6.7. Коррекция искажений входной цепи

Существует ряд способов коррекции искажений, возникающих во входной цепи предварительного усилителя телевизионной камеры.

Р ассмотрим коррекцию при помощи частотно-зависимого делителя (рис. 12). В области низких частот влияние емкостей и пренебрежимо мало и коэффициент передачи схемы будет определять­ся соотношением сопротивлений делителя напряжения

По мере увеличения час­тоты возрастает влияние ем­костей и . В пределе, на высоких частотах коэффициент передачи делителя будет зависеть только от соотноше­ния емкостей.

Обычно принимают . При этом коэффициент передачи на высоких частотах будет равен 0,5.

Условие коррекции искажений входной цепи

(42)

Величина относительного спада частотной характеристики входной цели известна из (6). Соотношение сопротивлений находится из выражения справедливого для

(43)

При расчете схемы следует помнить, что в входит и входное сопротивление следующего за схемой коррекции каскада. Величина емкостей и обычно соизмерима с емкостью входа .

При больших значениях емкостей возможно ухудшение частотной характеристики каскада в области высоких частот. Точ­ная настройка достигается подбором емкости одного из конденса­торов, для чего в схему устанавливают подстроечный конденсатор.

Основной недостаток схемы коррекции искажений частотно-зависимым делителем - ослабление сигнала и в области высоких частот. Для компенсации этого ослабления приходится увеличивать усиление блока 1 (рис. 4).

Рассмотрим схему коррекции, использующую частотно-зависи­мую обратную связь в цепи эмиттера (рис. 13). Принципиальная схема коррекции этого типа может не отличаться от схемы эмиттерной коррекции, рассмотренной ранее. Схемы различаются только конкретными величинами и емкости .

На низких частотах из-за обратной связи коэффициент усиления каскада будет малым. Величина сопротивления выбира­ется из условия

(44)

Здесь - крутизна характеристики транзистора. Величи­ну крутизны можно определить из построений на входной характе­ристике (рис. 14), проведя касательную в рабочей точке

(45)

Величина корректирующей емкости выбирается из условия

(46)

При значительных искажениях во входной цепи, когда , для коррекции может потребоваться достаточно большое сопротивление в цепи эмиттера, соизмеримое с сопротив­лением .

Рассмотрим еще одну схему коррекции искажений входной цепи, основанную на использовании частотно-зависимой обратной связи (рис. 15). В этой схеме отрицательная обратная связь охватыва­ет усилитель на четырех транзисторах.

В усилителе используется гальваническая (непосредственная) связь между каскадами. Так, что в изображенных каскадах, состав­ляющих часть предварительного усилителя, нет низкочастотных ис­кажений.

Здесь отрицательная обратная связь используется и для ста­билизации режима по постоянному току. Поэтому, например, каскад на транзисторе может иметь . Для большей наглядности источник питания изображен в виде двух батарей. На­грузочное сопротивление трубки соединено по переменному току с корпусом через блокировочный конденсатор .

Транзисторы и образуют каскодную схему. Снимаемый с сигнал усиливается каскадами на транзисторах и и через конденсатор поступает к следущим кас­кадам. Кроме того, сигнал с выхода через резисторы и поступает на вход первого каскада.

Между затвором и корпусом существует входная ем­кость из-за которой и возникают искажения. На схеме емкость показана пунктиром. Но эта же емкость с сопротивлением образует фильтр нижних частот, ослабляющий сигнал обратной связи по мере увеличения его частоты.

Следовательно, с ростом частоты коэффициент усиления схемы будет увеличиваться, что и требуется для коррекции искажений входной цепи.

. . В области низких частот, близких к , влияние можно не учитывать. Поскольку величина емкости выбирается из условия достаточно малых искажений на частоте , то по переменному току во всем рабочем диапазоне частот сопротивления и оказываются соединенными параллельно. Тогда искажения входной цепи будут определяться постоянной времени

,

где

.

Коэффициент усиления схемы с обратной связью связан с петлевым усилением известным соотношением

(47)

Здесь - коэффициент усиления схемы (рис. 15) без обратной связи.

При достаточно большом значении петлевого усиления, когда

,

т.е. усиление будет зависеть только от величины коэффициента передачи цепи обратной связи . На частоте величина коэффициента передачи

(48)

Таким образом, при на частоте коэффициент усиления схемы (pис. 15), будет

.

С ростом частоты из-за возрастающего шунтирующего влияния коэффициет передачи цепи обратной связи, будет уменьшаться, что приведет к увеличению коэффициента усиления. Так как искажения входной цепи определяются той же постоянной времени , которая изменяет коэффициент передачи цепи обратной связи, то схема обеспечивает коррекцию искажений входной цепи, т.е. выполняется условие аналогичное (46).

Поскольку с частотой изменяется только величина , а , то коррекция искажений возможна при условии, что исходная величина коэффициента усиления схемы (без обратной связи) будет не менее

(49)

При расчете схемы по постоянному току следует учитывать, что обратная связь поддерживает потенциал затвора равным потенциалу коллектора .

На схеме (рис. 15) отмечены типичные величины ряда деталей. Сопротивления и соответствуют усилителю, работающему с плюмбиконом. Чтобы обратная связь, возникающая из-за сопротив­ления , не уменьшала усиление первого каскада, емкость шунтирует исток транзистора на корпус. Резистор предотвращает шунтирование сопротивления нагрузки емкостью . Величина постоянной времени обычно не превышает 0,02 - 0,1 мкс. Подбором величины емкости достигается оптимальная коррекция искажений входной цепи.

Если на входе устанавливаются два параллельно включенных транзистора, то их подбирают так, чтобы по величине тока и крутизне характеристики они различались не более, чем на 10%.