Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Простейшие источники опорного напряжения на основе эмиттерного повторителя.



 

Простейший источник опорного напряжения (ИОН) со стабилитроном в базовой цепи ЭП показан на рис.4.8. Стабилитрон обеспечивает стабилизацию напряжения в цепи базы. Выходное стабильное напряжение ИОН равно

U0вых=Uст-U*, (4.8)

 

как источник напряжения, должен иметь малое выходное сопротивление, которое можно найти из рассмотрения эквивалентной схемы ИОН.

 

рис. 4.8 источник опорного напряжения (ИОН) со стабилитроном в базовой цепи ЭП

 

Где Е+п - нестабильное напряжение, Uвых – стабилизированное выходное напряжение.

 

Схема с общей базой (ОБ).

Схемы с ОБ, приведенные на рис.4.9а и 4.9б, имеют низкое входное и высокое выходное сопротивление.

рис.4.9а. схема с ОБ

рис.4.9б. схемы с ОБ

 

Необходимо помнить, что база транзистора по переменному сигналу должна быть заземлена. В этой схеме входной сигнал подается через конденсатор С1 в эмиттерную цепь. Эквивалентная схема ОБ для постоянного и переменного тока показана на рис.4.10 и 4.11.

 

рис 4.10 Эквивалентная схема по постоянному току.

 

рис 4.11 Эквивалентная схема по переменному току.

 

Коэффициент усиления по переменному току (рис.4.11) равен

 

К/U≈ Rк/rэ, (4.9)

 

отсюда следует, что схема ОБ не инвертирует фазу на выходе. Поскольку схема с ОБ имеет низкое входное сопротивление, то наиболее эффективно схема работает от источника переменного тока. Поскольку переменные составляющие входного и выходного тока приблизительно равны (рис.4.10.а), то коэффициент усиления по току

 

КI≈ ∆ Iк/∆ Iэ≤ 1. (4.10)

 

 

Если рабочая точка устанавливается с помощью делителя напряжения (при однополярном питании), то к выходу базы подключается конденсатор С, который по переменному сигналу обеспечивает заземление базы. При работе схемы с ОБ от источника напряжения, эквивалентную схему можно представить в следующем виде рис.4.12.

 

рис.4.12. эквивалентная схема схемы с ОБ от источника напряжения

 

ГЛАВА V

Коррекция фазо-частотных характеристик (ФЧХ) ОУ

Многофункциональность ОУ достигается за счёт использования различных цепей отрицательной обратной связи (ООС). Применение ООС позволяет увеличить входное и уменьшить выходное сопротивления, расширить полосу пропускания частот, т.е. приблизить характеристики реального ОУ к идеальному. Вместе с тем, при определённых условиях, ОС из отрицательной может стать положительной (т.е. наблюдается появление в передаточной характеристике ОУ на определённых частотах полюса, расположенного в правой части комплексной плоскости P), что приведёт к нарушению устойчивости ОУ. Признаком нарушения устойчивости ОУ является присутствие сигнала на выходе схемы при отсутствии сигнала на входе. Усилитель при этом превращается в генератор незатухающих колебаний. Для предотвращения таких колебаний (самовозбуждения) к ОУ подключают цепи фазо-частотной коррекции, формирующие форму амплитудно-частотных (АЧХ) и фазо-частотных (ФЧХ) характеристик и обеспечивающие устойчивость ОУ при охвате его цепью отрицательной ОС.

 

Условие устойчивости ОУ.

 

Воспользуемся критерием устойчивости [ ], широко используемым в теории автоматического управления.

Усилитель является устойчивым если сдвиг фазы выходного сигнала возвратного отношения Τ (jω ) в области частот, где модуль |Τ (jω )|> 1 не превышает -135˚ (с учётом минимального запаса по фазе Δ φ =45˚ )

Если сдвиг фазы выходного сигнала не превышает -135˚, то |Τ (jω )| может быть больше единицы.

Ответим на вопрос, какая форма АЧХ ОУ соответствует сформулированному условию устойчивости. Наиболее часто используется следующая форма возвратного отношения.

 

Τ (jω )= , (5.1)

 

где , - постоянные времени, определяющие полюса в передаточной характеристике ОУ.

форма |Τ (jω )| представлена на рис 5.1.

 

рис 5.1

 

Из рис 5.1 следует, что на частоте запас по фазе Δ φ =45˚ , а на частоте запас по фазеΔ φ = -135˚, т.е. форма диаграммы |Τ (jω )| соответствует условию устойчивой работы.

Возвратное отношение Τ (jω ) связано следующим соотношением с коэффициентом усиления ОУ при разомкнутой ОС.

 

, (5.2)

 

где - коэффициент усиления ОУ с разомкнутой цепью отрицательной ОС,

- коэффициент передачи по цепи обратной связи,

- коэффициент передачи ОУ с замкнутой цепью ОС.

Таким образом, целью коррекции ФЧХ является получение формы частотной характеристики возвратного отношения, показанной на рис 5.1.

Рассмотрим зависимость коэффициента усиления от частоты трёхкаскадного ОУ.

 

, (5.3)

 

где - коэффициент усиления ОУ с разомкнутой цепью ОС по постоянному току.

 

 

Построим асимптотические диаграммы (диаграммы Боде) модуля и фазы коэффициента .

Считаем, что цепи обратной связи имеют активный характер, т.е. не зависит от частоты.

Определим максимально возможную по условию устойчивости величину модуля возвратного отношения.

Из рис 5.2 видно, что фаза Τ (jω ) совпадает с фазой , а для модуля коэффициента усиления справедливо следующее соотношение:

 

(5.4)

 

или (5.5)

 

рис 5.2

 

Из графика на рис 5.2 видно, что сдвиг фазы φ =-135˚

на частоте . По условию устойчивости ( )при этом

|Τ (jω )|=1, что соответствует границе устойчивости работы, т.е. на графике в логарифмическом масштабе этому условию соответствует горизонтальная линия 80 дБ. На низких частотах максимально возможная величина |Τ (jω )|=20дБ, а минимальная величина . При увеличении глубины ОС (т.е. увеличения сдвиг фазы превышает -135˚ и ОУ возбуждается.

Таким образом, целью коррекции частотно-фазовых характеристик ОУ является придание такой формы диаграммы Боде для АЧХ, при которой сдвиг по фазе коэффициента передачи с замкнутой цепью ОС не превышал бы -135˚ .

Реализация цели осуществляется с помощью реактивных RC-цепей.


Поделиться:



Популярное:

  1. II. Исторические источники современного кризиса и перспективы на будущее
  2. VII. Проанализируйте специфику библейского языка на основе представленных параллельных текстов.
  3. Автоматическое ограничение повышения напряжения.
  4. Алгоритм построения групповой оценки на основе индивидуальных оценок экспертов
  5. Анализ поведения потребителя на основе порядкового
  6. Бортовые источники электропитания ИПП-6, ИПП-10
  7. Бюджетный дефицит и источники финансирования.
  8. В каких электроустановках можно использовать контрольные лампы в качестве указателей напряжения?
  9. В каких электроустановках при пользовании указателем напряжения необходимо надевать диэлектрические перчатки?
  10. В четырехпроводной трехфазной цепи произошел обрыв нулевого провода. Изменятся или нет фазные и линейные напряжения.
  11. Виды, структура и источники доходов населения
  12. Внеоборотные активы и источники их финансирования.


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-26; Просмотров: 717; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.028 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь