Схемотехника аналоговых электронных устройств
Методическое пособие - Радиоэлектроника
Другие методички по предмету Радиоэлектроника
?рехкаскадным интегральным усилителем с внешней цепью ОС (резистор , рисунок 3.4).
Возможность менять глубину общей ООС значительно расширяет сферу применения данного усилителя и делает ИМС многоцелевой.
3.4. Параллельная ООС по напряжению
Согласно элементарной теории ОС, параллельная ООС по напряжению (||ООСН) не меняет коэффициент усиления по напряжению усилителя, но за счет изменения его входного сопротивления меняется сквозной коэффициент усиления . В результате уменьшения входного сопротивления к входу усилителя приложится напряжение
,
где - коэффициент передачи входной цепи УУ.
По аналогии с можно записать:
.
При глубокой ||ООСН (>>1) получаем:
.
Входное сопротивление усилителя с ||ООСН определится как:
,
где глубина ООС по току , .
Величину выходного сопротивления УУ, охваченного ||ООСН, можно приближенно оценить по уже известному соотношению:
.
Из изложенного следует, что ||ООСН стабилизирует сквозной коэффициент усиления по напряжению при постоянном сопротивлении источника сигнала, уменьшает входное и выходное сопротивления усилителя.
Каскад на БТ с ОЭ и ||ООСН представлен на рисунке 3.5.
При ||ООСН выходное напряжение каскада вызывает ток ОС, протекающий через цепь ОС . Ранее (см. подраздел 2.6) рассматривалась схема коллекторной термостабилизации, работа которой основана на действии ||ООСН. В данном же каскаде ||ООСН действует только на частотах сигнала, что отражено на рисунке 3.5б.
Воспользовавшись рекомендациями подраздела 2.3, получим выражения для основных параметров в области СЧ. Для коэффициента усиления по напряжению получим:
,
т.к. , . В большинстве случаев , поэтому меняется незначительно. Само же изменение объясняется тем, что, в отличие от классической структуры УУ с ||ООСН, в реальной схеме каскада нет столь четкого разделения цепи ОС и цепи прямого усиления.
Входное сопротивление каскада с ||ООСН равно:
.
Обычно , и , тогда
.
Выходное сопротивление каскада с ||ООСН равно:
,
т.к. как правило и .
Для определения параметров каскада в области ВЧ следует воспользоваться соотношениями для каскада с ОЭ (см. подраздел 2.5), принимая во внимание, что при расчете постоянной времени каскада следует учитывать выходное сопротивление каскада с ||ООСН, т.е. и влияние ||ООСН на крутизну - .
Следует заметить, что существует возможность коррекции АЧХ (ПХ) в области ВЧ (МВ) путем включения последовательно с корректирующей индуктивности . Эффект коррекции объясняется уменьшением глубины ООС в области ВЧ (МВ). Расчет каскада с ОЭ и ||ООСН в области НЧ ничем не отличается от расчета каскада без ОС (следует только учитывать изменение и при расчете постоянных времени разделительных цепей), исключение составляет расчет разделительной емкости из условия .
Следует заметить, что существует возможность коррекции АЧХ (ПХ) в области НЧ (БВ) путем уменьшения емкости . Эффект коррекции объясняется уменьшением глубины ООС в области НЧ (БВ).
Механизм действия ||ООСН в каскаде на ПТ с ОИ (схема не приводится ввиду совпадения ее топологии рисунку 3.5) во многом идентичен только что рассмотренному. Приведем расчетные соотношения для основных параметров каскада на ПТ с ||ООСН:
,
т.к. , .
.
Как правило, и , тогда
.
,
т.к. чаще всего .
Все вышесказанное о влиянии ||ООСН на АЧХ (ПХ) каскада на БТ справедливо и для каскада на ПТ.
||ООСН обычно применяют тогда, когда требуется понизить входное сопротивление каскада, что необходимо во входных каскадах УУ, работающих в низкоомном согласованном тракте передачи.
3.5. Параллельная ООС по току
На рисунке 3.6 приведена схема двухкаскадного усилителя, охваченного общей параллельной ООС по току (||ООСТ), которая вводится в усилитель путем включения резистора .
Напряжение ОС снимается с резистора , включенного последовательно с нагрузкой усилителя. Напряжение ОС, пропорциональное выходному току усилителя, образует ток , протекающий через . Во входной цепи УУ происходит алгебраическое сложение токов и . Поскольку ||ООСТ применяется в основном в усилителях тока, то логично оценить ее воздействие на коэффициент усиления по току:
,
где - глубина ОС по току.
Если принять, что усилителя без ОС велик и источник сигнала имеет большое внутреннее сопротивление (т.е. представляет собой источник тока), то . Если >>, то . Следовательно, ||ООСТ стабилизирует коэффициент передачи по току УУ.
Входное сопротивление УУ с ОС определяется способом подачи сигнала ОС во входную цепь, поэтому:
.
Выходное сопротивление УУ с ОС определяется способом снятия сигнала ОС в выходной цепи, поэтому:
.
Описанный усилитель целесообразно выполнить в виде ИМС с внешней цепью ОС, что позволяет в широких пределах изменять его характеристики.
3.6. Дополнительные сведения по ОС
3.6.1. Комбинированная ООС
В УУ возможно применение различных видов ООС одновременно. Характерным примером в этом отношении является каскад с ОЭ и комбинированной ООС (рисунок 3.7) - ПООСТ за счет и ||ООСН за счет .
Применение подобной комбинированной ООС (КООС) целесообразно в случае выполнения усилителя в виде гибридно-пленочной ИМС, поскольку резисторы, выполненные по толсто- или тонкопленочной технологии имеют уход параметров в одну сторону (в плюс или минус). Влия?/p>