Головна

ПИТАННЯ №1

  1.  C. Питання 41. Показники стану, руху і використання основних фондів
  2.  I. ДО ІСТОРІЇ ПИТАННЯ
  3.  I. Розбір основних питань теми.
  4.  I. Лютнева революція і національне питання
  5.  II. Жовтнева революція і національне питання
  6.  III. Приблизний перелік контрольних питань для самостійної роботи
  7.  IV. Приблизний перелік питань до заліку

Критерії стійкості посилення

Стійкістю підсилювача є сталість його показників при зміні умов зовнішнього середовища, зміні напруги живлення, а також при перебудові підсилювача в діапазоні частот.

Відомо, що будь-яка система стійка, якщо вона, будучи виведена зі стану рівноваги, після припинення зовнішнього впливу прагне повернутися до свого початкового стану. Наприклад, маятник, виведений з нерухомого стану, почне здійснювати коливання вправо-вліво з амплітудою, що зменшується з кожним махом. Згодом маятник повернеться в початкове, стійке положення.

Електронний підсилювач є стійким, якщо при подачі на його вхід імпульсу (ріс.16.1а) зміна вихідного напруги UВИХІД набуде характеру згасаючих в часі коливань (ріс.16.1б). У нестійкому підсилювачі в цих умовах виникає дедалі більше в часі вихідна напруга (тон) у вигляді коливань з амплітудою (ріс.16.1в).

UВХ

а)

t

UВИХІД

б) t

UВИХІД

в)

t

Ріс.16.1. Епюри напружень:

а) вхідний імпульс; б) напруга сталого підсилювача;

в) напруга нестійкого підсилювача

Підсилювач, який має вихідну напругу UВИХІД, Як на малюнку 16.1в схильний до самозбудження, т. Е мимовільного виникнення незатухаючих коливань в підсилювачі при відсутності зовнішніх впливів. Самовозбуждаемую підсилювач не може посилювати подаються на його вхід слабкі електричні сигнали, так як він виявляється повністю завантаженим власними коливаннями.

Стійкість підсилювача є його найважливішою характеристикою. Нестійкість роботи або навіть самозбудження підсилювача може виникнути в результаті прояву в підсилювачі паразитних зворотних зв'язків між його вхідний і вихідний ланцюгами. Ці зв'язки можуть виникнути через джерело живлення, через ємнісні і індуктивні паразитні зв'язку елементів вхідних і вихідних ланцюгів і, нарешті, через зворотну провідність підсилювального елемента.

Перші дві зв'язку в підсилювачах є найбільш небезпечними і усуваються конструктивними заходами: включенням розв'язують фільтрів в ланцюзі харчування, застосуванням екранування деталей, проводів, лампи, раціональним розташуванням елементів схеми і правильним монтажем. Зв'язок через зворотну провідність підсилювального елемента усунена не може бути, тому умови стійкості підсилювача знаходять лише при наявності зв'язку через цю провідність.

Теорія самозбудження і стійкості підсилювачів була розроблена В. І. Сіфоровим і мала велике значення в розвитку радіотехніки.

Нижче причини нестійкої роботи підсилювача і методи боротьби з ними розглянуті більш докладно.

Самозбудження може виникнути як в підсилювачі з позитивною, так і з негативним зворотним зв'язком. Так, при ПОС коефіцієнт посилення визначається виразом

де ? - коефіцієнт передачі напруги ;

UОС - Напруга зворотного зв'язку.

У разі, коли ?KU = L знаменник стає дорівнює 0, а ДоПОС прямує до нескінченності, підсилювач самовозбуждается. при ?KU > 1 допомога зазвичай теж самовозбуждается.

Введення в підсилювач ООС не призводить до самозбудження. Однак, якщо в ланцюзі ОС є реактивні елементи, що вносять додатковий зсув фази на 1800, То ООС фактично перетворюється в ПОС, що також може привести до самозбудження. Зазвичай це відбувається на дуже низьких або дуже високих частотах.

Для оцінки стійкості підсилювача зі зворотним зв'язком застосовується критерій стійкості. Існує кілька критеріїв, але найбільш зручним для практичного використання є критерій стійкості Найквіста:

«Якщо точка з координатами (1; 0) знаходиться поза замкнутої кривої, що описується кінцем вектора ?K при зміні частоти від 0 до?, То пристрій є стійким » (Ріс.16.2а).

Існують стійкі підсилювачі зі зворотним зв'язком, у яких на деяких частотах петлеве посилення матеріально і перевищує «1» (ріс.16.2в). Такі підсилювачі в певних умовах (наприклад, при перевантаженні) можуть самозбуджуватися і тому називаються умовно стійкими.

Головною причиною нестійкої роботи підсилювача, як було сказано вище, є паразитна позитивна зворотного зв'язку між виходом і входом підсилювача.

 i?k i?k i?k

 0 1; 0 ?k 0 1; 0 ?k 0 ?k

1; 0

а Б В)

Рис.16. 2. годографом підсилювача:

а) стійкого; б) нестійкого; в) умовно стійкого

Умови стійкої роботи підсилювача можна визначити оптимальним коефіцієнтом посилення, при якому підсилювач буде працювати стійко. Цей коефіцієнт посилення називається коефіцієнтом стійкого посилення ДоУСТ.

Фактичний коефіцієнт посилення підсилювача К не повинен перевищувати коефіцієнт стійкого посилення Кущ:

До ? КУСТ.

Для аналізу стійкості підсилювача застосовується узагальнена еквівалентна схема УЕ, придатна як для лампових, так і для транзисторних деталей. Якщо провести такий аналіз, то можна отримати деяке граничне значення стійкого коефіцієнта посилення лампового підсилювача

де S - крутизна характеристики лампи;

САС (ЗПР) - Прохідна ємність між анодом і сіткою.

З формули видно, що для збільшення коефіцієнта стійкого посилення ДоУСТ необхідно застосовувати УЕ з великою крутизною S і малої прохідний ємністю САС. У той же час коефіцієнт КУСТ росте зі зниженням частоти, тому в радіоприймальних пристроях основне посилення відбувається на більш низькій частоті, званої проміжної. Вираз дозволяє визначити граничну робочу частоту УЕ в каскаді.

Для транзисторного підсилювача коефіцієнт стійкого посилення визначається виразом

Якщо порівнювати параметри ламп і транзисторів, то можна бачити, що в підсумку ДоУСТ ламп перевищує ДоУСТ транзистора, тобто стійкість лампового підсилювача вище транзисторного.

У разі многокаскадного підсилювача також необхідно виконати вимогу

КОБЩ = До1 · До2 ·. . . · Доn ? КУСТ,

де К1, До2 і т. д - коефіцієнти посилення першого, другого і т. д каскадів.

Умова стійкої роботи розглянуто для каскадів підсилювача, в яких біполярні транзистори включені за схемою з загальним емітером, польові - по схемі із загальним витоком, а лампи - за схемою із загальним катодом. Для каскадів з іншими схемами включення УЕ ця умова буде іншим, але підхід до аналізу стійкої роботи залишається таким же.

Далі наведені види паразитного ПОС і способи її усунення.

1. Електростатичний (місткість) ПОС - Паралельна ОС по напрузі, обумовлена ??ємностями між будь-якими провідниками і деталями каскадів, а також між вхідними і вихідними колами підсилювача. Електростатичні зв'язку зменшуються раціональним монтажем і правильною конструкцією підсилювача. Для цього:

- Монтаж підсилювача поміщається в металеву коробку,

- Каскади розташовуються по прямій лінії,

- Підсилювач екрануються,

- Відстань між каскадами і випрямлячем (джерелом живлення) збільшується.

2. Індуктивна (магнітна) ПОС обумовлена ??взаимоиндукцией між будь-якими провідниками і деталями підсилювача, за якими проходить струм (головним чином між трансформаторами). Індуктивна ПОС зменшується наступними способами:

- Трансформатори розташовуються якомога далі один від одного;

- Вхідний трансформатор розташовується так, щоб силові лінії магнітних потоків розсіювання вихідного і живить трансформаторів проходили через вхідний трансформатор перпендикулярно осі його котушки;

- Розміри вхідного трансформатора зменшуються;

- Сердечники трансформаторів виготовляються зі спеціального сплаву з високою магнітною проникністю;

- Трансформатори кріпляться до шасі через немагнітну прокладку.

Велика увага до вхідного трансформатора (котушці індуктивності, дроселі) приділяється тому, що якщо на ньому з'являться спотворення, навіть незначні, то вони будуть посилюватися наступними каскадами, що призведе до більших спотворень сигналу.

3. Електромагнітна паразитная зв'язок на надвисоких частотах (НВЧ) виникає між вивідними провідниками УЕ, що володіють ємністю і індуктивністю і утворюють коливальний контур з розподіленими постійними. На більш низьких частотах це явище або відсутня, або проявляється в меншій мірі. В результаті, коефіцієнт посилення знижується, а споживана потужність зростає. Для боротьби з цим явищем необхідно:

- Послідовно з виведенням УЕ припаювати недротяних захисний резистор невеликої величини;

- Вкорочувати, по можливості, висновки УЕ.

4. електромеханічна ПОС проявляється в підсилювачах, що піддаються вібрації або розташованих близько від гучномовця. Переважає ця ПОС в лампах, де проявляється мікрофонний ефект - поява вихідної напруги, пропорційного зовнішнього механічного впливу. Для зменшення впливу цієї ПОС застосовується:

- Амортизація схеми підсилювального пристрою,

- Захист балона лампи звуконепроникним екраном (зазвичай товстим металевим ковпачком).

5. Паразитна зв'язок через спільне джерело живлення виникає через те, що струми сигналу вихідних ланцюгів всіх каскадів, протікаючи через джерело живлення з внутрішнім опором Z, створює на ньому падіння змінної напруги сигналу UI , Яке разом з постійної складової напруги джерела живлення підводиться до електродів УЕ. З цих електродів змінну напругу UI подається на входи наступних каскадів. Чим більше внутрішній опір Z, тим більша напруга зворотного зв'язку.

Для усунення ОС через спільне джерело живлення застосовуються розв'язують фільтри типу RC - ланцюжка, де змінну складову на джерело живлення не пропускає конденсатор.

Розв'язують фільтр RФСФ блокує джерело живлення підсилювача по високій частоті, тобто не допускає, щоб змінна складова струму проходила через джерело живлення. Приклад включення розв'язує фільтра показаний на малюнку 16.3. Постійна складова струму потече через джерело живлення і резистор RФ, А змінна складова струму, протікаючи через СФ, Мине джерело живлення.

 до навантаження УЕ

RФ

СФ

+

_ Е

Ріс.16.3. Включення розв'язує фільтра RФСФ

6. Паразитна ОС через міжелектродному (прохідну) ємність створює внутрішню ОС, яка обумовлена ??зворотного прохідний провідністю УЕ.

Прохідний ємності СПР (Ріс.16.4), як окремого елемента схеми, не існує. Тому прохідна ємність СПР на малюнку 16.4 показана пунктиром.

CПР

VL

C L

+

- EК

Ріс.16.4. Прохідна ємність УЕ

Прохідна ємність утворюється між вхідними та вихідними електродами, в даному випадку між анодом і катодом. Величина ємності СПР визначається відстанню між електродами і їх площею. Паразитна зв'язок через прохідну ємність - основна причина нестійкої роботи підсилювача. З цією причиною боротися найважче.

Для зменшення прохідної ємності СПР застосовуються спеціальні УЕ, наприклад, високочастотні пентоди (СПР?0,005пФ), польові транзистори (СПР?0,005пФ). Величина Міжелектродні прохідний ємності СПР залежить також від способу включення УЕ. Найменшою прохідний ємністю володіють такі схеми включення, як схема із загальною сіткою, загальною базою, загальним затвором.

Висновки по 1-му питанню:

1. При проектуванні підсилювача важливою умовою є правильний розрахунок коефіцієнта посилення, максимальне значення якого не повинно перевищувати значення коефіцієнта стійкого посилення ДоУСТ.

2. Найбільш стійкими в роботі є лампові підсилювачі. Основною причиною більш високої стійкості лампових підсилювачів, в порівнянні з транзисторними є менша прохідна ємність ламп.




 ЗАСОБІВ ЗВ'ЯЗКУ |  ПИТАННЯ №1 |  ВЦ УРЧ СМ ПФ ППЧ Д УЗЧ ОСС |  Каскодних схема УРЧ |  ПІДСИЛЮВАЧІ ПРОМІЖНОЇ частоти |  ПИТАННЯ №1 |  Широкосмугові імпульсні підсилювачі |  ПИТАННЯ №1 |  Підсилювачі з багатоланковим LC-фільтром |  ПИТАННЯ №1 |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати