Подача зміщення

При малих значеннях коефiцiєнту нелiнiйних спотворень, вiн приблизно дорiвнює коефiцiєнту гармонiк. Тому вимiрювачi коефiцiєнту нелiнiйних спотвореньбiль просте, порiвняно з анлiзаторами спектра, якi потрiбнi для вимiрювання коефiцiєнту гармонiк. При малих нелiнiйних спотвореннях вклад вищих складових малий i це дозволяэ вимiрювати коефiцiєнт гармонiк (Кг) за допомогою коефiцiєнту нелiнiйних спотворень (КНС).

Коефiцiєнт гармонiк.

Коефiцiєнт нелiнiйних спотворень та коефiцiєнт гармонiк.

Коефiцiєнтом нелiнiйних спотворень характеризують нелiнiйнi спотворення сигналу при проходженнi через пристрiй.

Нелiнiйнi спотворення пов`язанi з нелiнiйнiстю елементiв пристрою, тобто виникають за рахунок нелiнiйностi вольт – ампер-них характеристик транзисторiв, вольт – фарадних характеристик варiкапiв та таке iнше.

Нелiнiйнi спотвореня вимiрюють при подачi на вхiд пристрою не спотворенного сигналу, а на виходi спотворення форми сигналу оцiнюють за рiвнем гармонiйних складових, що виникають при спотвореннi.

Як правило ми маємо справу з спектрами сигналiв i значно рiдше з гармонiйними сигналами. При наявностi гармонiйних спотворень в спектрi гармонiйного сигналу виникають ще й iнтермодуляцiйнi складовi, якi являються результатом взаємодii складових спектра. Для оцiнки цiх комбiнацiйних складових використовують двосигнальнi методи вимiрювання, радше трьохсигнальнi, чорирьохсигнальнi. Рiвень iнтермодуляцiйних спотворень будуть визначати А_İМС/А₁.

Лекція(практичне заняття№3)

Коригування АЧХ

Проводять в тих випадках, коли потрібно отримати задану нерівномірність DК, розширити смугу робочих частот, для забезпечення стійкості, звуження смуги частот, для зменшення рівня шумів, для коригування форми сигналу.

Корекція АЧХ використовується в відео-підсилювачах, широкосмугових підсилювачах, вимірювальних приладах.

Для корекції АЧХ використовують елементи з частотною залежністю параметрів Х_с або Х_L (без ЗЗ), а також за допомогою НЗЗ.

В залежності від смуги частот, в якій здійснюють корекцію, розрізняють ВЧ та НЧ корекцію. В деяких випадках корекцію здійснюють режекторними фільтрами.

п. НЧ корекція

1. НЧ корекція за допомогою RC –фільтрів.

Якщо в діапазоні робочих частот Х_Сф << Х_Rф та Х_Сф << Х_Rк на мінімальній частоті à Х_Сф -- коротке замикання на цій частоті, то це розвязувальний фільтр, який не впливає на форму АЧХ в діапазонні робочих частот.

Для корегування АЧХ параметри фільтра повинні бути вибранні певним чином:

на w à0, Х_Сф à00

На w=0 K_U =S_н = S(R_ф + R_к)

Реально маємо завал в області НЧ за рахунок роздільних конденсаторів.

Значення С­_ф на f_н = f_{н min} і при цьому відсутність підйому називають критичною ємністю.

Тут має місце такий механізм: з одного боку спад АЧХ за рахунок роздільних конденсаторів, з іншого підйом АЧХ за рахунок R_ф С_ф, при чому швидкість підйому повинна бути більшою, ніж швидкість спаду.

п. Корекція АЧХ за рахунок НЗЗ

НЧ: K_{u НЧ} = (R₂ + R_кор.) / R₁

СЧ: K_{u СЧ} = R₂ / R₁

Х_Скор << R_кор

Х_Скор << R₂

Практика –4

ВЧ корекція за рахунок НЗЗ

На дискретних елементах найбільш часто використовують емітерну корекцію.

Скор - корегувальний конденсатор.

Корегувальний конденсатор в області СЧ і НЧ має великий опір. Він не є блокувальним на ціх частотах.

НЧ: ВЧ:

Хс>>Re Квч= Rk/Rе.

Kо = Rk/(Rk+Re) Kвч = Rk/(RkïïRe)

f®0.

Xc®0.

Реально при f®¥ Квч ¯ внаслідок дії паразитної ємності Спар.

Відбуваються два процеси: ­К за рахунок корегування.

¯К під дією Спар.

Ступінь корекції буде буде визначатись співвідношеннями швидкості нарастання та спаду АЧХ за рахунок ціх двох факторів.

Для максимального розширення діапазону частот, який визначається fв при заданій нерівномірності АЧХ DК, можливо використання більш складних кол корекції

В області НЧ та СЧ діє НЗЗ за ~ струмом, глибина якого зменшується в області ВЧ за рахунок шунтування Re корегувальним конденсатором. В останній схемі постійна часу вибирається таким чином, що початок корегування по частоті кожною з ланок залежить від постійної часу відповідної ланки.

(із збільшенням частоти починають діяти Ск1, Ск2 і т.д.)

Сумарний опір Re вибирається при розрахунку режиму роботи за постійним струмом.

Остання схема не є єдиною.

Малошумні підсилювачі.

Основне призначення – підсилення слабкіх сигналів, порівняних з рівнем власних шумів певного пристрою. Тобто це вхідні каскади приймачів, підсилювачів.

Рс – потужність сигналу.

Рвс – потужність власних шумів.

1- безліч джерел власних шумів

Підсилювачі, які мають коефіцієнт шуму <3dВ, називають малошумними.

В самому пристрої може бути багато джерел власних шумів: шуми резисторів, дробові шуми рекомбінації в АЕ, шуми переросподілу.

Для коректної оцінки рівня власних шумів всі джерела власних шумів перераховують не до виходу, а до входу. Це дає змогу представити пристрій у виглядітакої еквівалентної схеми:

Где:

Рс.вих =Кр*Рс.вх

Кр – коефіцієнт передачі пристрою за потужністю.

Рш.вх.власне - еквівалентна потужність власних шумів, перерахована до входу.

Знаючи Рш.вх.власне, можно оцінити чутливість пристрою приймача, співвідношення сигнал /шум.

Для ОУ вказують рівень власних шумів, приведених до входу, як напругу шуму в смузі 1Гц, тобто спектральну щільність шумів.

Практика 5

Для оцінки шумових властивостей АЕ радіоприймальних пристроїв, підсилювачів(ВЧ, НВЧ) використовується параметр коефіцієнт шуму:

Існує декілько означень N:

1. N показує, в скількі разів співвідношення сигнал /шум гірше, ніж на його вході.

2. N показує, в скількі разів співвідношення сигнал /шум на виході реального пристрою гірше порівняо з ідеальним пристроєм (який не шумить, N=1).

Саме цим параметром характерізується більшість VT НВЧ-ВЧ.

Розглянемо, як пов”язаний N з рівнем власних шумів.

Оскільки до цього виразу входить потужність зовнішніх шумів на вході, це робить неоднозначним визначення N. Тому домовилися вимірювати N при рівні Рш.вх.зовн., який має реальний (шумлячий) резистор опором R=Rвх пристрою.

Реальний резистор має рівень шумів:

При цьому

Цю формулу частіше використовують не длявизначення N, а для визначення рівня власних шумів, приведений до входу за відомим N (N – з довілника).

Реально до входу пристрою крім власних шумів пристрою під”єднаний внутрішній опір джерела, який теж має івень власних шумів КТоПш.

Це дає можливість оцінити чутливість пристою.

Порогова чутливість – це чутливість, при якій співвіднош (с /ш)вих =1.

В більшості випадків якість сигналу оцінюють при співвідношенні (с /ш)>1.

Наприклад для радіоприймальних пристроїв:

g=20 дБ для АМ тракту.

g=26 дБ для ЧМ тракту.

При проектуванні задають Ереал або Епор (відповідно Рреал або Рпор) в ТЗ. Потім визначається Nдоп пристрою, при якому забезп. чутлвість згідно ТЗ.

Шумова смуга

-має рівномірний спектр.

Sвх – спектральна щільність на вході.

Рвих = Sвх Кр - для шдеальн.

Пш – це така еквівалентна смуга пропускання, при якій потужністьшумів на виході буде такоюж, як і в реальномупристрої.

Для одиночного резонансного контура Рш=1.57 П0.7

Для подвійного смугового фільтра Рш=1.37 П0.7

Якщо три і більше одиночних контурів Рш=1.1 П0.7

Двотактні безтрансформаторні підсилювачі потужності

Далі представлений набір основних параметрів для підсилювачів потужності:

Р_ВИХ; R_H;.....; η (ККД); К_Г.

Останні два параметри не входять до переліку параметрів звичайного підсилювача, це коефіцієнт корисної дії η та коефіцієнт гармонік (нелінійних спотворень) К_Г.

, де Р_ЗМ.Н - потужність в навантаженні, Р₀ - потужність споживання від джерела живлення.

Р_К=Р₀ - Р_ЗМ.Н - потужність, яка розсіюється в АЕ вихідного каскаду.

В двотактному підсилювачі 2 АЕ, тому

Р_{К АЕ}=Р_К/2.

Резистивний каскад в класі А:

η=25%; Р_ЗМ.Н = 100 Вт; Р₀ = 400 Вт;

Р_{К АЕ} = (400 - 100)/2 = 150 Вт.

Як видно, 150 Вт розсіюються в тепло.

Резистивний каскад в класі В:

η=75%; Р_ЗМ.Н = 100 Вт; Р₀ = 133 Вт;

Р_{К АЕ} = (133 - 100)/2 = 16,5 Вт.

В даному випадку розсіється по 16,5 Вт тепла на кожному з транзисторів.

Нижче приведена схема двотактного підсилювача.

І_Е1 ≈ І_К1;

І_Е2 ≈ І_К2;

Параметри VT1 і VT2 ідентичні.

Наведена діаграма справедлива для ідеальної ВАХ транзистора:

Струми в навантаженні протікають в різних напрямках і тому ми отримуємо повну синусоїду струму в навантаженні.

Цю схему класично рисують в іншому зображенні:

Сумістимо дві ВАХ транзисторів в одну (ідеальна характеристика):

Для ідеалізованої характеристики це буде мати такий вигляд:

Перейдемо до класу В:

При нульовому зміщенні фактично маємо клас С і вихідний сигнал буде спотворений.

Ці характерні для двотактного підсилювача спотворення називаються нелінійними спотвореннями типу “сходинка”, їх можна усунути в класі В. Але навіть в класі В ці спотворення будуть частково зберігатися, оскільки реальні характеристики відрізняються від ідеалізованих.

Значно зменшити ці спотворення можна в класі АВ. Зміщення прикладаємо так, щоб робоча точка була на початку лінійної ділянки ВАХ.

В ті проміжки часу, коли струми протікають одночасно, вони компенсуються в навантаженні (струм спокою), а результуючий струм (змінна складова) є різницею колекторних струмів.

Завдяки тому що початкові ділянки обох характеристик ідентичні, в результуючому струмі (в навантаженні) ці нелінійності будуть компенсувати одна одну і різницевий сигнал буде синусїдним.

Аналогічно можна розглянути і роботу в класі А. В цьому випадку струми через обидва транзистори будуть неперервними.

Приведена схема не раціональна: І_Д дуже великий, велике розсіювання ~60 Вт.

Подачу зміщення забезпечує сам каскад

зміщення:

Транзистор VT1 забезпечує подачу зміщення на VT2 та VT3. R_К є його навантаженням і тому потужність колектора буде змінюватися під дією U_ВХ , а відповідно і змінюватиметься потужність обох баз.

Дата добавления: 2014-12-25