ВПЛИВ НЕГАТИВНОГО ЗВОРОТНОГО ЗВ’ЯЗКУ НА ПАРАМЕТРИ ПІДСИЛЮВАЧА

У випадку ВЗЗ  коефіцієнт підсилення зменшується (знак плюс в (3)), у випадку ДЗЗ – збільшується. Здебільшого підсилювачі проектуються таким чином, що виконується нерівність К·β>>1, тоді рівняння (3) набуде вигляду К_ЗЗ = 1 /β (тобто коефіцієнт підсилення підсилювачі залежить тільки від параметрів ланки ЗЗ і не залежить від параметрів каналу прямого підсилення. Ця властивість надає змогу знизити вимоги до параметрів (точності, стабільності, частотного діапазону тощо) елементів каналу прямого підсилення підсилювача під час його проектування.

Вхідний опір підсилювача, що охоплений зворотним зв´язком рівний

                                  R_{ВХ. ЗЗ} = R_ВХ ·(1± β · К)                                                                  (4)

Вихідний опір підсилювача, що охоплений ЗЗ:

                                  R_{ВИХ. ЗЗ} = R_ВИХ /(1± К · β),                                                             (5)

R_ВИХ – вихідний опір підсилювача, коли ЗЗ відсутній.

У (4) та (5) знаки «-» - для ДЗЗ, «+» - для ВЗЗ.

Вплив ВЗЗ на вхідний і вихідний опори підсилювача.

Підсилювач з паралельним ВЗЗ за напругою зменшує вхідний і вихідний опори.

Підсилювач з послідовним ВЗЗ за напругою збільшують вхідний і зменшують вихідний опори.

Підсилювач з паралельним ВЗЗ за струмом зменшує вхідний і збільшує вихідний опори.

Підсилювач з послідовним ВЗЗ з а струмом збільшує вхідний і вихідний опори.

ЗЗ дозволяє впливати на основні експлуатаційні параметри підсилювача. Він збільшує або зменшує, в залежності від необхідності, коефіцієнт підсилення, вхідний і вихідний опори, стабілізує роботу схеми. За допомогою ЗЗ створюються автогенератори електричних сигналів.

ВЗЗ зменшує коефіцієнт підсилення, а ДЗЗ – збільшує, але в режимі підсилення електричних сигналів використовується ВЗЗ, який забезпечує незмінність коефіцієнта підсилення при зміні параметрів транзисторів, а також знижує рівень нелінійних спотворень.

 

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ;

1 Яким чином реалізується зворотний зв'язок у підсилювачах?

2 Наведіть види зворотних зв'язків та назвіть їх особливості.

3 Законспектувати формули, що визначають вихідний та вихідний опори, вхідну та вихідну ємності підсилювача, охопленого ВЗЗ, та законспектувати аналітичні висновки щодо впливу ВЗЗ на вказані параметри, та на стійкість підсилювача.

4 Законспектувати практичні схеми підсилювачів з різними видами ВЗЗ, а саме з послідовним ВЗЗ за струмом, паралельним ВЗЗ за напругою і струмом, та послідовним за напругою.

 

ВИКЛАДАЧ– Ковальова Т.І.

 

ЛЕКЦІЯ № 17 (2 год.)

 

ТЕМА 3.4 Температурна стабілізація і компенсація

МЕТА:

- навчальна: ознайомити студентів із температурною стабілізацією та компенсацією;

- розвиваюча: розширити світогляд студентів, поглибити вивчене для систематизації та узагальнення фундаментальних знань щодо основних кіл термостабілізації та компенсації; розвивати вміння самостійно застосовувати знання до вирішення практичних завдань;

- виховна: виховувати увагу, логічне мислення, впевненість у вирішенні практичних завдань:

ОБЛАДНАННЯ: дошка, схеми

 

ПЛАН

1 Дрейф нуля. Емітерна та колекторна термостабілізація.

2 Діодна, терморезисторна термокомпенсація.

 

ЗМІСТ ЛЕКЦІЇ

ДРЕЙФ НУЛЯ. ЕМІТЕРНА ТА КОЛЕКТОРНА ТЕРМОСТАБІЛІЗАЦІЇ

Для забезпечення працездатності підсилювальних каскадів, працюючих у режимі класу А, при зміні температури, старінні і заміні транзисторів, ламп і резисторів використовують схеми стабілізації струму спокою (стабілізації робочої точки) від'ємним зворотним зв'язком за постійним струмом.

При підвищенні температури у області бази зростає генерація пар носіїв заряду – електронів і дірок, тобто збільшується концентрація неосновних носіїв і власна провідність напівпровідника, ток колектора транзистора І_ОК ≈ h_21е (І_ОБ + І_кбо ),

де h_21е(β)- низькочастотний коефіцієнт підсилення струму в схемі зі СЕ;

- І_кбо – зворотний струм колектора при відключеному емітері транзистора (тепловий струм неосновних носіїв заряду через p-n – перехід). Положення точки спокою на вихідній характеристиці залежить від коефіцієнта передачі транзистора за струмом. При підвищенні температури навколишнього середовища він зростає, при зниженні – зменшується. В результаті положення точки спокою транзистора змінюється залежно від температури навколишнього середовища або при заміні транзистора на інший (коефіцієнти передачі різних екземплярів транзисторів навіть одного типу різняться) (рис.54).

Рисунок 54 – Температурний дрейф точки спокою траанзистора

Найпростішею зі схем стабілізації точки спокою за допомогою від'ємного зворотнього зв'язку є схема колекторної стабілізації (рис.55).

Рисунок 55 – Схема підсилювача з колекторною термостабілізацією

 

На рис.12 показана схема колекторної стабілізації при включенні транзистора за схемою зі СЕ (можна включати транзистори зі СК, СБ). Резистор R1 підключений верхнім кінцем не до джерела живлення, а до колектора транзистора, вводиться паралельний від'ємний зворотний зв'язок по напрузі, що знімається з колектора транзистора. При цьому на резисторі R_Б  діє не вся напруга джерела живлення Е_К, а різниця, тобто

U_RБ = Е_К  - U_R – U_Б0;

U_R = (І_К0 + І_Б0 )R

                                                   U_RБ = Е_К  - (І_К0 + І_Б0) R- U_Б0 ,                                           (1)

U_RБ = І_Б0 R_Б,

І_Б0 = І_К0  / β.

Схема колекторної стабілізації проста і економічна, але має обмежене застосування із-за ряду недоліків.

Таким методом термостабілізації створюється від'ємний зворотний зв'язок по змінному струму, тобто вихідний сигнал через R1 протидіє вхідному сигналу, зменшуючи вхідний опір і підсилення каскаду.

Емітерна термостабілізація.

У підсилювачах за схемою зі СЕ послідовно з емітером транзистора вмикається резистор R_Е, шунтований конденсатором С_Е (рис.56).

Рисунок 56 – Схема підсилювача з емітерною термостабілізацією

 

Розглянемо як резистор R_Е стабілізує режим спокою, скориставшись рівняннями:

                                                    U_д = U_Б0 + І_Е0 R_Е ,,                                                      (2)

звідки                                             U_Б0= U_д - І_Е0R_Е.                                                         (3)

При зростанні температури транзистора, збільшується його коефіцієнт передачі β, що призводить до зростання колекторного струму спокою І_ОК = β І_ОБ, а отже, і струму емітера І_Е0 = (І_ОК +І_ОБ). Падіння напруги на R_Е збільшується, а це, виходячи з (2), викликає зменшення U_ОБ , що зменшить І_ОБ, а значить і І_ОК (приблизно до попереднього значення).

Таким чином, відхилення І_ОК від заданого значення припиняється за рахунок наявності в схемі R_Е. Але R_Е створює від'ємний зворотний зв'язок за струмом, тобто в еміторі з'являється сигнал, який протидіє вхідному сигналу.

Коефіцієнт підсилення через це значно зменшується.

Щоб усунути протидію R_Е вмикають С_Е. Конденсатор С_Е забезпечує вимкнення від'ємного зворотного зв'язку за вхідним сигналом. Його ємність визначається зі співвідношення

1/ω_н С_Е << R_Е ,

де ω_н – нижня границя діапазону робочих частот підсилювального сигналу.

Для ПЗЧ С_Е обирають одиниці або десятки мікрофарад. З підвищенням частоти емність пропорційно зменшується. 

При зменшенні температури струм І_ОК також практично не змінить свого значення.

Звичайно, задають R_Е = (0,1…0,2) R_К .

 

---

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 887; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!