низькочастотні шуми.

Зазначені недоліки значною мірою долаються в ППС з перетворенням (модуляцією) сигналу.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти