Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата

При выбранных входных и выходных цепях коэффициент усиления усилителя КF определяется величиной вносимого затухания цепи ОС a0 = 1/В0. Для расчета элементов цепи ОС достаточно знать В0, R`Г, R``Г и выбрать схему четырехполюсника этой цепи. В рабочем диапазоне Цепь ОС должна иметь постоянный коэффициент передачи с малой величиной неравномерности частотной характеристики. Поэтому для построение цепи ОС используется резисторы.
Рассчитаем затухание а0 = 1/0,0441 = 22,66438169, и зная R`Г = 31,25 Ом;
R``Г = 150 Ом; выбираем цепь обратной связи, при следующих условиях: а0 >
10, R`Г соизмерим с R``Г.

Произвольно разделим на две части для упрощения схемы и элементов продольных и поперечных ветвей. а0 = 22,66 = 5,7(4; ( а1 = 5,7; а2 = 4;

Рассчитаем элементы R1, R2.

R1 = R3 = R`Г(R``Г [(a1 – 1)(( R`Г + R``Г)] = 31,25(150/((5,7-
1)(150+31,25)) = 11,0851 Ом.
[pic]; Ом.

Зная номинальные значения резисторов в цепи ОС, необходимо придать значения по ГОСТу, для этого приведем таблицу (процесс выбора резисторов и конденсаторов по ГОСТу описан выше в п.3.2):

Таблица №П.5.2.
|Резистор |Единицы |Номинальное |ГОСТ |Номинальная |По ГОСТу |
| |измерения |значение | |мощность, Вт | |
|R1 |Ом |11,0851 |10318-74 |0,125 |11 |
|R2 |Ом |33,96683 |10318-74 |0,125 |33 |
|R3 |Ом |11,0851 |10318-74 |0,125 |11 |

Кроме резисторов в цепи ОС приходится устанавливать дополнительные конденсаторы. Разделительные конденсаторы (Ср) необходимые для разделения цепей постоянного входа и выхода усилителя между собой и общим проводом.
Конденсаторы (Са) позволяют сделать обход цепи ОС на частотах значительно, превосходящих верхнюю частоту рабочего диапазона fв ( их называют конденсаторами высокочастотного обхода. Эти конденсаторы уменьшают фазу передачи по петле ОС и способствуют обеспечению глубокой ОС. Покажем полную схему четырехполюсника цепи ОС с разделительными и блокировочными конденсаторами.
Таким образом изобразим окончательный вид схемы отрицательной обратно связи

6. Расчет и построение характеристик передачи по петле ОС.

6.1. Характеристики передачи по петле обратной связи.

Максимально допустимое значение глубины ОС Аmax(дБ) = 20lgFmax ограниченная условиями устойчивости. В соответствии с критерием Найквиста при проектировании усилителей пользуются достаточным условием, которое заключается в ограничении фазы передачи по петле ОС: argT(f) должен иметь меньше 1800 на тех частотах, где T ( I.
Чтобы гарантировать устойчивость усилителя с учетом технологических разбросов параметров радиоэлементов, введены запасы устойчивости по модулю х дБ и по фазе ( возвратного отношения. Условие устойчивости при этом определяется системой двух неравенств:
Если 20lgT + x > 0 дБ, то |argT + (| ( 1800.
Наибольшая глубина ОС достигается при формировании ЛАХ(f) и соответственно
ФЧХ argT(f) по Боде.
В рабочем диапазоне частот, где ЛАХ = const, допустимый фазовый сдвиг определяется относительным запасом по фазе у = (/1800, который должен соблюдаться до той частоты, начиная с которой будет обеспечен запас устойчивости по Модулю. Поэтому на f > fв ФЧХ должна представлять собой линию постоянной фазы на уровне argT(f)=-1800(1 - y) =
= const. Для минимально-фазовых цепей величина допустимого фазового сдвига однозначно определяет оптимальный наклон ЛАХ Т(f) идеального среза по Боде на f > fв, который составит в пределе –12(1 - у) 6 дБ/окт. Причем, линия постоянного наклона, продолжена в рабочий диапазон частот, достигает уровня
АМАХ на частоте fв/2.
На частотах f > fc положение ЛАХ Т(f) определяется асимптотами частотных характеристик каскадов усиления. Поэтому этот участок носит название асимптоты ЛАХ Т(f).
В диапазоне частот f(…fc 20lgT(f) = -x дБ, что соответствует запасу устойчивости по модулю. Этот участок характеристики Боде называется ступенькой. Ступенька формируется для того, чтобы в диапазоне частот f ( fd скомпенсировать дополнительный суммарный фазовый сдвиг, который слагается из фазового сдвига асимптоты, неминимально-фазового сдвига транзисторов и сдвига фазы из-за конечного времени распространения сигнала в петле ОС.
Аналитический расчет перечисленных составляющих сложен и значительно увеличит объем курсового проекта. Поэтому предлагается длину ступеньки выбрать ориентировочно порядка 1,5…3 октав [fc/fd( 3…8].
Дальнейшие нарастание фазового сдвига arg T(f) на асимптотических частотах
(в соответствии с наклоном ЛАХ на f > fc – N6 дБ/окт) до предельной величины -N(900 не нарушает устойчивости, так как на частотах f > fd уже обеспечен запас устойчивости

6.2. Факторы, влияющие на максимально допустимую глубину ОС.

Допустимая из условий устойчивости глубина ОС зависти от запасов устойчивости, наклона асимптоты и ее удаленности от верхней частоты рабочего диапазона, т.е. частоты fT ср, а так же от потерь в пассивной части на асимптотических частотах.
Запасы устойчивости. Увеличение запасов устойчивости приводит к снижению значения глубины ОС.
Запас устойчивости по фазе влияет на наклон характеристики идеального среза и ширину ступеньки с увеличением У наклон характеристики и частота fd становится меньше.
Для усилителей многоканальной связи считаются достаточными следующие запасы устойчивости:
По фазе ( = 300 – 450 (У = 1/6…1/4);
По модулю возвратного отношения х = 6…10дБ.
Наклон асимптоты. – определяется числом каскадов, так как при проектировании усилителей с глубокой близкой к максимально возможной ОС, принимают специальные меры, чтобы элементы пассивной части не создавали дополнительного наклона ЛАХ T(f).
Частота единичного усиления fT cp. Это частота на которой коэффициент передачи активной цепи становится равным 1(0 дБ). Величина fT cp зависит от выбранных транзисторов. При увеличении fT cp область асимптоты и ступеньки
ЛАХ Т(f) сдвигаются в сторону более высоких частот, а допустимая глубина ОС увеличивается.
Потери в пассивной части на асимптотических частотах. Частота fT cp является частотой единичного усиления передачи по петле ОС только в том случае, если на этой частоте передача через пассивные петли ВТ=В2(В0(В1 =
I. В реальных условиях пассивные цепи вносят затухание и асимптота ЛАХ Т(f) на частоте fT cp происходит ниже на величину АТ(дБ) = -20lgВт (рис.
6.1).
Чтобы увеличить допустимую глубину ОС, необходимо максимизировать передачу сигнала по петле ОС на асимптотических частотах за счет снижения потерь в пассивной части петли ОС АТ. При уменьшении АТ (рис. 6.1) асимптота и область ступеньки ЛАХ Т(f) оптимального среза сдвинется в сторону более высоких частот, а Аmax увеличится. Для уменьшения асимптотических потерь параллельно цепям пассивной части включают конденсаторы высокочастотного обхода Са, как показано на ри. 6.2 для схемы усилителя с комбинированной
ОС, рассмотренных в п. 5.1.

Емкость этих конденсаторов выбирается таким образом, чтобы если они не оказывали заметного влияния в рабочем диапазоне частот. Для этого сопротивление на верхней частоте рабочего диапазона усилителя должно быть еще значительно больше, чем R цепи, параллельной которой включен конденсатор, т.е.

Са = (0,1…0,2)/(2(fВR); (6.1).
Емкости конденсаторов, включенных параллельно обмоткам входного или выходного трансформаторов, следует рассчитывать относительно RГ1 опт или
RHN соответственно, величины которых определяются на этапе эскизного расчета, а Са3 – относительно соответствующего сопротивления цепи ОС.
На асимптотических частотах пассивная часть петли ОС будет представлять емкостной делитель с постоянным коэффициентом передачи. Тогда вносимое затухание цепи ОС на этих частотах АТ определяется следующим уравнением:

АТ = 20lg(1+С1/Са ЭК); (6.2).
Где С1 = СRN + CM, причем СМ = 1…10 пФ – емкость монтажа в выходной цепи транзистора.

Са = (1/Са1 + 1/ Са3 +1/Сб`э)-1; (6.3).
Влиянием Са2 на АТ при расчете можно пренебречь, на практике АТ уточняется экспериментально.
Произведем вычисления для первого каскада:
Зададимся См ( 2,5 пФ; RН2 = 937,5 Ом; R Г1 опт = 125 Ом; fв = 280000 Гц;
RОС = 34 Ом; Ск2 = 25 пФ;

Таблица № п.6.2.
|Величина |Са1, Ф |Са2, Ф |Са3, Ф |С1, Ф |Ca кэ, Ф |Aт, дБ |
|Значение |0,1/(2(0,2|1,67E-09 |6,06E-11 |3,50E-11 |4,81E-11 |4,75 |
| |8(((125) =| | | | | |
| |=4,55E-10 | | | | | |

Зная номинальные значения емкостей конденсаторов, приведем таблицу значений емкостей конденсаторов по ГОСТу, исходя из следующего принципа, значение по
ГОСТу должно соответствовать номинальному с точностью до 20%.

Таблица №П.6.2.

|Конденсато|Единицы |Номинальное |ГОСТ |По ГОСТу |Группа по |
|р |измерения |значение | | |ТКЕ. |
|Са1 |Ф |4,55E-10 |Тип госта |6,8Е-10 |М75 |
| | | |Е24(n = --10;| |Uном = 25 |
| | | |х = 6,8) | | |
| | | |К10–17 | | |
|Са3 |Ф |6,06E-11 |Тип госта |1,2Е-10 |М75 |
| | | |Е24(n =2; х =| |Uном = 25 |
| | | |3,3) | | |
| | | |К10–17 | | |
|Са2 |Ф |1,67E-09 |Тип госта |5,6Е-10 |М75 |
| | | |Е24(n =2; х =| |Uном = 25 |
| | | |3,3) | | |
| | | |К10–17 | | |

5 Построение ЛАХ Т(f).

1. Построение некорректированной ЛАХ Т(f).
Некорректированная характеристика на средних частотах рабочего диапазона
(верхняя граница на рис.6.1) определяется разностью коэффициентов усиления усилителей при выключенной и включенной ОС:

20lgT ( 20lgF = 20lgK – 20logKF(1 + R1/Rвх)/ (1 + R1/Rвх F); (6.5).

20lg15793,4 – 20lg60((1+150/114,7)/(1 + 150/150) = 46,07483 дБ.

Для определения ЛАХ T(f) во всем контролируемом диапазоне частот следует продолжить построение этой характеристики до соединения с асимптотой, увеличивая, ее наклон на 6 дБ/окт на частотах полюсов (соответственно Р1,
Р2). Если К – цепь содержит четное и общая ОС строится по схеме рис.5.1, то выходной транзистор оказывается включенным в петлю ОС по схеме ОК, частотные свойства которой значительно лучше, чем схемы ОЭ. Это свойство следует учесть при построении некорректированной ЛАХ T(f), принимая частоту полюса выходного каскада ориентировочно равной fp2 (
(0,6…0,8)fT2.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: конспект 5 класс, древний реферат, 6 класс контрольные работы.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата