электрические приборы и машины
 
 
   
 
   
 
 
     
 

Частотная коррекция широколополосного усилителя

Частотная коррекция предусматривает введение в схему широкополосного усилителя дополнительных элементов, способствующих расширению полосы пропускания усилителя. Использование коррекции при заданной полосе пропускания позволяет выбрать большее сопротивление нагрузки Ra и тем самым получить больший коэффициент усиления. На рис. 144, а изображена схема видеоусилителя, представляющая собой обычный усилительный каскад на сопротивлениях. Пунктиром показаны элементы коррекции.

Рис. 144. Схема широкополосного каскада с элементами коррекции (а) и его эквивалентная схема со сложной анодной коррекцией (б).

Частотная коррекция в области верхних частот

Наиболее распространенным методом коррекции верхних частот является простая анодная коррекция, при которой в анодную цепь лампы последовательно с нагрузкой Ra включают индуктивность La. На нижних частотах сопротивление катушки индуктивности мало, и ее присутствие в схеме не оказывает влияния на работу каскада. С повышением частоты индуктивное сопротивление La возрастает и общее сопротивление анодной нагрузки становится больше (Za > Ra). Это приводит к повышению усиления в области верхних частот, так как шунтирующее действие на нагрузку со стороны емкости С0 частично компенсируется увеличением сопротивления нагрузки.

Таким образом, изменяя величину индуктивности катушки La, можно влиять на ход частотной характеристики (на частотные искажения) главным образом в области верхних частот:

Однако необходимо следить за тем, чтобы введение катушки La в схему не привело к недопустимому увеличению частотных искажений в области верхних частот (из-за подъема усиления в этой области).

Обычно принимают, что частотные искажения каскада не должны превышать 1,1 —1,3. Тогда индуктивность корректирующей катушки можно определить по следующей приближенной формуле:

Кроме того, введение в схему катушки La частично компенсирует отрицательный сдвиг фазы выходного напряжения в области верхних частот, вызванный емкостью С0. Фазовые искажения уменьшаются.

Если между анодом лампы и сопротивлением нагрузки, кроме того, включить корректирующую катушку L, зашунтированную сопротивлением R, то получим так называемую схему усилителя со сложной анодной коррекцией. Эквивалентная схема ее приведена на рис. 144, б.

Улучшение усилительных свойств каскада со сложной анодной коррекцией связано с разделением емкости С0 = Свых + Свх + См на две емкости:

C1 = Cвых + 0,5Cм

и

С2 = Свх + 0,5См

При рассмотрении указанной эквивалентной схемы можно сделать вывод, что так как С1 меньше С0, то емкость С, заряжается быстрее и время нарастания импульса становится меньше. Верхняя усиливаемая граничная частота при заданных частотных искажениях увеличивается. Индуктивность L целесообразно выбирать такой величины, чтобы она вместе с емкостью С2 представляла последовательный контур с резонансной частотой, лежащей в области верхней граничной частоты. При этом на емкости С2 (на выходе усилителя) будет наблюдаться увеличение напряжения за счет резонанса.

Таким образом, применение рассмотренной схемы коррекции позволяет не только расширить полосу пропускания, но и увеличить коэффициент усиления.

Многообразие схем частотной коррекции в области верхних частот не позволяет подробно ознакомиться с ними. Ограничимся лишь краткой характеристикой физических процессов в некоторых из них. Так, например, между конденсатором Сс и управляющей сеткой включают дроссель Lс, который вместе с входной емкостью следующего каскада образует последовательный контур. Если резонансная частота этого контура будет находиться в области верхних частот, то произойдет увеличение усиления на этих частотах. Иногда дроссель Lс шунтируют сопротивлением. При этом уменьшаются частотные искажения, но вместе с тем снижается добротность резонансного контура.

Если вместо дросселя Lс включить фильтр RC и при этом будет выполняться условие 1/ΩсрС≈ R = (2÷3) Rс, то произойдет относительное увеличение усиления на верхних частотах: конденсатор С в области нижних частот не шунтирует сопротивления R и в этой области наблюдается уменьшение усиления за счет потерь напряжения сигнала на фильтре RC. На верхних же частотах шунтирующее действие емкости С сказывается значительно сильнее, что приводит к уменьшению потерь напряжения сигнала на фильтре.

Частотная коррекция в области низких частот

Самым распространенным методом частотной коррекции в области нижних частот является введение в схему усилителя анодного фильтра RфСф.

В области верхних частот этот фильтр практически не влияет на работу широкополосного усилителя. Поэтому усилительные свойства каскада определяются соотношением К = SRа.

На нижних частотах сопротивление фильтра возрастает, так как емкость Сф недостаточно шунтирует сопротивление Rф. Это объясняется тем, что сопротивление нагрузки возрастает за счет элементов фильтра. Поэтому в области нижних частот наблюдается подъем усиления.

При определении величины элементов фильтра пользуются следующими приближенными формулами:

Rф = (0,2÷0,5)Rа;

где Zа/Rа — отношение, определяющее степень повышения усиления на нижней граничной частоте Fн. Включение фильтра повышает также устойчивость работы усилителя.

 
 
     
 
Copyright © 2012 Электродвигатели и трансформаторы
электрические приборы и машины
Rambler's Top100
Создание сайта Вебцентр