Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 [155] 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

дают существенного сужения ширины полосы ослабления. . -

16-3. ПРИМЕНЕНИЯ Т-ОБРАЗНЫХ МОСТОВЫХ И Т-ОБРАЗНЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ В УСИЛИТЕЛЬНЫХ СХЕМАХ

Кроме использования в качестве цепей обратной связи в генераторах, Т-образиые мостовые и Т-образные параллельные цепи часто применяются в качестве цепей обратной связи в режекториых и частотно-избирательных усилителях. Для упрощения аналитических выражений в последующем изложении предполагается, что в качестве цепей обратной связи используются цепи с полным нулем. Однако, как будет показано ниже, применение таких цепей в усилителях требует соблюдения определенных предосторожностей для обеспечения устойчивости усилителей с обратной связью.

16-За. Частотно-избирательные усилители. В усилителе с отрицательной обратной связью, содержащем нулевую цепь в петле обратной связи, как показано на рис. 16-47, ве-

Рис. 16-47. Частотно-избирательный усилитель.

личина обратной связи на частоте ю0 теоретически равна нулю и усиление усилителя на этой частоте равно его усилению без обратной связи. На частотах, прилежащих к частоте <>„, цепь обратной связи имеет меньшее ослабление и усиление усилителя будет понижаться за счет действия отрицательной обратной связи. Усиление частотно-избирательного усилителя, имеющего нулевую схему в цепи обратной связи, может быть определено из уравнения

о. с -

1+А-В •

(16-39)

где К0. с - усиление с обратной связью; К - усиление без обратной связи; (3 •- передаточная функция цепи обратной связи.

Из уравнения (16-39) видно, что К0. с будет

равно К, если Р = 0, н , если р = 1. Это

К + 1

означает, что максимально возможное различие в уровнях сигнала на центральной частоте и любой другой частоте равно К~\- 1. Полоса пропускания частотно-избирательного усилителя иа уровне - 3 дб уже, чем полоса пропускания самой нулевой цепи, из-за способа определения ее Q. Однако отношение уровня сигнала иа центральной частоте к уровню сигнала на частоте, отстоящей далеко от средней частоты ю0, может быть много больше в самой нулевой схеме, чем в частотио-изби-рательном усилителе, использующем нулевую схему.

Огмейство кривых избирательности для частотно-избирательных усилителей, исполь-

зующих симметричные Т-образные параллельные нулевые цепи, приведено на рис. 16-48.

Условия стабильности. На частотах, близких к средней частоте полосы пропускания, т. е. нулевой частоте цепи обратной связи, усилитель должен иметь минимальный фазовый сдвиг. Это требование обусловлено тем, что цепь отрицательной обратной связи


Рис. 16-48. Избирательные кривые частотно-избирательного усилителя, имеющего нулевую цепь в обратной связи с Q = 1/4 (симметричная Т-образная параллельная нулевая Цепь при k = 1 и b = 0,5).

вносит фазовый сдвиг ±180°. Кроме того, нулевая цепь добавляет еще ±90° фазового сдвига на частотах, близких к нулевой. Следовательно, если фазовый сдвиг в усилителе около центральной частоты достигает или становится равным ±90°, усилитель с обратной связью будет искажать кривую избирательности или будет генерировать.

Регулировать цепь обратной связи следует осторожно, чтобы избежать нежелательных настроек, которые могут привести ее к отрицательной передаточной функции. В этом случае система будет регенеративной, и при достаточно высоком усилении усилителя возможна генерация иа нулевой частоте. Кроме того, чрезмерный сдвиг фазы в усилителе может привести к тому, что средняя частота усилителя будет несколько отличаться от средней частоты нулевой цепи.

Эффективное Q частотно-избирательного усилителя. Эффективная добротность Qs для частотно-избирательного усилителя, т. е. отношение средней частоты к полосе пропускания на уровне - 3 дб, может быть определена из уравнения

<г,= (к+1)0ц. (16-40)

В случае Т-образиой мостовой нулевой схемы иа RLC Qu определяется уравнением (16-30). Для Т-образной параллельной нулевой схемы Q„ «= если k - 100, и Qa = V4, если k = 1.

Типовые схемы. В идеальном случае нулевая цепь должна работать в режиме холостого хода. В практических схемах выход нулевой цепи обычно подсоединяется к сетке лампы. Поэтому смещение к таким лампам должно быть подано через нулевую цепь. Типовые схемы обратной связи для частотно-избирательных усилителей показаны на рис. 16-49 и 16-50.

В некоторых схемах нулевые цепи подсоединяют к усилителю через катодный повторитель, в этом случае они не будут нагружать цепи



усилителя. В результате этого увеличивается усиление и повышается качество избирательного усилителя.


Рис. 16-49. Однокаскадиый частотно-избирательиый усилитель.


Рис. 16-50. Двухкаскадиый частотно-избира тельиый усилитель.

Резонансная характери-

стика избирательн ых усилителей. Часто требуется, чтобы частотная характеристика усилителя имела плоскую вершину вместо острой, которая имеет место в резонансных усилителях. Частотная характеристика с

усилителя промежуточной частоты в приемниках1.

16-36. Режекторные усилители. Режек-торный усилитель может быть получен нз схемы иа рис. 16-47 при условии, если выход усилителя взят от точки 2. Лучше, если выход берется через буферный каскад, например катодный повторитель, так как при этом не нагружается нулевая цепь. Выражение для усиления Кг такого усилителя дается уравнением

=щ? (16 41)

где р" - передаточная функция нулевой цепи.

Эффективная добротность Qr режекторных усилителей, использующих Т-образные мостовые и Т-образные параллельные нулевые схемы иа RLC, определяется уравнением

Qr = (К + \) Qa. (16-42)

Здесь Qr определяет частотную характеристику режекторного усилителя таким же образом, как и <2Ц определяет частотную характеристику нулевой цепи.

Следует заметить, что QrQs для тех и других типов нулевых цепей. Рис. 16-51 показывает относительную частотную характеристику Кг и Ко. с усилителя, который может выполнять функции как частотно-избирательного, так и режекторного усилителя. Если цепь обратной связи ие обладает полным нулем, то глубина нуля режекторного усилителя будет меньше глубины нуля самой нулевой схемы. Однако уменьшение ослабления сопровождается сужением полосы затухания. Действительная глубина нуля режекторного усилителя, который имеет цепь обратной связи с неполным нулем, дается уравнением

тупая вершина характеристики

острая вершина характеристики

- Р(1+*) •

где р1 - значение (3 на нулевой частоте.

(16-43)


Рис. 16-51. Комбинированный частотно-избирательный и режекторный усилитель. а - усилитель с отрицательной обратной связью, используемый как частотно-избирательный усилитель и как режекториый усилитель; б - типовые частотные характеристики комбинированного усилителя; здесь Р - значение р иа нулевой частоте.

плоской или близкой к плоской вершиной может быть получена применением нескольких независимых каскадов с обратной связью, которые расстраиваются по частоте. Частота, на которую должен быть настроен каждый каскад с обратной связью, может быть определена тем же способом, что и частота расстроенных каскадов

Пример 16-2

Рассчитать Т-образную параллельную нулевую цепь, имеющую собственную нулевую частоту 30 гц и обладающую как можно более узкой полосой затухания (см. рис. 16-40).



Решение.

Для самой узкой полосы затухания к - 100, Ь = 0,99 (см рис 16 44) Из уравнения (16 35)

RC = --= 0,00531 2ti 30

R может быть выбрано произвольно, и пред шествующее уравнение можно решить относите чьно С

Например, полагая R = 10 000 ом, найдем C = 5Sr = °53i 10 6 =0,531 мкф

Согласно рис 16 40 остальные значения элементов схемы определяются следующим образом

~ =5 310 пф, kR = 1 Мом, - = 0,536 мкф, bR = 9 900 ом

Примечание Эффективное значение Q этой нулевой схемы равно приблизительно Поэтому

ширина полосы иа уровне 0 707 равна примерно 60 гц Согласно рис 16 44 граничные частоты пропускания на уровне 0 707 равны соответственно 0 4 /о и 2 5 /о Угол сдвига фазы на 0,4 /0 равен - 44°, а на частоте 2,5 /о + 44°



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 [155] 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0017