Аналіз функціональних схем, основні елементи систем автоматичного регулювання підсилення
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
иві UР і тому іноді виключається зі схеми регульованого каскаду. У цьому випадку початкова напруга зсуву подається по ланцюгу напруги Uр (UР = Е0 при непрацюючій системі АРП).
Для підсилювачів на польових транзисторах можна вважати, що залежність коефіцієнта підсилення від напруги UР К0 (UР) цілком визначається залежністю S (Uр), тому що Ко = SRеК, а RеК = const.
У схемах підсилювачів на біполярних транзисторах регулююча напруга звичайно вводиться в ланцюг бази (рис. 8. а,б Схеми підсилювачів на біполярних транзисторах) з такою полярністю, щоб його збільшення зменшувало колекторний струм Ік транзистора. Низькочастотна крутизна S0 біполярного транзистора, його вхідна g і вихідна g1 провідності, а також постійна часу t залежать від струму Ік так, як показано на рис. 9. Таким чином, при збільшенні напруги Uр буде зменшуватися струм Ік, а також крутизна S0, що і потрібно для здійснення АРП. Однак одночасно зменшуються вхідна і вихідна провідності, що приводить до росту підсилення попереднього і даного каскадів.
З розгляду цих ефектів випливає, що режимне регулювання біполярних транзисторів утруднене за рахунок впливу протилежно змінюючихся параметрів. Необхідно, щоб визначальною була зміна крутизни S0. Цій умові звичайно задовільняють транзистори з великим значенням ? = h21 е (коефіцієнт передачі струму в схемі ОЕ) і малим опором бази rб. Регулююча здатність залежить від робочої частоти. На даній робочій частоті модуль крутизни
,
причому т змінюється так само, як і S0 (див.рис. 9).
Якщо , то S >>S0, але при режимне регулювання взагалі неможливе, тому що |S| перестає залежати від Ік.
В основі регульованого підсилювача, зображеного на рис. 8, б, лежить часто використовувана в прийомній техніці диференціальна мікросхема в особливому включенні. Транзистори VТ3 і VТ2 утворюють каскодне зєднання. Регулююча напруга подається на базу транзистора VТ1. При підвищенні напруги Uр транзистор VТ1 усе більше відмикається, його струм збільшується. Одночасно падає колекторний струм транзистора VТ2, тому що сума цих струмів дорівнює току транзистора VТ3 і практично постійна. Таким чином, регулювання підсилення відбувається за рахунок непрямого впливу напруги Uр на струм і крутизну транзистора VT2 завдяки перерозподілові струму транзистора VТ3, між транзисторами VТ1 ,VТ
Зі сказаного випливає, що на підставі залежностей (звичайно експериментальних), зображених на рис. 9, можна побудувати залежність K0(Ik)=S(Ik)Rek(Ik), а потім перерахувати зміни колекторного струму Ік у зміни регулюючої напруги Uр і одержати залежність К0 (Uр). Діапазон зміни коефіцієнта підсилення одного каскаду при режимному регулюванні не може перевищувати деякої межі, обумовленої просочуванням сигналу через майже закритий транзистор (паразитні ємності) і припустимим максимальним струмом через нього. Звичайно не вдається одержати зміни посилення на один каскад більш ніж у 60…80 разів, а з урахуванням припустимих нелінійних перекручувань що обгинає - у 15… 20 разів.
На рис. 10. приведено приклади керованих атенюаторів, які використовуються як регулюємі елементи систем АРП. На рис. 3.10, а зображена схема двухланкового діодного аттенюатора. Діоди VD1 і VD2 при відсутності напруги UР максимально відімкнуті відємною напругою, що знімається з дільника R1R При цьому коефіцієнт передачі максимальний, тому що внутрішній опір діодів мінімальний. В міру збільшення напруги Uр діоди підзапираются, їхні опори збільшуються і коефіцієнт передачі падає. Відношення Kmax/Kminможе досягати 103 на не дуже високій робочій частоті. Варто враховувати, що при сильних сигналах діоди працюють в області великої кривизни їхніх характеристик і нелінійні перекручування можуть досягати неприпустимих значень. З урахуванням цього не рекомендується змінювати коефіцієнт передачі одного осередку аттенюатора більш ніж у 60… 70 разів. На рис. 3.10, б роль регульованого опору грає польовий транзистор VТР (R - опір, що гасить). Регульований польовий транзистор встановлюється в режим малої напруги на стоці і працює на ділянці вихідної характеристики, розташованої до крапки перегину. У цьому режимі польовий транзистор має внутрішній опір, що залежить від напруги на затворі.
При слабкому сигналі Uр = 0 і транзистор замкнений. Коефіцієнт передачі при цьому максимальний. По мірі збільшення сигналу підвищується напруга Uр (у даному випадку Uр < 0, тому що транзистор має р-канал) і транзистор відмикається, знижуючи свій внутрішній опір. Перепад опорів, що дається польовим транзистором з ізольованим затвором, може бути дуже великим (Rі ? 700 кОм + 500 Ом). Відношення Kmax/Kmin для однієї ланки може досягати 103 3 103 при порівняно невеликих нелінійних перекручуваннях, тому що транзистор саме при великих сигналах працює в області найвищої лінійності характеристик. Це характерно для схем, у яких регульовані елементи стоять в паралельних гілках аттенюатора.
Перехідні процеси, стійкість, перекручування комплексної огинаючої сигналу при дії АРП багато в чому залежать від властивостей і виду фільтра, що входить у систему АРП. В основному використовується одноланковий RС-фільтр низьких частот (рис. 11 ,а). Він дає аперіодичний процес установлення підсилення і забезпечує стійкість системи, якщо є єдиною інерційною ланкою. Рідше застосовується двухланковий RС-фільтр низьких частот (рис. 11, б), що дає аперіодичний процес установлення тільки при визначеному співвідношенні п