Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



ВИБІРКОВІ КАСКАДИ ПІДСИЛЕННЯ

 

Вибіркові підсилювачі призначені для підсилення електричних сигналів у вузькій смузі частот, за межами якої підсилення набага­то слабкіше або взагалі відсутнє. є дві різновидності вибіркових підсилювачів. У перших вузька смуга пропускання забезпечується використанням паралельного контура, що має частотно–­вибіркові властивості, як навантаження вихідного кола підсилюва­ча. Оскільки контур має резонансні властивості, такі підсилювачі називають резо­нансними. Вибіркові підсилювачі другої різновидності використовують кола частотно залежного зворотного зв'язку, що підкреслюють або заглушають сигнал и у вузькому діапазоні частот. Це, власне, зумовлює квазірезонансний характер частотної характеристики підсилювача.

Рис. 5.16

Так і підсилювачі називають підсилювачами з частотно–залежним зворо­тним зв'язком. Ці підсилювачі з відповідним вмиканням кола частотно­–залежного скоротного зв'язку можна використати як активні фільтри.

Резонансні підсилювачі. Промисловість випускає мікросхеми, спе­ціально призначені для резонансних високочастотних підсилювачів. Основою таких мікросхем є диференційний підсилювач (235УР3), каска­дний підсилювач ЗЕ – ЗБ або диференційний підсилювач в сполученні з каскадними схемами (235УВ1) і ін.

На рис. 5.16, а показана принципова схема високочастотного резонансного підсилювача на основі мікросхеми К224УС6, в якій сполучені диференційний та каскадний підсилювачі ЗЕ – ЗБ. Кас­кадну пару в диференційному підсилювачі створюють транзистори VТ1 та VТ2. Зовнішні виводи 7 та 3звичайно з'єднують, що дозволяє "заземлювати" базу транзистора VТ1 через конденсатор С5 за змінним струмом. Оскільки ємності конденсаторів мікросхеми звичайно невеликі, то при використанні підсилювача для роботи на низьких частотах (діапазон робочих частот для К224УС6 становить 30 ... 60 мГц) "заземлювати" базу можна, з'єднуючи вивід 8 через додатковий конденсатор великої ємності С2 з корпусом (вивід ЗУ. З цією ж метою підсилювальний сигнал можна подавати на вхід каскаду із ЗЕ (транзистор VТ2) не через інтегральний конденсатор С6, а через навісний конденсатор великої ємності Сl (вивід 2). Ланцюжок Rl, С4 (для більш ни­зьких частот також С3) є фільтром колекторного живлення. Резисторний по­дільник R2, R3, R4 визначає положення робочої точки транзисторів VТ1, VТ2. Транзистор VТЗ використовується для автоматичного регулювання підсилення. Змінюючи струм, що протікає через транзистор VТЗ, з допомо­гою зовнішньої напруги Uрегможна стабілізувати струм транзистора VТ2.

Індуктивність L коливального контура в колі колектора транзистора ємності створюється пер винною обмоткою трансформатора зв'язку із зовнішнім навантаженням Rн. Зв'язок із зовнішнім навантаженням можна здійснити також через роздільний конденсатор Ср, що під'єднується до виводу 9 мікросхеми (показано штриховою лінією).

Характеристичний опір ρ, добротність Q та кругова частота ω ко­ливального контура (рис. 5.16, б) зв'язані з первинними параметрами L, R,С співвідношеннями

Q = ρ/R; (5.51)

Повна провідність контура

1/Zк =1/(R+ jωL)+ jωС. (5.52)

Розв'язуючи спільно рівняння (5.51) та (5.52) і враховуючи, що, як прави­ло, ω0L = 1/ ω0С >> R, одержимо

1/Zк = 1/ρQ + (j/ρ)(ω/ω0ω0). (5.53)

Якщо частота ω підсилювального сигналу не дуже відрізняється від резонансної частоти ω0 коливального контура, то

(5.54)

де Δω = ω ω0.

В цьому випадку рівняння (5.53) Має вигляд

1/Zк = 1/ρQ + (j/ρ)(2Δω/ω0). (5.55)

Опір контура поблизу резонансу

Zк = ρQ/[1+ jQ(2Δω/ω0)] (5.56)

та його модуль

(5.57)

Як правило, вираз (5.57) приводять до вигляду

(5.58)

де Rк0= ρQ – опір коливального контура на резонансній частоті ω0 (2Δω = 0), що має в цьому випадку максимальне значення та активний характер. При Δω ≠0 опір контура зменшується, що видно з його вольтамперної характеристики (рис. 5.16, в), яка побудована у відповідності з виразом (5.58) для необмежених значень 2Δω. Резонанс на крива колива­льного контура, що відображає залежність змін напруги на контурі Uк (вихідної напруги підсилювача) від частоти, має ідентичний характер. Отже, коефіцієнт підсилення резонансного підсилювача максимальний, коли частота ш підсилювального сигналу збігається з резонансною час­тотою коливального контура зменшуючись на інших частотах.

Резонансний підсилювач характеризується вибірковістю згідно з формулою (5.58)

(5.59)

Це величина перевищення підсилення на резонансній частоті порівня­но з підсиленням на деякій частоті завади (звичайно на крайніх частотах смуги пропускання 2Δω. Підвищення вибірковості при заданій частоті, як це видно з рівняння (5.59), зв'язане зі збільшенням добротності кон­тура.

Підсилювачі з частотно–залежним зворотним зв'язком. Застосу­вання резонанс них підсилювачів для підсилення сигналів низьких час­тот (десятки – сотні герц) недоцільне, оскільки зі збільшенням номіналів індуктивностей та ємностей погіршуються не лише технічні (добротність, вибірковість), але й експлуатаційні (маса, габаритні розміри) їх показники. В цьому випадку застосовують вибіркові підсилювачі з частотно–залежним зворотним зв'язком. На рис. 5.17, а зображена схема вибіркового підсилю­вача на операційному підсилювачі 140УДА1А з ланцюжком частотно­–залежного зворотного зв'язку у вигляді подвійного Т– подібного мосту, що застосовується найбільш часто.

Коефіцієнт передачі 2Т– мосту

(5.60)

де Z1 = 1/jωС1; Z2 = 1/jωС2; Z3 = 1/jωС3,Прирівнюючи дій­сну та уявну частини чисельника в рівнянні (5.60) до нуля, відповідно маємо

R1R2= (1/ωС3)(1/ωС1 + 1/ωС2); (5.61)

R3(R1 +R2) = 12С1С2. (5.62)

Після ділення рівняння (5.61) на (5.62)

R1R2 /[R3(R1 +R2)]=(С12)/С3 =12 (5.63)

одержимо умову найбільшої вибірковості 2Т–мосту, коли дорівнює нулю коефіцієнт передачі βU = βU0 = 0, тобто а = 1. При цьому R3 = R1R2 /(R1+ R2С3 = С1 + С2. Оскільки за балансу мосту βU0 = 0, то квазірезонансна частота ω0,що відповідає цій умові, визначається виразом

(5.64)

якщо R1 = R2= 2R3та С1 = С2 = 0,5С3,то

ω0= 1/R1С1= 1/R3С3= 1/R2С2.(5.65)

Рис. 5.17

Амплітудно–частотна характеристика 2Т–мосту показана на рис. 5.17, б (кри­ва 1). Оскільки ОП на інвертуючому вході зсуває фазу вхідного сигналу на 180 ел. град., а фазовий зсув, що вносить 2T–міст на квазірезонансній частоті ω0 (ви­раз 5.64) дорівнює нулю, то загальний фазовий зсув по замкненій петлі підси­лювач – 2Т–міст дорівнює 180 ел. град. При цьому на частоті ω0 негативний зворотний зв'язок відсутній.

З теорії зворотного зв'язку відомо, що коефіцієнт підсилення підсилювача, охопленого негативним зворотним зв'язком,

(5.66)

де КпU – коефіцієнт підсилення підсилювача без зворотного зв'язку.

Тому за відсутністю негативного зворотного зв'язку (βU = 0) коефіцієнт підсилення підсилювача на квазірезонансній частоті у відпо­відності з виразом (5.66) максимальний: KпUзз= КпU0. Збільшення розстройки призводить до збільшення модуля β,що наближається на деяких частотах ωнта ωвдо значення, рівного одиниці. Це, в свою чергу, викликає зменшення модуля KпUзз(крива 2 на рис. 5.17, б).

При βU = 1 КпUβU = 1 і рівняння (5.66) приймає вигляд KпUзз= 1.

Коефіцієнт передачі 2Т–мосту зв'язаний з умовною смугою пропус­кання підсилювача ω0 ± Δω, що визначається на рівні КпU0 ,

(5.67)

Тоді модуль коефіцієнта підсилення. підсилювача з врахуванням рі­внянь (5.66) і (5.67)

(5.68)

звідки смуга пропускання вибіркового підсилювача

ω = (2ω0 / КпU0)[(b + 1)/b]. (5.69)

Вибірковість підсилювача з частотно – залежним зворотним зв'язком

(5.70)

Тому можна зробити висновок, що підсилювач з частотно–залежним зворотним зв'язком характеризується еквівалентною добротністю

Qекв = КпU0 b [2(b+1)] = КпU0 QRC , (5.71)

де QRC – добротність 2Т–мосту.

У зв'язку з тим, що на практиці звичайно застосовують симетричні мо­сти, тобто R1= R2= R; С1 = С2 = С, тому добротність мосту при цьому максимальна: Q = b[2(b+1)] = 0,25. Допоміжний ланцюжок С4R4 (див. рис. 5.17, а)призначений для корекції частотної характеристики під­силювача і забезпечення його стійкої роботи.

 


Читайте також:

  1. Вибіркові дані про тривалість, глибину і розсіяність спадів в США, 1920-1991 рр.
  2. Вибірковість сприймання – це зміна діяльності органів чуття під впливом попереднього досвіду, установок та інтересів людини.
  3. ДИФЕРЕНЦІЙНІ КАСКАДИ ПІДСИЛЕННЯ
  4. Для підсилення ефекту доцільно заздалегідь підготуватися і надіслати тези доповіді і список виступаючих у дебатах.
  5. ЕЛЕМЕНТАРНІ КАСКАДИ ПІДСИЛЕННЯ
  6. Каскади попереднього підсилення на транзисторах
  7. МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ І СТАБІЛІЗАЦІЯ РЕЖИМУ РОБОТИ ТРАНЗИСТОРНОГО КАСКАДУ ПІДСИЛЕННЯ
  8. Порівняння металевих і композитних матеріалів підсилення
  9. Тема 10 Вибіркові спостереження
  10. Тема. Вихідні каскади підсилювачів на транзисторах
  11. Точні вибіркові розподіли. Точкові і інтервальні оцінки




Переглядів: 983

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
ДИФЕРЕНЦІЙНІ КАСКАДИ ПІДСИЛЕННЯ | Тема 6. ОПЕРАЦІЙНІ ПІДСИЛЮВАЧІ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

  

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.014 сек.