Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Стабилизация параметров транзисторных усилителей

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
17.71 Mб
Скачать
соотн ош ен и я 7-ро
s

В т а к о й

п о с т а н о в к е

а н а л и зи р у е м ы е

систем ы

не им ею т

эк с тр е м у м о в .

П о э т о м у

р еч ь

м о ж е т

идти

об

оты скан и и

к о м п р о м и ссн ы х

р еш ен и й ,

с

и звестн ы м

п р и б л и ж ен и ем

у д о в л е т в о р я ю щ и х

с ф о р м у л и р о в а н н о м у

р ан ее условию .

В ел и

о б р а т и т ь с я

к

рис.

3-7,

то

м ож н о

видеть, что

р е зк о е

 

в о з р а с т а н и е д о п о л н и те л ьн ы х

 

п отерь м ощ ности

на

с т а б и л и з а ц и ю

р а б о ч е го

 

р е ж и м а

 

н а б л ю д ае тс я

при

в е л и ч и н а х

 

к о э ф ф и ц и е н т а

р еж и м н о й н естаб и льн ости

5 ^ 4 -н5,

что

со о тв ет с тв у е т

 

о б л ас т и

его

м ак си м ал ьн о й

э ф ф е к т и в н о с т и .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

s > 5

у к а з а н н ы е

п отери

 

и м ею т

н еб о льш и е

а б с о ­

л ю тн ы е

в е л и ч и н ы

и

п р е т е р п е в а ю т

н езн ач и тел ьн ы е

и зм е ­

н ен и я

с р о с т о м к о э ф ф и ц и е н та

р еж и м н о й н естаб и льн о сти .

В е л и ч и н а п о те р ь у си л ен и я , о б у сл о в л ен н ы х п р и м ен е ­

нием

о т р и ц а т е л ь н о й

 

о б р а тн о й

 

связи

н а п ерем ен н ом

■то к е,

к а к

э т о с л е д у е т

из

ф о р м у л ы

(6 -2 8 ), в

зн а ч и т е л ь ­

ной

м е р е

з а в и с и т

от

точн ости

у ч ета

стаб и л и зи р у ю щ его

э ф ф е к т а , д о с т и г а е м о г о

п ри

в ы б р ан н о м

раб о чем

р еж и м е.

Н е л ь з я

у п у с к а т ь

 

из

в и д у

то го ,

что

вер о я тн о сть

н а х о ­

ж д е н и я

п а р а м е т р а

в п р е д е л а х

з а д а н н о г о ’ п о л я

д о п у ска

в си л ьн о й

степ ен и

за в и с и т

от

точн ости

во сп р о и звед ен и я

в ы б р а н н ы х р а б о ч и х

р е ж и м о в

н а

п о сто ян н о м

и

п ер ем ен ­

ном

то к е, _ со о тв етств ен н о

о п р е д ел я е м ы х

вел и ч и н ам и

A sjs

и

A F /F .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О ц ен и м

с о о тн о ш ен и я

м е ж д у

 

п о гр еш н о стям и

э л е м е н ­

то в

п р и

в а р ь и р о в а н и и

вел и ч и н ы

к о эф ф и ц и ен та

р е ж и м ­

ной

н е с т а б и л ь н о с т и .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

н естаб и ли зи рован н ого

 

усилительного

к а с к а д а

 

 

 

 

 

при

услови и ,

 

ч то

I X0R,ЭКЕ <

Е , получим сле-

дую щ и е

 

 

 

 

 

 

м еж д у

частны м и

погреш ностями:

 

 

 

 

I

"

=

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

L a .

 

 

 

 

 

1

Г Да

 

 

 

 

 

P

B [

a%

- I

O

ex

 

1

A^skS

Да

 

 

 

 

 

 

 

Ш.

1 1

 

а

 

 

V

 

 

P

^ЭКЕ

 

 

г д е

 

 

 

 

 

 

Д^ко .

 

 

 

 

L

— В '

 

V = B '

 

[ т

] ,

^рО—

ро

7.0 ’

 

 

Д Я .

,

 

- B V

А*зк1

 

 

~тг *

Н, R =

 

 

9В в

 

 

 

 

^ЭКЕ

 

 

 

 

 

 

 

Ц — U53

(6-57)

(6-58)

(6-59)

(6-60)

И з

 

(6 -5 7 )^ -(6 -6 0 )

ви д н о,

что

с о о тн о ш е н и я

 

м е ж д у

частны м и п о греш н остям и

и е с т а б и л и зи р о в а и н о г о

 

к а с к а д а

м огут

бы ть л ю б ы м и ,

т а к

к а к

они о п р е д е л я ю т с я

 

в ы б р а н ­

ным

рабочи м

р еж и м о м

и

 

в е л и ч и н ам и

о т н о с и т е л ь н ы х

погреш ностей

эл ем ен то в

и

н а п р я ж е н и й

и с т о ч н и к о в

п и ­

тания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

стабилизированного у си л и тел ьн о го к а с к а д а

\ \ <

s <

< Т = ^ Г )

ПРИ

I «°Rb k Z < E

из

(6 4 3 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д > ._

Е

\

à s Y '

 

 

 

 

 

(6-61)

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

s

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l e

ДЕ

Г

 

 

;

 

 

 

 

 

(6 62)

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

а . Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ т

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. h

 

 

 

 

Г As "1_ |

 

 

 

 

 

(6-63)

 

 

 

 

 

 

' W

 

L“Г J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гд е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

__

РГ

 

.

т

__

 

р/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L s —

 

s

L о — û o 1lко >

 

 

 

 

(6-64)

 

 

f

__ Qt

 

 

J

 

 

 

pr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L E = B E ~W \ l r = - B r - r -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9KÏ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И з

 

(6 -61) — (6 -6 4 )

в и д н о ,

что

 

 

 

 

 

 

 

при

 

 

у м е н ь ш е н и и

 

в е л и ч и н ы

 

 

 

 

 

 

 

к о э ф ф и ц и е н та р е ж и м н о й н е с т а ­

 

 

 

 

 

 

 

б и л ьн о сти

п р о и с х о д и т

н и в е л и ­

 

 

 

 

 

 

 

р о в а н и е о т д е л ь н ы х в и д о в ч а с т ­

 

 

 

 

 

 

 

ны х п о гр е ш н о с т е й (р и с . 6 -4 ),

 

 

 

 

 

 

 

что

п р и д а е т с т а б и л и з и р о в а н н о ­

 

 

 

 

 

 

 

м у у с и л и те л ю с в о й с т в а с а м о н а ­

 

 

 

 

 

 

 

с т р а и в а ю щ е й с я с и с те м ы ав т о -

 

 

 

 

 

 

 

м ати ч ео к о го

 

р е г у л и р о в а н и я

 

 

 

 

 

 

 

[Л .

28].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У ч и т ы в а я ,

что п р и

н а и б о л е е

 

 

 

 

 

 

 

ч асто

в с т р е ч а е м ы х н а

п р а к т и к е

 

 

 

 

 

 

 

зн а ч е н и я х s = 2-4-4 п р о и с х о д и т

Рис. 6-4. Иллюстрация за­

о щ у т и м а я

н и в е л и р о в к а

ч ас т -'

висимости

величии

погреш­

ны х

п о гр еш н о стей

(эт о

п о д ­

ностей

элементов

транзи­

т в е р ж д а е т с я т а к ж е

 

р е з у л ь т а ­

сторною

усилителя

от

 

там и

 

р а с ч е то в ,

п р и в е д е н н ы х

коэффициента режимной не­

 

стабильности.

 

 

 

 

В гл.

10 д л я

'к о н к р етн ы х

т и п о в

у с т р о й с т в ), р е ш е н и е з а д а ч и

си н теза

у си л и тел я

с

з а д а н ­

ной с т а б и л ь н о с т ь ю н а и б о л е е

ц ел есо о б р азн о

и скать, исхо­

д я из

у с л о в и я

р а в е н с т в а

ч астн ы х

п о гр еш н о стей , т. е.

 

 

 

 

L s = L o = L e = 'L r .

 

 

 

 

(6-65)

З а в и с и м о с т и м е ж д у од н о ти п н ы м и

п огреш н остям и при

в а р ь и р о в а н и и

вел и ч и н ы

ко эф ф и ц и ен та

р еж и м н о й

н е с та ­

б и л ьн о сти

м о гу т

б ы ть

н ай д ен ы из

(6-60)

и

(6 -64),

о тк у д а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

Л

 

 

 

 

(в '66»

 

 

 

Lo

 

 

=

s (1 — а).

 

 

(6-67)

 

 

 

Lро

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И з

(6 -6 6 )

и

(6 -67)

сл ед у ет,

 

что

 

при

стаб и л и зац и и

р а б о ч е го

р е ж и м а

о д н о в р ем ен н о

с

н и вел и р о вко й величин

ч астн ы х

п о гр е ш н о с те й

п р о и сх о д и т

т а к ж е

ум ен ьш ен и е

их а б с о л ю т н ы х зн ач ен и й .

С о г л а с н о (6 -6 ) м о ж н о со с та в и ть сл ед у ю щ и е р а в е н ­

ств а:

 

 

 

Ах,

Aa h

1

 

х х

«и

fi»i

 

 

АД/2

Aah

1

 

'

«л

Bb2VTi

(6-68)

Дхп _

Aah

i

 

*п

«л

Bin

 

 

 

 

В о б о б щ ен н о й ф о р м е ф о р м у л а

(6-68) д л я лю б ого из

п а р а м е т р о в э л е м е н т о в т р а н зи с т о р н о го у с и л и те л я м о ж ет б ы ть з а п и с а н а в в и д е

 

AjCi__Aah

1

 

 

(6-69)

 

*t

~ ~ Щ Г

Вы Vn 9

 

 

 

 

 

 

В ф о р м у л е

(6 -69)

в ел и ч и н а Aah/âh з а д а е т с я

тех н и ч е ­

ски м и у с л о в и я м и или

р а с сч и ты в а е тс я

при

 

за д а н н о м

к о э ф ф и ц и е н те

р е ж и м н о й

н естаб и л ьн о сти

s,

а

зн ач ен и я

к о э ф ф и ц и е н то в

в л и я н и я

Вы

н а х о д я тс я

при

н о м и н ал ь ­

ном зн а ч е н и и

и ссл ед у ем о го

п а р а м е т р а у си л и тел я .

В еличина

'П огреш ности,

д о п у с к а е м о й

п р и р е а л и з а ц и и

О О С

 

на

перем ен н ом

то ке,

 

м о ж е т

б ы т ь

о п р е д е л е н а

на

основе (6 -2 8 ), о тк у д а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

2Д(Xqtр

 

2Длд011

 

 

 

 

 

(6-70)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где 0Д ас.р

и 0Д адоп — д о п у с ти м ы е

о т к л о н е н и я

о т г р а н и ц

п оля

д о п у ска

и ссл ед у ем о го

п а р а м е т р а

у с и л и т е л я .

 

 

П огр еш н о сти

э л е м е н т о в

ц еп ей о б р а т н о й

с в я зи т а к ж е

м огут

 

бы ть

о п р ед ел ен ы

с

и с п о л ь зо в а н и е м

 

ф о р м у л ы

(6 -6 9 ).

Е сли

с т а б и л и з а ц и я

р а б о ч и х

р е ж и м о в

н а

 

п о ­

стоянном

и п ер ем ен н о м

т о к е

о с у щ е с т в л я е т с я

с

п о м о щ ь ю

общ и х

эл ем ен то в , то

с л е д у е т

о р и е н т и р о в а т ь с я

н а

м а к ­

си м ал ьн о е

зн ач ен и е

п б гр еш н о сти с о о т в е т с т в у ю щ е го

э л е ­

м ен та,

п о л у чен н о е п ри

 

р а с ч е те

к а ж д о г о

и з

р е ж и м о в .

 

И з

 

п р о вед ен н о го

а н а л и з а

сл ед у е т:

 

 

 

 

 

 

 

1.

В ер о ятн о стн у ю

о ц ен к у

п о гр е ш н о с те й

д о п у с к о в п а ­

р а м е тр о в

тр а н зи с то р н ы х

 

у с и л и те л ей

.ц е л е с о о б р а зн о

п р о и зво д и ть

м ето до м

к о св ен н о го а н а л и з а

с и с п о л ь з о в а ­

нием

 

н аи б о л ее

о б щ и х

 

п о к а з а т е л е й

их

с т а б и л ь н о с т и

и

п оследую щ и м

п ер ех о д о м ч ер е з

р я д

у п р о щ а ю щ и х

з а в и ­

сим остей

к

и ссл ед у ем о м у

 

п а р а м е т р у .

Э то

п о з в о л я е т

реш и ть з а д а ч у

оц ен ки

н е с та б и л ь н о ст и

с о о т в е т с т в у ю щ е ­

го п а р а м е т р а т р а н зи с то р н о го у с и л и те л я , о п е р и р у я с р а в ­

н и тельн о

п росты м и

со о тн о ш ен и ям и . К р о м е т о го ,

п р и

этом

не

в ы зы в ае т

за тр у д н е н и й

у ч ет

в л и я н и я

н а

п о л е

д о п у ск а

р аб о ч его р е ж и м а н а п о с т о я н н о м

т о к е

и

О О С

н а п ерем ен н ом токе.

 

 

 

 

 

 

2.

С т а б и л и за ц и я

р аб о ч его

р е ж и м а

н а

п о с т о я н н о м

то ке п р и во д и т к су ж ен и ю зо н ы р а з б р о с а п а р а м е т р о в

тр ан зи сто р н о го у с и л и те л я , у м ен ь ш ен и ю

а б с о л ю т н ы х з н а ­

чений

и

н и вел и р о вке

ч астн ы х

п о гр е ш н о с те й ,

о б у с л о в ­

лен н ы х

н естаб и л ьн о стью

п р и м ен я е м ы х

э л е м е н т о в .

Б л а ­

го д а р я

это м у ста б и л и зи р о в а н н ы й

у с и л и т е л ь

п р и о б р е ­

т а е т

сво й ства с а м о н а с т р а и в а ю щ е й с я

с и с те м ы

а в т о м а т и ­

ческого

р егу л и р о в ан и я .

 

 

 

 

 

 

 

С и н тез

у си л и тел я

с

з а д а н н о й с т а б и л ь н о с т ь ю

ц е л е ­

с о о б р азн о

о с у щ е ств л я ть

и сх о д я

из

у с л о в и я

р а в е н с т в а

ч астн ы х

п о гр еш н о стей . В

это м с л у ч а е

у с и л и т е л ь

м о ж е т

б ы ть р е а л и зо в а н п ри м и н и м ал ьн ы х д о п о л н и т е л ь н ы х з а ­ т р а т а х м о щ н о сти и сточн и ков п и та н и я и м и н и м а л ь н ы х п о те р я х у си л ен и я .

Гл а в а сед ьм ая,

ИС Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е

Д Л Я П Р О Е К Т И Р О В А Н И Я Т Р А Н З И С Т О Р Н Ы Х

У С И Л И Т Е Л Е Й С З А Д А Н Н О Й С Т А Б И Л Ь Н О С Т Ь Ю

7-1. ОБОБЩ ЕННЫЙ ПОДХОД К ЗАДАЧАМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

И зв е с т н о

б о л ь ш о е

ч и сл о

р азн о ви д н о стей уси ли тельн ы х

у с тр о й с тв , ч то

о б у с л о в л ен о

не

то л ьк о

р азн о о б р ази ем

о б л а с т е й

п р и м е н е н и я ,

но

и

сп о со б ам и и сп о л ьзо ван и я

их

[Л .

3 — 6,

8,

9,

22,

24,

30,

38, 41,

44 — 46,

51 — 53,

6 4 - 7 0 ,

73,

83, 8 8 — 90,

9 2 — 95,

98,

109,

113]. В то

ж е

вр ем я,

к ак

с л е д у е т

и з

в ы ш е и зл о ж ен н о го ,

м етоды

стаб и л и зац и и

р а б о ч е го

р е ж и м а

 

и

п а р а м е т р о в

тр ан зи сто р н ы х

уси л и ­

тел ей

х а р а к т е р и з у ю т с я

о б щ н о стью

п о д х о д а .

Э то о б л ег ­

ч а е т

р а с с м о т р е н и е

п р а к ти ч е с к и х

схем ,

т а к

к а к п о зво ­

л я е т с у щ е ст в е н н о

с о к р а т и т ь

чи сло

а н а л и зи р у е м ы х в а р и ­

ан то в .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

э то м ,

о д н а к о ,

н е л ь зя

 

у п у с к а ть

и з

виду,

что

вы б о р

то го

и ли

и н ого

м ето д а

 

ста б и л и зац и и

в зн а ч и ­

те л ь н о й

м ер е

о п р е д е л я е т с я

схем ой вк лю чен и я

входн ой

и

в ы х о д н о й

ц еп ей

к а с к а д а ,

способом

о су щ ествл ен и я

с в я зи м е ж д у ' к а с к а д а м и и р яд о м д р у ги х ф ак то р о в , к а к -то :

1) т р е б о в а н и я м и к к а ч ес тв е н н ы м п о к а за т е л я м у си ­

л и т е л я

(н е р а в н о м е р н о с т и ч асто тн о й и ф азо в о й х а р а к т е ­

р и сти к ,

в е л и ч и н е к о эф ф и ц и е н та н ели н ей н ы х и скаж ен и й ,

д о п у с ти м ы м зн а ч е н и я м д р е й ф а н у л я , у р о вн ям со б ст­ в ен н ы х ш у м о в и т. п .);

2 ) з а д а н н о й с т а б и л ь н ^ т ь ю п а р а м е т р о в в у сл о ви ях м ас с о в о го п р о и зв о д с т в а и при н ал и ч и и д е ст аб и л и зи р у ю ­ щ и х ф а к т о р о в , а т а к ж е тр е б о в а н и я м и к в за и м о за м е н я е ­

м ости

у з л о в

и

б л о к о в а п п а р а т у р ы ;

 

 

3) т р е б о в а н и я м и к э к с п л у ат а ц и о н н ы м п о к а за т е л я м

у с и л и т е л я

(г а б а р и т а м ,

н ад еж н о сти ,

д олговечн ости

и т. п .) .

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

с о зд а н и и

в ы со к о к ач еств ен н ы х

у си л и тел ьн ы х

у с тр о й с тв , к о г д а

п р и х о д и тс я о д н о вр ем ен н о

обесп ечи ть

в ы п о л н ен и е

'б о л ьш о го ч и сл а

тр еб о ван и й ,

обы чно п р и х о ­

д и т с я

и с к а т ь

к о м п р о м и ссн ы е р еш ен и я .

 

 

Т а к ,

н а п р и м е р ,

в у си л и тел я х , к ко то р ы м

п р е д ъ я в л я ­

ю тся

ж е с т к и е

т р е б о в а н и я

по

стаб и л ьн о сти

п а р а м е т р о в

б ш ироком и н тер в ал е те м п е р ат у р

и при

н а л и

ч и и

з н а ч и ­

тельного

п рои зводствен н ого р а зб р о с а п а р а м е

т р о в

т р а н ­

зи сторов

н а и б о л е е ц ел ес о о б р а зн о

п р и м е н и т ь

к о м б и н и ­

рованную

п о с л е д о в а т е л ь н о -п а р а л л е л ь н у ю

О О С ,

о с у щ е ­

ствляем ую

од н оврем ен н о н а

п о сто ян н о м и

п е р е м е н н о м

токе.

 

 

 

О д н ак о

п р и этом б у д ет

и м еть м ес т о

п р о и г р ы ш

в г а б а р и т а х и з -за н еи зб еж н о го с н и ж е н и я у с и л и т е л ь н ы х

свойств к а с к а д о в

и

их

к. п . д ., что

о со б ен н о

с у щ е с т в е н н о

д л я

м ощ ны х у си ли телей .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В с л у ч а я х , ко гд а п р е д ъ я в л я ю т с я ж е с т к и е т р е б о в а н и я

к

стаб и льн ости к о эф ф и ц и ен та у си л ен и я

по

н а п р я ж е н и ю

и

входного

со п р о ти влен и я

к а с к а д а , ц е л е с о о б р а з н о

п р и ­

м енить схем у

с п р е о б л а д а н и е м

О О С

п о с л е д о в а т е л ь н о г о

типа

 

(см .

ф о р м у л ы

т а б л .

3 -1 ).

Е сл и

ж е

 

н е о б х о д и м о

стаб и л и зи р о в ать

к о эф ф и ц и ен т у с и л ен и я

по

 

т о к у

и

в ы ­

ходное

соп роти влен и е, то

'б олее

п р и е м л е м о й

о к а з ы в а е т ­

ся

схем а

с

п р е о б л а д а н и е м

п а р а л л е л ь н о й

О О С .

 

 

 

 

В р а с см а тр и в ае м о м

 

с л у ч ае,

у ч и т ы в а я ,

ч то

п р и

п а ­

р а л л ел ьн о й

О О С

по

п о сто я н н о м у

то к у

р а б о ч и й

р е ж и м

и вели чи н а

к о эф ф и ц и ен та

р еж и м н о й

н е с т а б и л ь н о с т и

ж естко с в я зан ы д р у г

с

д р у го м ,

б о л ее

у д о б н о

п р и м е н и т ь

п о сл ед о вательн у ю

О О С

 

н а

п о сто ян н о м

т о к е

и

п а р а л ­

л ельн у ю

О О С

на п ер ем ен н о м токе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В ы со к ая с та б и л ьн о с ть п а р а м е т р о в

 

т р а н з и с т о р н ы х

уси ли телей

б ез

о щ у ти м о го

у х у д ш е н и я

 

у с и л и т е л ь н ы х

свойств

к а с к а д о в

м о ж е т

бы ть

д о с ти гн у та

.п ри

о с у щ е ­

ствлении

стаб и л и зац и и

 

р аб о ч ей

точ ки л ю б ы м

и з

м е т о ­

дов,

оп и сан н ы х

в гл . 4 и

5.

О д н а к о

п р и

 

э т о м

о д н о ­

врем ен н о

с

п овы ш ен и ем

 

тр е б о в а н и й

к с т а б и л ь н о с т и

рабочей

точки в о зр а с т а ю т

п о тер и

м о щ н о сти

в ц е п я х

с т а ­

би ли зац и и .

К а к с л е д у е т

из

к р и в ы х рис.

3-7,

э т о о с о б е н ­

но ощ утим о при

в ел и ч и н ах

к о э ф ф и ц и е н та

р е ж и м н о й н е ­

стаб и л ьн о сти

s ^

‘2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С та б и л и за ц и я п а р а м е т р о в у с и л и те л ей п у те м и с п о л ь ­

зо ван и я о тр и ц ател ьн о й

 

о б р атн о й

с в я зи

н а п е р е м е н н о м

токе

п р а к ти ч е с к и

не

 

в л и я е т

н а в е л и ч и н у

м о щ н о ст и ,

п о тр еб л яем о й

от

и сточ н и ка

п и тан и я ,

но

о б ы ч н о

п р и в о ­

д и т

к

ощ ути м ы м

п о тер ям

у си л ен и я .

К а к

п р а в и л о ,

д е й ­

ствие

у п о м ян у то й

О О С

о к а з ы в а е т с я

м а л о э ф ф е к т и в н ы м ,

если

о д н о вр ем ен н о

не

 

п р и н и м аю тся

м ер ы

д л я .с т а б и л и ­

зац и и

р аб о ч ей точки .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о это м у

н аи б о л ее

вы год н ы м и

по

всем

 

п о к а з а т е л я м

о к а зы в а ю т с я

у стр о й ств а,

в

ко то р ы х

т р е б у е м а я

с т а б и л ь -

ыость

п а р а м е т р о в

 

о б е сп е ч и в а е тс я

путем

согл асо ван н о го

в ы б о р а р а б о ч и х

р е ж и м о в

на

постоян н ом и

перем енном

токе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И з а н а л и з а ,

п р о в е д е н н о го

 

в

гл .

3 — 5,

следует, что

с п о м о щ ью

с р а в н и т е л ь н о

о гр ан и ч ен н о го

ч и сла

схем ны х

э л е м е н т о в

и п о с тр о ен и й

м о ж н о

р еш и ть

за д а ч и

стаб и л и ­

за ц и и

п а р а м е т р о в

т р а н зи с т о р н ы х

у си ли телей

п р ак ти ­

чески

л ю б о й

с л о ж н о с ти

и н а зн а ч е н и я .

 

 

 

 

 

 

Д а н н о е о б с т о я т е л ь с т в о

с о зд а е т

 

б л аго п р и ятн ы е

п р ед ­

п о сы л ки

д л я ф о р м а л и з а ц и и

п р о ц есса

п р о екти р о ван и я

у стр о й ств

р а с с м а т р и в а е м о г о

ти п а

путем

со зд ан и я

о гр а ­

н и ч ен н о го

н а б о р а

 

а л го р и тм о в ,

 

х о тя

коли чество

в о зм о ж ­

ны х

р е ш е н и й м о ж е т

б ы ть

в есьм а

зн ач и тел ьн ы м

и

опти ­

м ал ьн ы й

в а р и а н т

д о л ж е н

о п р е д ел я т ь с я

в

соответствии

с к о н к р е т н ы м и

т р е б о в а н и я м и

к у си л и тел ю

и

услови ям и

его р а б о ты .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и р а з р а б о т к е та к о го р о д а ал го р и тм о в д о л ж н ы

у ч и т ы в а т ь с я :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т р е б о в а н и я

к

 

о т д а в а е м о й

 

м ощ н ости ,

 

часто тн о м у

д и а п а з о н у

и д о п у с ти м ы м

и с к а ж е н и я м

си гн ало в;

 

в о з м о ж н о с т ь п о стр о ен и я

у си л и тел ьн ы х

 

к а с к а д о в и

у с и л и т е л е й

в

ц ел о м

п о о д н о так ти о й

или

д ву х так тн о й

сх е м а м ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сп о со б ы у с т а н о в л е н и я

за д а н н о го

р аб о ч его

р е ж и м а —

а в т о н о м н ы й

д л я

 

к а ж д о г о

 

из

 

к а с к а д о в

в

отдельн ости

(при

 

н а л и ч и и

м е ж д у

ним и

р а зд ел и т ел ь н ы х

эл ем ен то в

п о с то я н н о м у

т о к у )

и л и о сн о ван н ы й

н а

в за и м н о й

з а в и ­

си м ости

ц еп ей

см ещ ен и я

р а зл и ч н ы х

к а с к а д о в

(при

г а л ь в а н и ч е с к о й с в я з и м е ж д у н и м и );

 

 

 

 

 

 

 

п о т р е б н о с т ь

в

 

в ы б о р о ч н о й

 

с та б и л и зац и и

отдельн ы х

или

о д н о в р е м е н н о

н е с к о л ьк и х

 

п а р а м е т р о в

у си л и тел я;

ж е л а т е л ь н о с т ь

 

п р и м ен ен и я

 

в

к а ж д о м

 

кон кретн ом

с л у ч а е н а и б о л е е

ц е л е с о о б р а зн ы х

м ето д о в

ком п ен сац и и

н е с т а б и л ь н о с т е й

(за

счет

п р и м ен ен и я

О О С

н а п о сто я н ­

ном

и п е р е м е н н о м

то к е,

и с п о л ь зо в а н и я

свойств

б а л а н с ­

н ы х

сх ем

м о сто в о го

ти п а

 

или

п р и м ен ен и я

эл ем ен то в,

с о п р о ти в л е н и е ко то р ы х и зм ен я е т ся оп р ед ел ен н ы м о б р а ­

зо м п ри

к о л е б а н и я х и н тен си вн о сти д естаб и л и зи р у ю щ и х

ф а к т о р о в ) .

 

 

В ы б о р

п р е д п о ч т и те л ь н о го сп о со ба

стаб и л и зац и и

п а ­

р а м е т р о в

т р а н зи с т о р н о г о у си л и тел я

в зави си м о сти

от

п р е д ъ я в л я е м ы х к н ем у тр е б о в а н и й м о ж е т б ы ть сд ел ан

с п о м о щ ь ю

т а б л . 7-1,

где з н а к

« + » о зн а ч а е т,

что

д а н ­

ный сп о со б

п о з в о л я е т

о с л а б и т ь

о п р ед ел ен н ы й

ви д

ие-

Стабилизируемые пара­

Каскады со

метры и характеристики

стабилизацией

 

 

 

рабочей точки

 

 

 

(р/т)

Коэффициент

усиле­

X

ния по напряжению

 

К о

 

 

 

То же по току K j

X

Входное

сопротивле­

X

ние Ztx

 

 

 

Выходное сопротивле­

X

ние ZDÎIÏ

 

 

•Частотная

характе­

L

ристика вида

К и =

 

~ 9 (f)

 

 

 

■Фазовая

характери­

X

стика

 

 

 

 

 

Амплитудная

харак­

X

теристика

^вых=

 

Вид стабилизации

------

/

Каскады с ООС на переменном

Каскады со стабилизацией р/т и

токе

ООС на переменном токе

парал­

лельной

X

X

последо­ комбини­ вательной рованной

X X

X

X X

X

X X

парал­

последо­

комбини­

лельной

вательной

рованной

X

+

+

+

X '

+

X

+

+

+

X

+

 

*

 

X

+

+

Мостовые схемы

на посто­

на пере­

янном

менном

токе

токе

"

 

X

X

X

■+

+

+

—*

X

X

X

+

+

 

 

 

 

 

 

 

Вид стабилизации

 

 

 

Стабилизируемые пара­

Каскады со

Каскады с ООС на переменном

Каскады со стабилизацией р/т

Мостовые схемы

 

 

токе

 

и ООС на переменном токе

 

 

метры и характеристики

стабилизацией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рабочей точки

парал­

последо­

комбини­

парал­

последо­

комбини­

на посто­

на пере­

 

 

 

(Р/т)

янном

менном

 

 

 

 

лельной

вательной

рованной

лельной

вательной

рованной

токе

токе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

нели­

 

 

J .

 

±

 

+

+

+

нейных искажений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уровень собственных

 

±

-L

 

 

 

+

+

+

шумов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дрейф нуля

 

.

-L

 

±

+

Устойчивость к само­

 

 

 

«

 

±

 

+

возбуждению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры схем, реали­

 

Рис. 3-4,

Рис. 4-2,

Рис. 4-1,

Р и с .4-3,

Рис. 9-1,

Рис. 9-2,

Рис. 9-3,

Рис.

Рис. 5-17

зующих соответст­

3-5, 3-6,

4-4, 4-5,

4-4, 4-5,

4-4, 4-5,

4-4, 4-5,

4-4, 4-5,

4-4, 4-5,

5-16

 

вующий способ ста­

5-7, 5-8,

4-6

 

4-6

4-6

4-6

4-6

4-6

 

 

билизации

 

5-10, 5-11,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-12, 5-15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стабилиза ция

дости­

 

Увеличения

Ухудшения

усилительных

Увеличения потребления от

Увеличе­

Увеличе­

гается за 'счет

потребления

свойств каскадов

 

источника питания и ухуд­

ния объ­

ния объ­

 

 

 

энергии от

 

 

 

 

шения

усилительных

ема обо­

ема обо­

 

 

 

источника

 

 

 

 

свойств

каскадов

 

рудования

рудова­

■>

 

 

питания

 

 

 

 

 

 

 

и расхода

ния

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

питания

1

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стабильности,

зн а к

«JL» о к а з ы в а е т

ч а с т и ч н о е

в л и я н и е

на

н естаби льн ость и

зн а к

« — »

ие

в л и я е т н а

с т а б и л ь ­

ность п ар ам етр о в

и х а р а к те р и с ти к .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7-2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ВЫ БОР СХЕМЫ

 

УСИЛИТЕЛЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П ри

п роекти рован и и

 

у си л и тел ей

 

в

 

к а ч е с т в е

и сх о д н ы х

дан н ы х ч ащ е

всего

за д а ю т с я

э.

д .

с.

Е г

и

в н у т р е н н е е

сопротивление

Zr

ге н е р ат о р а с и г н а л а ;

н а п р я ж е н и е

в х о д ­

ного си гн ала

С/вх

или

его

м о щ н о сть

Р Пх',

с о п р о т и в л е н и е

н агрузки

Z„

и

вели чи н а

м о щ н о сти

 

с и г н а л а

в

пей

Р и\

н ап р яж ен и е

и сто ч н и ка

п и т а н и я

п о с то я н н ы м

 

то к о м

Е \

и н тервал

рабочи х

т е м п е р а т у р

М ;

 

д о п у с т и м ы й

р а з б р о с

п ар ам етр о в

и

х а р а к т е р и с т и к ;

п р о и з в о д с т в е н н ы е д о п у с к и

на п а р а м е тр ы

п р и м ен яем ы х э л ем е н то в ,

а т а к ж е

п р е д е л ы

изм енений

н ап р я ж ен и й

и сто ч н и ко в

п и т а н и я .

 

 

 

 

П р и п р о ек ти р о в ан и и н ео б х о д и м о :/

 

 

 

 

 

 

 

вы б р ать

типы

тр а н зи с то р о в ,

 

у д о в л е т в о р я ю щ и х

з а ­

дан н ы м тр е б о в а н и я м

 

п о в е л и ч и н е

м о щ н о сти ,

о т д а в а е м о й

в н агр у зк у ,

р аб очи м

 

д и а п а з о н а м

ч а с т о т

и

т е м п е р а т у р ,

коэф ф и ц и ен ту

у си л ен и я

и т. .п.;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оп р ед ел и ть

схем ы

вк л ю ч ен и я

т р а н з и с т о р о в

в к а с к а ­

д а х и стр у кту р у

у си л и тел я

в ц ел о м ;

 

 

 

 

 

 

 

 

вы б р ать

р аб о ч и е

р е ж и м ы

н а

п о с то я н н о м

и

п е р е м е н ­

ном

токе;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п рои звести

вы б ор

м ето д о в с т а б и л и за ц и и

п а р а м е т р о в

и вы п олн и ть

р асч ет

 

эл ем е н то в

ц еп ей ,

о б е с п е ч и в а ю щ и х

р еал и зац и ю

за д ан н о й

стаб и л ьн о сти ;

 

 

 

 

 

 

 

 

вы п олн и ть

 

р асч ет

 

п а р а м е т р о в

 

ц еп ей ,

о б е с п е ч и в а ю ­

щ и х д о сти ж ен и е

тр еб у ем ы х

э л е к т р и ч е с к и х

х а р а к т е р и ­

стик;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п рои звести

поверочн ы й

р а с ч е т

д о п у с к о в

п а р а м е т р о в

и х а р а к те р и с ти к д л я

о п р е д ел е н и я

степ ен и

и х с о о т в е т с т ­

вия

за д ан н ы м

тр е б о в а н и я м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р ассм о тр и м

к а ж д о е

из

у п о м я н у ты х

п о л о ж е н и й

б о л е е

подробно .

К а к

бы ло

п о к а з а н о

р а н е е ,

д и а п а з о н

т е м п е ­

р ату р , в

котором

о б есп еч и в ается

 

р а б о т а т р а н з и с т о р о в ,

я в л я е т с я огран и чен н ы м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о это м у

при

реш ении

в о п р о са

о п р и м е н и м о с ти

в ы ­

б р ан н о го ти п а т р а н зи с т о р а д л я р а б о т ы в з а д а н н ы х

у сл о в и я х

н еоб ходи м о п р о и зв ес ти р а с ч е т м о щ н о ст и , р а с ­

сеи ваем о й

в его п е р е х о д а х , и о п р е д е л и т ь т е м п е р а т у р у

п ер ех о д о в п ри м ак си м а л ь н о й т е м п е р а т у р е о к р у ж а ю щ е й ср еды (та к о й р а с ч е т о б я за т е л е н д л я т р а н з и с т о р о в ,