Частотные характеристики – для новичков в радиоделе

June 11, 2014 by admin Комментировать »

Первый эксперимент, который мы проведём, касается получения фазочастотной характеристикой RC цепи Плоттер Боде в программе Multisim позволяет получить обе частотные характеристики

Рис 612 Частотные характеристики RC цепи

Верхняя частотная характеристика нам уже знакома, а нижняя показывает, как меняется фаза сигнала Фаза сигнала на частоте среза меняется на 45 градусов (это можно проверить, используя курсоры обозревателя графиков) За частотой среза фаза продолжает меняться до значения 90 градусов

О чём говорит это изменение фазы Пока почти ни о чём Пока мы имеем дело с одним каскадом усиления Но в многокаскадных усилителях при введении отрицательной обратной связи…

Мы знаем, что напряжение на коллекторе транзистора противофазно входному напряжению Это означает, что разность фаз 180 градусов Если мы используем два каскада, то разность фаз будет 360 градусов Что означает – сигнал входной и выходной находятся в фазе То есть, при обратной связи она перестала быть отрицательной, став положительной (входной сигнал и часть выходного уже не вычитаются, а складываются) Но, добавив ещё один каскад, мы получаем вновь разницу в 180 градусов Или нет

Если в многокаскадном усилителе, а они, как правило, получаются многокаскадными, вводится обратная связь, то следует выбирать глубину обратной связи такой, чтобы иметь запас по устойчивости Есть простой подход к этому выбору Каждый каскад усиления имеет свою верхнюю частоту среза После самой «низкой» верхней граничной частоты спад частотной характеристики

20 дБ/дек Если после введения отрицательной обратной связи результирующая частотная характеристика пересекает этот участок, то усилитель не потеряет устойчивости

Если полученная после введения ООС пересекает исходную АЧХ после второй частоты среза, где спад характеристики 40 дБ/дек, то следует проверить запас устойчивости, его может не хватать В

более сложных случаях требуется тщательный расчёт, чтобы убедиться в устойчивости усилителя при всех режимах работы

Как выглядит это на графиках

Рис 613 Графическое изображение вышесказанного

По оси y откладывается усиление в децибелах Децибел – это относительная единица Для напряжения:

KдБ = 20log(Uвых/Uвх)

Казалось бы, перевод коэффициента усиления в децибелы не более чем лишняя операция Но вспомним, если для получения  общего усиления  двух каскадов их коэффициенты нужно умножать, то логарифмы этих величин складываются На графике, конечно, удобнее складывать

Когда каскад с наинизшей верхней частотой среза имеет наибольшее усиление, тогда спад частотной характеристики 20 дБ/дек будет самым «длинным», что позволит вводить очень глубокую отрицательную обратную  связь без опасений потери устойчивости Именно  поэтому операционные усилители общего применения, многокаскадные, делают так, чтобы их АЧХ имела спад 20 дБ/дек до единичного усиления

В примере со стабилизацией рабочей точки отрицательная обратная связь вводилась последовательно с входным сигналом Но для тех же целей применяют и параллельную обратную связь

Рис 614 Параллельная отрицательная обратная связь

Резистор R1 вводит часть выходного напряжения параллельно входному сигналу Для обеспечения ещё более «жёсткого» слежения за стабильностью рабочей точки применяют и комбинированное включение обратной связи, последовательное и параллельное

Рис 15 Параллельная и последовательная обратная связь

Кроме улучшения ряда параметров, отрицательная обратная связь влияет и на другие параметры усилителя Например, на входное сопротивление Поскольку параллельная обратная связь добавляет к входному сопротивлению каскада параллельно включённое сопротивление, она должна (параллельно включённые резисторы) уменьшать входное сопротивление А последовательная обратная связь должна увеличивать входное сопротивление

Мы уже говорили о схеме включения транзистора с общим коллектором Посмотрим на схему с точки зрения обратной связи

Рис 16 Эмиттерный повторитель

С точки зрения обратной связи резистор R2 вводит последовательную стопроцентную отрицательную обратную связь Поэтому усиление по напряжению не превышает единицы, но входное сопротивление такой схемы существенно возрастает Схему ещё называют эмиттерным повторителем (нагрузка снимается с эмиттера и повторяет входное напряжение) Её применяют в тех случаях, когда нужно получить большое входное сопротивление

Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты