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

3-32, 3-35, 3-37, 3-40 и 3-42). Вообще схема вносит фазо-частотные искажения в том случае, когда создаваемый ею сдвиг фазы не пропорционален частоте. Нормированные фазо-частотные характеристики схем, не вносящих таких искажений, представляют собой горизонтальные линии. Ординаты каждой такой линии определяются только величиной фазового сдвига на данной частоте, а тот факт, что она расположена горизонтально, показывает, что фазовый сдвиг пропорционален частоте.

Следует заметить, что величина фазо-частотных искажений определяется скорее абсолютным значением отклонения фазы от такого нормированного идеального графика, чем его процентной величиной. В случае синусоидального колебания фазовый сдвиг может быть преобразован в эквивалентное время задержки, как показано на рисунках.

Периодические сигналы сложной формы подвергаются искажениям, если схема нарушает соотношение амплитуд и/или фаз у различных составляющих спектра сигнала.

Если усилитель не вносит фазо-частотных искажений, но имеет неравномерную амплитудно-частотную характеристику, то при подаче на вход сигнала прямоугольной формы выходной сигнал будет иметь симметричную форму. Однако верхняя часть выходного сигнала не будет плоской. Его верхняя часть становится выпуклой при недостаточном усилении в области верхних частот и вогнутой при недостаточном усилении в области нижних частот.

При любой амплитудно-частотной характеристике усилителя фазо-частотные искажения приводят к тому, что подаваемый на вход усилителя сигнал прямоугольной формы приобретает на выходе несимметричную форму. Если верхняя часть выходного сигнала нарастает, то это значит, что низкочастотные составляющие проходят через усилитель с большей задержкой, чем высокочастотные составляющие. Если же верхняя часть выходного сигнала убывает, то высокочастотные составляющие сигнала проходят через усилитель с большей задержкой, нежели низкочастотные.

Схема коррекции, создающая критическую величину затухания, имеет нормированную характеристику фазового сдвига, убывающую с ростом частоты. При подаче на вход сигнала ступенчатой формы схема с критическим затуханием обладает минимальным временем установления без «выброса» (рис. 18-4). Обычно в видеоусилителях критическое затухание не применяется, так как время установления при таком затухании считается чрезмерным В многокаскадных усилителях, где при подаче на вход сигнала ступенчатой формы желателен некоторый «выброс», допустимый «выброс» в каждом каскаде должен быть обратно пропорционален числу каскадов.

Для единичных сигналов ступенчатого типа или для периодических сигналов сложной формы часто считают наиболее желательными усилители, схемы коррекции которых рассчитаны на получение оптимальных фазо-частот-иых характеристик, дающих минимальное отклонение нормированного фазового сдвига от постоянной величины. Считается, что такие усилители дают наилучший компромиссный

результат при усилении указанных сигналов.

3-11а. Параллельная схема коррекции. Обычный усилитель с резистивной связью без коррекции в цепи катода или в цепи анода прн заданной величине сопротивления анодной нагрузки позволяет получить определенное значение верхней граничной частоты /в. Из выражения (3-61) видно, что fB есть частота, при которой реактивное сопротивление шунтирующей емкости С0бщ равно R&. При этой частоте полное сопротивление анодной нагрузки становится равным 0,707 Rs и при увеличении частоты продолжает уменьшаться:

2kRC

(3-61)

где f„

верхняя граничная частота, гц, при которой коэффициент усиления усилителя с резистивной связью без коррекции снижается на 3 дб по сравнению с коэффициентом усиления на средних частотах; полная емкость, ф, шунтирующая анодную нагрузку усилителя (включающая в себя также входную емкость следующей лампы); эквивалентное сопротивление анодной нагрузки для переменного тока, ом.

Если в анодную цепь усилителя последовательно с сопротивлением нагрузки включить катушку индуктивности, как показано на рис. 3-30, то образуется резонансный контур,

r: -


Рис 3 30. Схема выхода усилителя с параллельной высокочастотной коррекцией.

который при надлежащей величине индуктивности имеет резонансную частоту, близкую к fB, и малую добротность Q. Такой параллельный резонансный контур увеличивает полное сопротивление нагрузки анодной цепи лампы в ограниченной области частот, благодаря чему верхняя граничная частота увеличивается по сравнению с /в. Требуемую индуктивность катушки можно определить по формуле

где La - в гн ная;

Ls= kaRaCo6m, (3-62)

; ka - произвольная постоян-- в ом; Собщ - в ф.

На рис. 3-31 и 3-32 представлены амплитудно-частотные и нормированные фазо-ча-



стотные характеристики усилителя с параллельной коррекцией для нескольких различных значений fea.


3-116. Последовательная коррекция. Верх» няя граничная частота может быть увеличена по сравнению с fB [см. уравнение (3-61)] при использовании последовательной схемы кор-


Рис. 3-31. Амплитудно-частотные характеристики усилителя с параллельной коррекцией для различных значении k

Рис. 3-34. Амплитудно-частотные характеристики схемы рис. 3-33 для а - 1.

Частота, на которой усиление убывает на 366 по сравнению со средними частотами


Рис. 3-35. Нормированные фазо-частотные характеристики рнс. 3-33 для а = 1. Примечание. Постоянная времени в микросекундах для любого значения f/f2 может быть получена умножением нормированного фазового сдвига на выраже-

Рис. 3-32. Нормированные фазо-частотные характеристики усилителя с параллельной коррекцией для различных значений k; flfz - 1.0 есть частота, на которой усиление без коррекции убывает на 3 дб по сравнению

со средними частотами Примечание. Постоянная времени в микросекундах для любого значения flf2 может быть получена умножением нормированного фазового сдвига на множитель l/360f2, где U - в мегагерцах.

в мегагерцах.


««==

/бая 1 2

\с=0. J, <c=QS0. *p=°°

8, h

Рис. 3-33. Схема выхода усилителя с последовательной коррекцией.

Наилучшие фаз о-частотная и амплитудно-частотная характеристики получаются при значениях ка, соответственно близких к 0,35 и 0,5. Максимальное значение ka, при котором еще не происходит перекомпенсация, равно 44. Критическое затухание соответствует

Рис. 3-36. Амплитудно-частотные характеристики схемы рис. 3-33 для а = 2.

рекции, изображенной на рис. 3-33. Значения Lc и Rp могут быть определены соответственно из уравнения (3-63) и (3-64):

где Lc - в гн; kc - произвольная постоянная; Ci = Свых -+- (емкость монтажа слева от Lc);



С« = Свх + (емкость монтажа справа от Lc), ф.

(3-64) в ож; - про-

ще Яр и #а извольиая постоянная.

Отношение С3 и Ct обозначается:

а=~. (3-65)

С2 Ci"

•vp представле--3-37. У боль-

Рис. 3-37.

Амплитудно-частотная и нормированная фазо-частотная характеристики для различных значений a, kz и ft ны на рис. 3-34

шинства электронных ламп входная емкость приблизительно в 2 раза больше выходной емкости, поэтому значение а обычно бывает близким к 2.

Конденсатор Сс может быть расположен по любую сторону от Lc с таким расчетом, чтобы добавление его распределенной емкости способствовало

>

KpuBoj 1*CQ7S, к=°° 1кс=0М /,= ~

З.кс=а50, кр=<*>

khc=0,SS, к,*ЗЛ

/ . \

Частота, на которой усиление ч убывает на Зд$ по сравнению со средними частотами

фазо-частотные

характеристики схемы


Рис. 3-38. Схема выхода усилителя, в которой используются параллельная и последовательная схемы коррекции; 5 R&> поэтому r&Rt

получению наиболее выгодной величины отш> шения Cs/Ci.

Нормированные

рис. 3-33 при а = 2. Примечание. Постоянная времени в микросекундах для любого значения f/f2 может быть получена умножением нормализованного фазового сдвига на выражение 1 /360f3, где fa - в мегагерцах.

На рис. 3-39-3-42 представлены амплитудно-частотные и нормированные фазо-частотные характеристики комбинированной схемы коррекции для различных значений а. Для определения величин La и Lc следует применить формулы (3-62) и (3-63), взяв значения £а и kc из указанных выше рисунков. Следует отметить, что значения L& и Lc зависят от величины емкости С0дщ, которая равна Ci + С2. Частота fB, фигурирующая на рисунках, определяется по формуле (3-61).

Примеры воздействия схем с оптимальной амплитудно-частотной и с оптимальной фазо-частотной коррекцией на сигнал прямоугольной формы, имеющей частоту fB, показаны на рис. 3-43.

3-11г. Фильтр нижних частот как корректирующий двухполюсник. При использовании корректирующего двухполюсника, схема которого изображена на рис. 3-44, можно получить

з -

криш I tiroes.

k:„=0.25

k„°°

2 kc-0JSS,

к,025.

к,10

3. trass.

ka0,20.

If IS

4 кс0.50

"о" 0.25,

5 kL*0AZ,

К025.

6 kc-otf,

kf025.


f/f2

Рис. 3-39. Амплитудно-частотные характеристики схемы рис. 3-38 для а= 1.

3-11в Комбинированная схема коррекции. амплитудно-частотную характеристику усили-

Иногда применяют комбинированную схему теля равномерной вплоть до частоты 2fB.

коррекции, представляющую собой объеди- Схема состоит из конденсатора Ст, включен-

нение параллельной и последовательной схем ного параллельно входному полному сопро-

коррекции (рис. 3-38). тивлению соответствующим образом нагружен-



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



0.0051