8.2. Вч коррекция с использованием частотно-зависимой оос

Схема ВЧ коррекции с использованием частотно-зависимой ООС в

каскадах на полевом транзисторе

• транзисторных каскадах ПУ схемы индуктивной ВЧ коррекции дают небольшое увеличение усиления на ВЧ вследствие малого сопротивления нагрузки каскада (нагрузкой является входное сопротивление следующего каскада). В интегральных микросхемах индуктивная ВЧ коррекция оказывается конструктивно невыполнимой.

• транзисторных широкополосных каскадах, работающих на следующий транзисторный каскад, значительно лучшие результаты дают схемы ВЧ коррекции с ООС, среди которых наилучшие результаты позволяет получить

схема истоковой ВЧ коррекции (рис.8.6).

EК

RС

Cр

Cр

VT

RН CН

RЗ

CИкорр

RИкорр

_R’И C’И

Рис.8.6. Принципиальная схема каскада ОИ с истоковой ВЧ коррекцией с использованием

частотно-зависимой ООС

В схеме на рис.8.6 R_Икорр и С_Икорр – элементы ВЧ коррекции. К ним могут

быть добавлены сопротивление R'И	и емкость С'И , тогда R'И обеспечивает
заданную термостабилизацию и	задаёт рабочую точку (как правило,
R 'И RИкорр , а C ' И CИкорр ).

93

Для обеспечения ВЧ коррекции с использованием частотно-зависимой
ООС необходимо выбрать ёмкость конденсатора цепи истока СИкорр , таким
образом, чтобы он шунтировал сопротивление цепи истока RИкорр				на ВЧ:
1	RИкорр Z	И	1	(8.15)
C Икорр			0,
			CИкорр
а в области НЧ и СЧ:
1	RИкорр	Z И RИкорр ,		(8.16)
CИкорр
K		1
K0
		3
K0 /F
			2
			f
	Рис.8.7. АЧХ каскада ОИ (рис.10.6):

1

1 – в области НЧ, СЧ и ВЧ: R_Икорр , следовательно, ООС отсутствует во всём

^CИкорр

диапазоне рабочих частот (R_Икорр 0,С_Икорр – отсутствует);

1

2 – в области НЧ, СЧ и ВЧ: R_Икорр , следовательно, ООС работает во всём

^CИкорр

диапазоне рабочих частот (R_Икорр 0,С_Икорр – отсутствует);

1

3 – в области НЧ, СЧ: R_Икорр – ООС снижает коэффициент усиления (график

^CИкорр

1

2), в области ВЧ: R_Икорр – ООС отсутствует (график 1).

^CИкорр

94

Определим оптимальные значения R_Икорр и С_Икорр . Коэффициент

передачи каскада с элементами частотной коррекции имеет вид:

K

K_корр , (8.17) 1 S Z_И

1

где Z _И R_Икорр || – полное сопротивление цепи истока.

^CИкорр

Запишем коэффициент усиления каскада с элементами частотной коррекции в виде многочлена относительно частоты:

Kкорр

K0

1 jA

,

(8.18)

1 S RИкорр

1 jB

2

2

, B m F

,

где A

, F 1 S R

, m и

,

в и

m F

A

Икорр

в

F

_и – постоянная времени цепи истока.

Приравнивая соответствующие коэффициенты при одинаковых степенях

частоты, получаем выражение для оптимального значения m:
A 2 B 2 2 m		F		.	(8.19)
opt		F2 1

Порядок расчета элементов коррекции:

1. Разработчик должен принять решение: насколько можно снизить коэффициент усиления, то есть задаться фактором ООС.

2. Исходя из известного значения крутизны транзистора S (справочный параметр) определяется сопротивление цепи истока:

R_Икорр ^{F 1}. (8.20)

S

3) Определяется оптимальная величина параметра m:

mopt		F			.	(8.21)
		F2
			1

4) Определяется постоянная времени цепи истока _И :

И mopt в.

(8.22)

95

5) Определяется величина корректирующей ёмкости цепи истока С_Икорр :

СИкорр			И	.	(8.23)
	R
	Икорр

Таким образом, элементы коррекции определяются фактором обратной связи. Значение корректирующей ёмкости С_Икорр должно быть в пределах десятков-сотен пФ.

Недостаток такой схемы коррекции: в данной схеме принципиально необходимо снижать усиление в фактор обратной связи F раз.

Достоинства:

• Схема с ВЧ коррекцией с использованием частотно-зависимой ООС не требует высокоомной нагрузки для эффективности её работы, то есть схема универсальна.

• Корректирующими элементами являются сопротивления и емкости, следовательно, легко реализовать оптимальную коррекцию.

• Сопротивления и конденсаторы легко реализовать в микроисполнении.

• Нет источника электромагнитных помех, то есть нет необходимости в экранировании, а, следовательно, существенно уменьшаются габариты.

96

Особенности расчёта схемы ВЧ коррекции с использованием частотно-

зависимой ООС в каскадах на биполярном транзисторе

Работа схемы (рис.8.8) не отличается от работы каскада на ПТ. Коррекция в схеме ОЭ осуществляется цепью эмиттера: R_Экорр и С_Экорр . Расчётные

соотношения остаются такими же, меняются только обозначения: A m F ,

F 1 S R	, m	Э	, B	m 1	,	в Э	.
Экорр	в			A		F

EК

RК

R1 Cр

Cр

VT

RН CН

R2

RЭкорр ^CЭкорр

R’^Э C’Э

Рис.8.8. Принципиальная схема каскада ОЭ с эмиттерной ВЧ коррекцией с использованием

частотно-зависимой ООС

Связь между оптимальным значением параметра m_opt и глубиной ООС определяется выражением (8.24).

	1 1 mopt	2
F		1		(8.24)
			.

^mopt

Порядок расчета элементов ВЧ коррекции с использованием частотно-

зависимой ООС в каскаде на БТ:

1. Разработчик должен принять решение: насколько можно снизить коэффициент усиления, то есть задаться фактором ООС F .

97

2. Из известного значения крутизны транзистора S (справочный параметр) определяется сопротивление цепи эмиттера:

R_Экорр ^{F 1}. (8.25)

S

3) По формуле (10.21) определяется оптимальная величина параметра m.

F

^mopt

F² 1

4) Определяется постоянная времени цепи эмиттера:

Э mopt в .					(8.26)
5) Определяется величина корректирующей ёмкости в цепи эмиттера:
С			Э	.	(8.27)
Экорр		R
			Э
Шунтирующий конденсатор С'Э			устраняет ООС во всей полосе рабочих
частот усилительного каскада, поэтому выполняется условие:
С 'Э СЭкорр .					(8.28)