Параметров усилительного

Режимы работы усилительных каскадов зависят от способа включения и параметров усилительных элементов, а также от построения питающих цепей и расположения точки покоя на нагрузочной линии.

Все положения анализа основных параметров усилительных каскадов в интегральном исполнении аналогичны изложенным в § 4.5 для одноименных схем.

вместимости, автоматизации сборки, контактирования и контроля. При размещении элементов цифровых узлов, как правило, используется регулярная структура фиксированных посадочных мест. Шаг размещения элементов указан в нормативной документации. При размещении элементов цифровых узлов всю схему делят на группы тесно связанных между собой (имеющих большое число связей) элементов. Группу, которая имеет наибольшее число связей с соединителями или контактными площадками внешних связей, размещают ближе к ним. Затем размещают группу, которая имеет наибольшее число связей с первой и т. д. При размещении логических элементов их можно менять местами, так как помехоустойчивость их достаточно высока. Иногда на плате цифрового узла имеются аналоговые схемы (усилители считанных с устройств памяти сигналов, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и т. д.). В этом случае элементы аналоговой схемы располагаются на плате в последовательности, в которой они изображены на схеме, элементы, относящиеся к одному каскаду, должны быть расположены ближе к осевой линии, общей для каскада. Вход и выход схемы должны быть максимально разнесены во избежание возникновения паразитных связей и изменения параметров усилительных каскадов (искажений, возбуждений, зависимости параметров от частоты). Не допускается менять местами элементы различных каскадов. Размещение элементов в этом случае осуществляется без выделения на плате фиксированных посадочных мест (из-за различия элементов по габаритам и форме).

Под активным фильтром понимается устройство, состоящее из пассивных RLC- и усилительных (активных) элементов, включенных таким образом, что образуется функциональный узел, охваченный частотно-зависимыми и частотно-независимыми положительными и отрицательными обратными связями. Известно много различных- способов реализации активных фильтров. Наибольшее применение нашли активные фильтры, выполняемые на основе операционных усилителей. Эти фильтры отличаются малой зависимостью частотных характеристик от изменения параметров усилительных элементов и сравнительно небольшим числом используемых элементов.

В усилителях постоянного тока точность усиления существенно ограничивается инфранизкочастотными шумами, называемыми нестабильностью напряжения смещения (дрейфом нулевого уровня), которая обусловлена зависимостью параметров усилительных элементов от температуры, их изменением во времени и от напряжения питания, что вызывает аддитивные составляющие погрешности Д„.

В усилителях постоянного тока точность усиления существенно ограничивается инфранизкочастотными шумами, называемыми нестабильностью напряжения смещения (дрейфом нулевого уровня), которая обусловлена зависимостью параметров усилительных элементов от температуры, их изменением во времени и от напряжения питания, что вызывает аддитивные составляющие погрешности Д0.

Для улучшения параметров усилительных устройств применяют ОУ с ОС. На 2.18, а приведена схема не-ипвертнрующего усилителя на базе ОУ. Входной сигнал подается на прямой вход ИМС. С выхода ОУ напряжение ОС «ос подают на инвертирующий вход ОУ. Таким образом, на входах ОУ действует входное напряжение «Вх и напряжение мое, т. е. речь идет об ОС со сложением напряжений, называемой также последовательной ОС. Выходное напряжение ОУ определяется разностью («в*—«oc)i такая ОС называется отрицательной (ООС) (см. § 2.3).

При использовании Т-образной схемы нетрудно получить выражения для Параметров усилительных каскадов с транзистором, работающим в активном режиме, — входного сопротивления, коэффициента усиления по напряжению и др.

Стабильность параметров определяет способность усилителя поддерживать коэффициент усиления в течение определенного времени в пределах установленного допуска. Основными источниками нестабильности являются изменение параметров усилительных элементов, отклонения от номиналов сопротивлений, емкостей и индуктивностеи, а также изменение сопротивления внешней нагрузки.

В УПТ необходимо обеспечить условие, чтобы в отсутствие входного сигнала на выходе отсутствовали как переменная, так и постоянная составляющие сигнала, иначе нарушится пропорциональность между входным и выходным напряжениями. Однако, если не будут приняты соответствующие меры, это требование в УПТ не будет соблюдаться. Отклонение напряжения на выходе усилителя от начального (нулевого) значения в отсутствие сигнала называется дрейфом усилителя. Основными причинами дрейфа являются температурная и временная нестабильность параметров усилительных элементов, резисторов и источников питания, а также низкочастотные шумы и помехи. Дрейф нуля искажает усиливаемые сигналы, может нарушить работу цепи на- 18.23 столько, что она будет неработоспособна.

Из приведенного анализа каскадов с эмиттерной и ис-токовой связями следует, что для расчета основных параметров усилительных каскадов на нескольких транзисторах (сложных каскадов) можно пользоваться выражениями, полученными для простейших одиночных ре-зисторных каскадов.

Для определения основных параметров усилительного каскада на полевом транзисторе используют схему замещения усилителя, изображенную на 2.11.

параметров усилительного каскада с общим коллектором рассмотрим его схему замещения, в которой использована схема замещения транзистора (на 5.12 обведена пунктиром).

Для расчета параметров усилительного каскада по переменному току удобно использовать его малосигнальную., эквивалентную схему ( 3.8). Она

Как уже отмечалось выше, одним из основных параметров усилительного каскада является стабильность его работы. Прежде всего важно, чтобы в усилителе обеспечивался стабильный режим покоя.

При работе на высоких частотах одним из основных параметров усилительного каскада на полевом транзисторе становится входная емкость Свх. Для каскада ОИ входной ток затвора можно представить как

А..(А А .—А А. 1 ' тогда для расчетов параметров усилительного каскада справедливы приближенные формулы: /(, =/i2f,

Коэффициент трансформации влияет на коэффициент усиления, входное и выходное сопротивления, а также на ряд других параметров усилительного каскада.

В режиме покоя (при (Увх = 0) резистор RQ создает начальный ток смещения в цепи базы. При необходимости работы каскада в режиме А и получении на выходе максимального неискаженного сигнала целесообразно так выбрать ток базы, чтобы напряжение на резисторе RK составляло половину питающего напряжения. Конденсаторы Ср\ и Ср2 отделяют по постоянной составляющей соответственно входные и выходные цепи от усилительного каскада. Сопротивления этих конденсаторов по усиливаемому переменному напряжению выбирается значительно меньше входного сопротивления транзисторного каскада и значительно меньше сопротивления нагрузки (Ср2). Для расчета основных параметров усилительного каскада по переменному току — коэффициентов усиления по току Ki, напряжению Ки и мощности Кр, а также для входного RBX и выходного RBbIX co-

Для получения основных параметров усилительного каскада необходимо активный элемент представить той или иной схемой; замещения, удобной для проведения необходимых расчетов.

Расчет основных характеристик каскада приходится проводить графическим путем, так как при аналитическом расчете зтих величин с использованием малосигнальных параметров усилительного элемента получаются существенные ошибки.

Уравнение (2.73) записано с учетом того, что левые выводы четырехполюсника ОС являются входными. Матрица У-параметров усилительного четырехполюсника получается из уравнения (2.72):