могут совместиться и характеристики инерционных звеньев, обусловленных емкостными нагрузками С и С и имеющих соответственно постоянные времени Tgbffi и Tg. В этом случае суммарная фазовая характеристика 2 будет достигать 180° (точка а) при минимальной величине затухания амплитудной характеристики. Величина затухания суммарной амплитудной характеристики на частоте, соответствующей фазовому сдвигу - 180° - ф (точка б), называется коэффициентом высокочастотного ослабления (затухания) К

Величина ф характеризует запас устойчивости по фазе.

Необходимая минимальная величина ослабления, вводимого в каскады одноканального усилителя.

К дБ

(2.72)

-180

Рис. 2.21. К пояснению методики определения коэффициента высокочастотного ослабления.

4, при трех - /Cgq = &.

где Koi, Kuz,...,Kg - коэффициенты усиления каскадов на нулевой частоте; - коэффициент запаса по амплитуде, связанный с разбросом параметров схем каскадов [5].

Если для расчета принимаются максимальные усиления каскадов с учетом разброса параметров элементов их схем, то коэффициент запаса /Сз=1. Если принять фз = 0. то при пяти последовательно включенных инерционных звеньях с совмещенными характеристиками = 3,16, при четырех - Кч при двух звеньях = оо [5].

Точное значение коэффициента высокочастотного ослабления можно определить при графическом построении суммарных амплитудно- и фазо-частотных характеристик всех последовательно включенных каскадов.

Распределение ослабления между каскадами начинается с определения необходимой величины ослабления выходного каскада, которое наиболее целесообразно вводить с помощью корректирующего фильтра в цепи, замыкающей обратную связь. Это позволяет получить максимальную полосу пропускания при иолнсй амплитуде выходного напряжения ОУ, если обеспечить для выходного каскада максимально возможную амплитуду входного-сигнала. Величина ослабления п-го (выходного) каскада выбирается из условия

п - 8

-0,5...2

где /Cq - коэффициент усиления п-го каскада на нулевой частоте.

Последнее условие объясняется тем, что выходное сопротивление каскаде-с обратной связью уменьшается пропорционально вводимому ослаблению £) только при измеиении D примерно в пределах от 1 до Km- При Е>п > Коп

выходное сопротивление практически не зависит от £) и равно -р- , где-вых - выходное сопротивление каскада без обратной связи.

Поскольку все ослабление D должно быть использовано для максимального смещения в сторону высоких частот составляющих характеристик с Т, то целесообразно вводить в выходной каскад Только такую величину D , при.

которой выходное сопротивление еще уменьшается пропорционально ослаблению.

Ослабление между остальными каскадами одноканального усилителя распределяется из условия совмещения составляющих характеристик с постоянными Т, т. е.

ЕЫХ 1 ВЫХ 2 ВЫХ (П-1) , оч

В - -оГ iB - - д;- 2в - - /?( !) -( -1) В

где вб1х 1 вых 2 вых (п-I) ~ выходные сопротивления каскадов до ведения корректирующих цепей; С, С, .... С( ц - емкостные на-грузки, подключенные к выходам каскадов. Из выражения (2.73)

г, г, вых2 .2в

DDi---

D( i, = Di%L(-l).%lL5. (2.74)

вых 1 1в

Так как DjDj . £ j; = , то Of определяется из равенства

вых 2 С2в вых (n-l) в D

1 р- 7----р---г- ТГ С./о)

Затем из выражения (2.74) находят ослабление остальных каскадов.

Если в ряде каскадов ОУ используются корректирующие фильтры, вклю- ченные в коллекторную (анодную, стоковую) цепь, то сопротивление фильтра юпределяется выражением (2.71)..

Для проверки правильности выбора величины коэффициента высокочастотного ослабления X необходимо построить амплитудно- и фазо-час-тотные характеристики всех каскадов в области высоких частот. Частот-шые характеристики каскада с корректирующим фильтром в коллекторной цепи (рис. 2.7,0) в области высоких частот, где влияние постоянных времени Тф и (i?bbix + Rl Сф можно не учитывать, в соответствии с выражением (2.29), определяются равенством

где R = R II R, - емкость коллектора транзистора; - постоянная времени транзистора.

Частотные характеристики каскада с корректирующим фильтром в анод-лой цепи (рис. 2.7, б) в области высоких частот определяются равенством

(/-)=*l-f Дь,хС (2-77)

-где Rj = R II R; р - выходное сопротивление каскада.

Частотные характеристики каскада с корректирующим фильтром в цепи стока (рис, 2.7, в) в области высоких частот определяются равенством

>~(1+/-к,хСн)(1 + /--з)-

-1во

Если в одноканальном усилителе используются каскады с корректирующим фильтром в цепи, замыкающей обратную связь, то изменение их частотных характеристик на высокой частоте можно определить с помощью выражений (2.32) - (2.42). Так, для каскада на биполярном транзисторе (рис. 2.7, г), если сопротивление определяется выражением (2.34), а величина вводимого ослабления < К, частотные характеристики определяются равенством

где Г, = (С + С,).

Частотные характеристики лампового каскада (рис. 2.7, д) и каскада на полевом транзисторе (рис. 2.7, е) определяются выражением (2.79). При этом сопротивление определяется согласно (2.38), а величина вводимого ослабления К.

По формулам (2.76) - (2.79) можно определить и построить суммарные амплитудно- и фазо-частотные характеристики одноканального усилителя в области высоких частот после распределения ослабления D между каскадами и проверить правильность выбора величины К.

Для обеспечения безусловной устойчивости, одноканального ОУ необходимо так расположить вдоль оси частот характеристики корректирующих фильтров, чтобы суммарный фазовый

сдвиг не достигал 180° во всем диапа- fg ю ** ю ю ю ю ю *

зоне частот, где коэффициент усиле . ния разомкнутого РУ еще больше единицы. Для определения параметров корректирующих фильтров необходимо найти фазо-частотную об-ласть.где может быть расположена п пп лг

суммарная фазо-частотная характе- Р пояснению методики оп-ристика разомкнутого РУ. Эту об- ределения зош,: ослабления:

ласть называют зоной ослабления 2,-сумма характеристик инерционных или областью затухания. Зона ослаб- звеньев о постоянными времени 7 е!. 3 в2, ления (рис. 2.22) определяется при вЗ- вых расч! Sj, - сумма характеристик максимальных еиачениях выходной инерционного звена с постоягшсй времени и входной постоянных времени. Она

лежит между линией ф = -180° и фазовой характеристикой Sg. полученной как сумма характеристики инерционного звена с максимальной входной постоянной времени Т и характеристики Sj.

Характеристика 2j получается как сумма составляющих с постоянными-времени 7 ,., определяющих спад характеристик каждого каскада в области высоких частот, и характеристики инерционного звена с заданной максимальной выходной постоянной времени Гдь,х.расч. Существует методика и-более строгого определения зоны ослабления [4], позволяющая в ряде случаев несколько улучшить частотные характеристики ОУг

При определении запаса по фазе необходимо оценить возможные перемещения вдоль оси частот характеристик корректирующих фильтров и фазовой характеристики Sg, определяющей границу зоны ослабления. Возможность смещения характеристик обусловлена разбросом параметров элементов схемы разомкнутого РУ и неточностью определения паразитных емкостных, нагрузок отдельных каскадов.