Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) ( 18 ) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (18)

По этой причине коэффициент усиления видеоусилителя определяется для синусоидального сигнала средней частоты. Только в первом приближении он равен отношению амплитуды выходных импульсов к амплитуде входных импульсов.

5кВя1


Рис. 2.76. Зависимость формы импульсов на выходе видеоусилителя и его полосы пропускания от постояи-ной времени переходной цепи

В усилителе на лампе коэффициент усиления определяется по напряжению. В общем случае

K = S,.p,S.R„ (2.174)

- динамическая крутизна лампы; - статическая крутизна лампы.

г> - (

б) Видеоусилитель на транзисторе

Современные высокочастотные транзисторы позволяют использовать для усиления импульсных сигналов простые (обычные) схемы усилителей. Одна из таких схем на транзисторе р-п-р с общим эмиттером изображена на рис. 2.77. Схема выполнена с фиксированным током смещения и не содержит элементов частотной коррекции. В ней нет также элементов температурной стабилизации исходного релшма транзистора.

Подобные схемы применяются только в тех случаях, когда допустимо иметь на выходе усилителя значительное время нарастания прямоугольных импульсов (около половины микросекунды) .

Основная проблема расчета схемы некорректированного усилителя сводится к выбору подходящего транзистора и требуемой величины сопротивления Rk. Затем выбирается исходный режим усилителя. Он зависит от полярности и амплитуды усиливаемых импульсов.



При выборе транзистора можно руководствоваться довольно простым критерием. Его предельная частота усиления по току должна быть в несколько раз больше необходимой верхней граничной частоты усилителя.

Необходимая частота /bj. определяется по формуле

, 0.35

/в. г- .г

(2.175)

где тн -заданное время нарастания фронта.

Выбор сопротивления Rk производится из двух противоречивых требований, предъявляемых к импульсному усилителю. С одной стороны, необходимо получить максимально возможное усиление.


Рис. 2.77. Схьма некорректированного импульсного усилителя на транзисторе р-п - р с общим эмиттером

а С другой - требуется иметь достаточно широкую полосу пропускания. Для выполнения первого условия желательно увеличивать сопротивление нагрузки транзистора, а для выполнения второго условия требуется его уменьшать.

Существенную роль при выборе величины Rk играет входное сопротивление следующего каскада, которое для переменных составляющих коллекторного тока включено параллельно с сопротивлением Rk- Приходится учитывать и внутреннее сопротивление источника входного сигнала /?ис, так как от его величины зависит режим работы входной цепи усилителя. Параметры выбранного транзистора также оказывают заметное влияние на требуемую величину сопротивления Rk-

В результате всего этого расчетная формула для Rk получается сложной и неточной. Поэтому на практике при проектировании видеоусилителя сопротивление резистора Rk часто определяют экспериментально. Его величина обычно бывает 500-3000 ом.

Резистор Rc выбирается в зависимости от полярности и амплитуды усиливаемых импульсов. Для этого на семействе КСХ выбранного транзистора строят КДХ и определяют необходимую величину тока базы в режиме покоя. Обозначим этот ток /б.п-



Если усилитель выполнен на транзисторе р-п-р с общим эмиттером и предназначен для усиления положительных импульсов, то точку исходного режима необходимо иметь в верхней части КДХ (рис. 2.78, й). Для этого надо выбрать сопротивление Re небольшой величины. Это невыгодно не только по энергетическим соображениям, но и потому, что при уменьшении Re уменьшается входное сопротивление усилителя.

При отрицательной полярности усиливаемых импульсов точку исходного режима необходимо иметь в нижней части КДХ. В этом случае сопротивление Re должно быть большим.


ig = -150MKA J ig = - ЮОмкА

КДХ "яГ

1д = 200мкА ig = l50MKA ig=WOMKA


igSOMKA

Рис. 2.78. Выбор точки исходного режима импульсного усилителя в зависимости от полярности входного сигнала: а - для транзистора р - п - р; б - для транзистора п-р - п

Расчет сопротивления Re производят по формуле

4. п

(2.176)

Если усилитель выполнен на транзисторе п-р-п с общим эмиттером, то в зависимости от полярности входных импульсов точка исходного режима выбирается так, как это показано на рис. 2.78, б.

Из сказанного следует, что для усиления отрицательных импульсов энергетически выгоднее применять транзисторы р-п-р, а для усиления положительных импульсов - транзисторы п-р-п.

Рассмотрим физические процессы в усилителе на сплавном транзисторе р-п-р. Схема усилителя изображена на рис. 2.77. Графики, иллюстрирующие процессы, происходящие в усилителе, изображены на рис. 2.79.

В исходном режиме (до момента fi) на входе усилителя напряжения нет. На базе транзистора действует небольшое прямое напряжение. Уровень инжекции очень мал. Поэтому токи всех электродов транзистора (hn, /к.п, h.n) малы. При этом, конечно, /р.п=/к.п-Ь/б.п. Напряжение на коллекторе {/к.п немного меньше к. Очевидно, что /к.п = £к - 1к.п-Як-

В момент fl на вход усилителя скачком подается отрицательное напряжение. Это возможно при наличии определенных условий. В основном для этого надо иметь малое сопротивление /?ис и малую входную емкость усилителя. Полагаем, что эти условия вы-



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) ( 18 ) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86)