Многократные отражения

Наиболее серьезной паразитной обратной связью является связь между каскадами через цепи питания. Такая связь обычно имеется в многокаскадном усилителе, питающемся от одного источника питания. В этом случае токи всех каскадов усилителя замыкаются через источник питания. Мощные оконечные каскады создают на внутреннем сопротивлении источника питания заметное падение напряжения от переменной составляющей тока. Это переменное напряжение попадает в цепи питания первых каскадов усилителя, образуя нежелательные паразитные обратные связи. Для устранения такого вида обратных связей применяют развязывающие Г-образные ^С-фильтры, как при сглаживании пульсаций напряжения в выпрямителе. Иногда первые каскады даже питают от отдельного выпрямителя.

Емкостные и индуктивные (магнитные) обратные связи возникают из-за нерационального монтажа, когда в многокаскадном усилителе выходные цепи усилителя расположены вблизи от его входных цепей, что приводит к возникновению заметной емкости и взаимной индуктивности между элементами входной и выходной цепей. Такие виды обратной связи устраняют в основном рациональным монтажом и экранированием первых каскадов усилителя. Для этого индуктивные катушки, трансформаторы, соединительные провода и входные цепи помещают в специальные экраны.

Соединение каскадов между собой в многокаскадном усилителе может быть осуществлено различными способами. Один из широко распространенных способов связи для усилителей переменного тока или. напряжения реализуется с помощью разделительных емкостей. Такой усилитель называется усилителем с емкостной (или RC) связью. Для усилителей постоянного тока используется непосредственная (гальваническая) связь. Отметим, что непосредственная связь между каскадами широко представлена в ИМС. В усилителях также могут быть использованы трансформаторная, оптическая и другие связи между каскадами или для подключения источника входного сигнала и нагрузки.

В выражении (3.20а) учтено, что обычно A3s>jRr. Постоянная т„с1 имеет большое значение и слабо влияет на искажения сигнала. В выражении (3.206) учтено, что в многокаскадном усилителе обычно каскад ОИ работает на последующий каскад на полевом транзисторе с большим своим входным сопротивлением, т. е. каскад ОИ работает на высокоомную нагрузку. Для истоковой цепи каскада ОИ (3.20в) учитывают, что выходное сопротивление со стороны истока Яаых„ мало (Л„ЫХ«:ЛЯ). Сопротивление Лвых„ фактически является выходным сопротивлением каскада ОС, который будет рассмотрен ниже. Из-за малого •Явыхи цепь заряда С„ вносит самый большой вклад в коэффициент Мн. При расчете усилительного каскада для ОНЧ необходимо общую (заданную) величину Мн распределить по всем трем цепям неравномерно, учитывая, что MHCi <М„С2<МН(.„.

Формула (3.37а) фактически повторяет общую формулу (3.32) и указывает на то, что реализуется стабильный К , но только при постоянном Rr. Формула (3.376) указывает на то, что здесь реализуется и стабильный Kioc, но только при постоянном J?H. Усилительный каскад ( 3.29) удобно использовать в качестве промежуточного каскада в многокаскадном усилителе.

Для получения идеальной ООС в усилителе необходимо, чтобы суммарный угол сдвига <руос, вносимый самим усилителем и цепью обратной связи был равен 180°. В реальном многокаскадном усилителе это условие можно выполнить лишь на одной частоте (или нескольких отдельных частотах).

в многокаскадном усилителе:

1116. В многокаскадном усилителе используются четыре усилителя с коэффициентами усиления: &дб1= 20 дБ, &дб2=4° ДБ' &дбз= 40 дБ и /гдб4=20 дБ. Найти общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя.

Основой усилителей являются усилительные элементы. Усилительные элементы в том или ином сочетании с линейными элементами, предназначенными для обеспечения необходимого режима работы усилительного элемента, называются усилительным каскадом. Как правило, усилители содержат несколько каскадов, соединенных последовательно для получения необходимого коэффициента усиления. В этом случае говорят о многокаскадном усилителе. В зависимости от выполняемых фуик-

В гл. 5 были рассмотрены однокаскадные усилители на транзисторах, которые имеют коэффициент усиления по напряжению /»'„, равный нескольким десяткам. Однако для многих устройств радиоэлектроники и автоматики нужно, чтобы сигнал, получаемый от источника, приобрел мощность, достаточную для приведения в действие оконечного исполнительного устройства. Для этого его приходится усиливать в сотни и тысячи раз. Поэтому современные усилители, как правило, являются-многокаскадными. На 11.1 показана структурная схема многокаскадного усилителя. Нагрузкой каждого каскада, кроме последнего, служит входное сопротивление последующего каскада Нагрузкой последнего каскада является сопротивление нагрузки /?,, оконечного устройства. Связь каскадов в многокаскадном усилителе может осуществляться с помощью конденсатора, трансформатора или непосредственно.

Следовательно, при и = 2 Qy as 1.5Q,; при и = 3 Qy « 2Qy. На практике выигрыш несколько меньше из-за разброса резонансных частот каскадов. Затухание h' на частоте / в многокаскадном усилителе можно определить по приближенной формуле

13-4. МНОГОКРАТНЫЕ ОТРАЖЕНИЯ ВОЛН

В технике высоких напряжений часто встречаются случаи, когда напряжение и (t) включается на линию длиной / через сопротивление гг (р), а конец линии замкнут на сопротивление г2 (р). Очевидно, в данном случае будут происходить многократные отражения от начала и конца линии, причем величина и форма отраженных волн будут зависеть от характера сопротивлений г, (р) и га (р) (емкости, индуктивности или активные сопротивления).

Ток через разрядник можно приближенно оценить на основании схем, приведенных на 18-4. Если волна приходит «издалека» ( 18-4, а), т. е. многократные отражения волн на участке между местом удара и шинами подстанции можно не учитывать вследствие большого времени пробега волны по этому участку, то ток через разрядник определится как

наблюдается в реальных условиях. Через интервал 2т после прихода падающей волны к разряднику к нему приходит также волна, отраженная от емкости, в первый момент с переменой знака, что несколько замедляет нарастание напряжения на разряднике и вызывает небольшое запаздывание пробоя искрового промежутка. После срабатывания разрядника возникают многократные отражения волн между разрядником и объектом, причем в точке 1 отражения волн происходят с переменой знака вследствие небольшого сопротивления разрядника, в то время как от заряженной емкости (точка 2) волны отражаются с тем же знаком. Благодаря пологой вольт-амперной характеристике разрядника напряжение на нем почти не изменяется под влиянием отраженных волн. Поэтому для упрощенных расчетов можно заменить действительную форму напряжения на разряднике волной с косоугольным фронтом (пунктирная кривая на 18-11) с крутизной, равной крутизне набегающей волны U', и с максимальным значением, равным остающемуся напряжению на разряднике при токе координации (например, 5 кА при Unm = 110 кВ); тогда длительность фронта расчетной волны равна тф р = t7OCT/(/'.

Как до, так и после пробоя разрядника в схеме происходят многократные отражения от конца и начала кабеля; напряжения в этих точках определяются с помощью метода характеристик ( 18-16, б).

13-4. Многократные отражения волн.................. 245

4-7. МНОГОКРАТНЫЕ ОТРАЖЕНИЯ жения к короткозамкнутой линии.

где п — целое число; К — длина волны. При выполнении этого условия волны, испытавшие многократные отражения от зеркал, оказываются в фазе друг с другом и их амплитуды складываются. Испускаются волны одной или нескольких частот, длины которых удовлетворяют условию резонанса (12.31) и попадают в полосу Av. Ширина полосы частот каждой такой волны определяется добротностью оптического резонатора и может быть весьма малой (менее 100 Гц). Стабильность частоты определяется стабильностью размера резонатора L.

В общем случае, когда с линией передачи не согласованы ни генератор, ни нагрузка ваттметра, возникают многократные отражения от ваттметра и генератора. При этом падающая мощность, воздействующая на ваттметр, будет зависеть от коэффициентов стоячей волны Кн и ^г-которые определяются значениями коэффициентов отражения от нагрузки и от генератора. Если известны Кн и Кг, оценивают среднюю мощность:

кальными полыми световодами цилиндрической формы. Оболочка световода может быть жесткой (полый металлический цилиндр с зеркальным покрытием) и мягкой — из металлизированной поли-этилентерефталатной (ПТЭФ) пленки. И в том и в другом случае световод имеет выходную свето-рассеивающую щель, через которую выходит световой поток, испытавший многократные отражения от зеркальных стенок световода. Световой поток от источника вводится в световод через его торец. Световод и ИС входят в комплектное осветительное устройство (КОУ), предназначенное для освещения производственных помещений с большим содержанием пыли и влаги, а также пожароопасными и взрывоопасными зонами. Применение КОУ в указанных помещениях возможно при обязательной установке ИС вне этих помещений либо в строительных галереях и коммуникационных помещениях. Возможно применение световодов (КОУ) для освещения помещений общественного назначения (например, станция метро Чкаловская).

Все более широкое применение при конструировании фотоэлектрических приборов находит эффект полного внутреннего отражения. Используя многократные отражения света внутри полупроводниковой структуры, удается существенно повысить внутренний квантовый выход и тем самым улучшить характеристики фотоприемников, предназначенных для работы в ближней ИК области спектра. Условия многократного отражения в конструкциях фотодиодов достигают формированием отражающего рельефа в виде У-образных канавок на тыльной поверхности фотодиода.

где а, Ь — ширина и длина освещаемого помещения; h — расстояние от светильников до потолка. Учитывая, что плоскости стен рассматриваются нами как единая сложная отражающаяся поверхность, внутри которой возникают многократные отражения светового потока, необходимо при определении потока, установившегося на стенах, учесть коэффициент многократных отражений стен. В соответствии с уравнением (7-9) выражение для коэффициента многократных отражений стен, можно записать так: