Схемотехника аналоговых электронных устройств | страница 22
На рисунке 2.39б проиллюстрирован процесс выбора рабочей точки для импульсных сигналов с большой скважностью (Q>10). Определить координаты рабочей точки можно, используя следующие соотношения:
U>к>0 ≥ U>н + U>вых.
Выбор I>к>0 ограничен снизу нелинейной областью характеристик транзистора и необходимым допуском на возможное его уменьшение при изменении температуры, обычно I>к>0 ≈ (3…10) мА.
Расчет усредненных параметров транзистора в этом случае следует вести для точки с координатами:
U>к ≥ U>н + 0,5·U>вых;
Для импульсных сигналов типа "меандр" (Q=2) выбор рабочей точки и типа проводимости транзистора аналогичен случаю гармонического сигнала.
Хотя приведенные выше соотношения ориентированы на БТ, на них следует ориентироваться и при расчете каскадов на ПТ, учитывая особенности последних.
2.12.2. Анализ усилительных каскадов в области малых времен
Выражение для относительного коэффициента передачи усилительных каскадов на БТ и ПТ в области ВЧ имеет вид:
Y>в(jω) = 1/(1 +jωτ>в).
Получим выражение для переходной характеристики:
h>в(p) = Y>в(p)/p = 1/p(1 + pτ>в).
По таблице 2.3 получим "оригинал":
h>в(t) = 1 – exp(-t/τ>в).
Воспользовавшись определением времени установления (см. рисунок 2.4), получим:
h>в(t>1) = –exp(-t>1/τ>в) = 0,1;
отсюда exp(-t>1/τ>в) = 0,9;
h>в(t>2) = –exp(-t>2/τ>в) = 0,9;
отсюда exp(-t>2/τ>в) = 0,1;
тогда exp[(t>2-t>1)/τ>в] = exp(t>y/τ>в]) = 0,9;
и окончательно получаем:
t>y = 2,2τ>в.
Из анализа выражения для h>в(t) следует, что процесс установления амплитуды заканчивается через t=(3…4)τ>в, следовательно, чтобы не было уменьшения K>0 каскада из-за не достижения установившегося режима, необходимо, чтобы длительность импульса была:
T>и ≥ (3…4)τ>в.
Учесть время запаздывания t>з для каскада на БТ можно следующим образом:
2.12.3. Анализ усилительных каскадов в области больших времен
Выражение для относительного коэффициента передачи усилительных каскадов на БТ и ПТ в области НЧ имеет вид:
Y>н(jω) = jω>н/(1 + jωτ>н).
Получим выражение для переходной характеристики:
h>н(p) = Y>н(p)/p = τ>н/(1 + pτ>н).
Рисунок 2.40. Переходный процесс в области БВ
По таблице 2.3 получим "оригинал":
h>н(t) = –exp(–t/τ>н).
При T>и≤τ>н, разлагая h>н(t) в степенной ряд и ограничившись двумя членами, при t=T>и (рисунок 2.40) получаем для случая малых искажений плоской вершины импульса (Δ≤20%):
h>н(t) = –exp(–t/τ>н) ≈ 1 – T>и/τ>н = 1 – Δ,
откуда:
Δ = T>и/τ>н.
2.12.4. Связь временных и частотных характеристик усилительных каскадов
Т.к. временные и частотные характеристики каскадов выражаются через постоянные времени
