Индуктивной коррекцией фронта импульса

⇐ ПредыдущаяСтр 21 из 34Следующая ⇒

Как и в некорректированном усилителе, начальный ток заряда конденсатора равен полному выходному току , т.к. в первый момент времени емкость представляет собой короткозамкнутый участок цепи. Поэтому начальная скорость заряда конденсатора в корректированном и некорректированном каскадах одинакова:

где - начальный скачок напряжения на входе цепи, содержащей емкость

- постоянная времени цепи в области верхних частот.

Но в усилителе без коррекции зарядный ток и скорость заряда С_н быстро спадают, в то время как в схеме с коррекцией индуктивность L, препятствуя нарастанию зарядного тока в цепи L-R_к, способствует медленному убыванию тока заряда. Это приводит к более быстрому заряду и к уменьшению длительности фронта выходного импульса.

Чем больше индуктивность L, тем больше добротность Q (Q=0.8-0.9) контура , тем меньше длительность фронта импульса.

Эмиттерная коррекция фронта импульса

Рис 3.10 Принципиальная схема корректированного

Импульсного усилителя с эмиттерной коррекцией фронта

Импульса

Эмиттерная коррекция осуществляется за счёт ООС, которая начинает проявляться при формировании плоской вершины импульса. Под воздействием фронта входного импульса выходное напряжение импульса круто возрастает, но за счёт снижения усиления(влияние ООС) устанавливается на более низком уровне, следовательно длительность фронта за счёт снижения амплитуды снижается.

Действие ООС обусловлено . Конденсатор выбирают с небольшой ёмкостью, чтобы в начале плоской вершины входного импульса он был бы уже заряжен, что приводит к снижению

Цепь R_э-С_э стабилизирует положение рабочей точки. С_э и напряжение на нём за время формирования импульса не успевает изменится, поэтому на работу цепи конденсатор практически не влияет.

Недостаток: за счёт падения выходного напряжения снижается КПД.

Коррекция плоской вершины импульса (НЧ-коррекция)

Рисунок 3.11 Принципиальная схема корректированного

Импульсного усилителя с плоской вершины импульса.

На вход каскада действует отрицательный входной импульс. При этом ток увеличивается на величину ∆ I_к и часть его замыкается через конденсатор , сообщая его верхней обкладке положительный заряд. В результате, падения напряжения на конденсаторе и коллекторе транзистора становятся менее отрицательными.

Действие корректирующей цепи С_кор-R_кор можно объяснить по-другому. На низких частотах, где сопротивление корректирующего конденсатора велико, он не шунтирует коллекторную нагрузку . На средних и тем более верхних частотах сопротивление конденсатора мало, он шунтирует резистор , нагрузкой в цепи коллектора является резистор R_к. Таким образом, обеспечивается большее усиление на низких частотах (составляющих плоскую вершину импульса), что компенсирует падение напряжения этих частот на конденсаторе .

Эмиттерный повторитель

Рисунок 3.12 Принципиальная схема эмиттерного повторителя

В эмиттерном повторителе нагрузка сосредоточена в цепи эмиттера. В каскаде действует 100% отрицательная обратная связь. Разница между входным и выходным напряжениями равна напряжению на открытом эмиттерном переходе, т. е. очень мала. Поэтому выходное напряжение по значению и фазе достаточно близко совпадает с входным напряжением, что и обусловило название каскада.

По переменному току коллектор транзистора через малое внутреннее сопротивление источника питания соединен с (“землёй”) => коллектор является общим выводом как для входной так и для выходной цепи. Поэтому эмиттерный повторитель иногда называют каскадом с общим коллектором.

Если на вход эмиттерного повторителя подать отрицательный импульс, то емкость нагрузки будет быстро заряжаться через малое выходное сопротивление каскада, так что передний фронт выходного импульса будет иметь небольшую длительность.

После прекращения воздействия входного импульса потенциал эмиттера, за счет заряженной емкости , может оказаться более отрицательным, чем база, и транзистор VT запрётся. В этом случае разрядка происходит через резистор R_э. И длительность заднего фронта выходного импульса значительно больше, чем переднего. Даже если транзистор в рассмотренном случае полностью не запрётся, то за счет меньшего тока разрядка емкости будет более медленной, чем зарядка.

При использовании транзистора типа n-p-n длительность положительного фронта оказывается меньше длительности отрицательного. Чтобы оба фронта выходного импульса имели одинаковую длительность, применяют эмиттерный повторитель на двух транзисторах. Длительность фронта выходного импульса тем меньше, чем больше (частота, на которой коэффициент усиления, равный произведению уменьшается в раз), меньше , меньше сопротивление генератора.

Раздел 3.2.2 Транзисторные ключи (лекция 31, 2 часа)

Учебные вопросы:

1. Виды и параметры транзисторных ключей

2. Последовательный и параллельный ключи на биполярных транзисторах

3.2.3Транзисторные ключи

Ключ коммутирует (включает и выключает) участки электрической цепи. Его действие основано на том, что во включенном состоянии он обладает очень малым, а в выключенном – очень большим сопротивлением.

В отличие от усилительных схем транзистор ключа работает в нелинейном режиме: с некоторых значений базового напряжения ток его коллектора перестает изменяться вслед за .

схема параллельного ключа (а) схема последовательного ключа(б)

Рисунок 3.13

На рис. а изображена схема параллельного ключа. Когда под действием управляющего напряжения транзистор заперт (выключен), через резистор подключено к источнику питания. Если управляющие напряжение включает транзистор VT, нагрузка оказывается зашунтированной его незначительным сопротивлением и напряжение на ней близко к нулю.

На рис.3.13, б приведена схема последовательного ключа. При включенном транзисторе нагрузка подключается к напряжению , при выключенном транзисторе – эта связь обрывается ( должно быть больше нуля).Ключевые свойства транзистора не являются идеальными (при его включении сопротивление не стремится к нулю, при его выключении сопротивление не стремится к бесконечности). Поэтому для повышения эффективности ее иногда осуществляют одновременно последовательным и параллельным ключами. При этом для подключения нагрузки транзистор последовательного ключа включается, а транзистор параллельного ключа выключается. Для отключения нагрузки состояния транзисторов изменяются на противоположные.

Основными параметрами транзисторного ключа являются:

· сопротивления во включенном и выключенном состояниях

· остаточное напряжение на ключе

· быстродействие (временем переключения)

Ключи входят во все импульсные и цифровые схемы.

⇐ Предыдущая 16 17 18 19 202122 23 24 25 Следующая ⇒