Файл: Electron_SE.pdf

106

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Ïðèçíà÷åííÿ ðåøòè åëåìåíò³â àíàëîã³÷íå ïîïåðåäí³ì ñõåìàì.

Íàâàíòàæåííÿ êàñêàäó çà çì³ííèì ñòðóìîì R

í

»

=

R

Â

||

R

í 

.

Ðîáîòó ï³äñèëþâà÷à ³ëþñòðóþòü ÷àñîâ³ ä³àãðàìè, íàâåäåí³ íà ðèñ. 3.24.

I

m

U

âõm

U

0

Ç

I

0

Ñ

u

ÇÂ

i

Ñ

u

âèõ

t

t

t

U

ÇÌ

= I

0

Ñ

 R

Â

U

m

U

m

t

u

RB

Ðèñ. 3.24 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè êàñêàäó ç ÑÑ

Öÿ ñõåìà ìຠíàçâó âèòîêîâîãî ïîâòîðþâà÷à, îñê³ëüêè U

âèõ

 ìàéæå

ïîâòîðþº âõ³äíó íàïðóãó.

Äëÿ êàñêàäó ìîæíà çàïèñàòè òàê³ ñï³ââ³äíîøåííÿ:

;

ÇÂ

âèõ

âõ

U

U

U

−

=

;

 ,

òîìó 

âèõ

âõ

âèõ

ÇÂ

U

U

U

U

≈

<<

 Ê

U

 < 1; R

âèõ

»

 R

Â

.

Êàñêàä ìຠâåëèêèé R

âõ 

³ ìàëèé R

âèõ

, òîìó âèêîðèñòîâóºòüñÿ ÿê óçãî-

äæóâàëüíèé ï³äñèëþâà÷ ó ðàç³ íåîáõ³äíîñò³ óçãîäæåííÿ äæåðåëà ñèãíàëó

ç âåëèêèì R

âèõ

 ç íàâàíòàæåííÿì, ùî ìຠìàëèé R

âõ

.

Êàñêàäè  íà  ïîëüîâèõ  ÌÄÍ-òðàíçèñòîðàõ ñõåìàòè÷íî  áóäóþòü

òàê, ÿê ³ êàñêàäè íà á³ïîëÿðíèõ òðàíçèñòîðàõ.

107

3. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÅËÅÊÒÐÈ×ÍÈÕ ÑÈÃÍÀ˲Â. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÍÀÏÐÓÃÈ Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

3.8.3. Çâîðîòí³ çâ’ÿçêè ó ï³äñèëþâà÷àõ

Ïîðÿä ³ç êîëàìè ïðÿìî¿ ïåðåäà÷³ ñèãíàë³â ó ï³äñèëþâà÷³ ââîäÿòü

øòó÷íî ñòâîðåí³ êîëà, ÷åðåç ÿê³ ÷àñòèíà åíåð㳿 ç âèõîäó ïîäàºòüñÿ íà

âõ³ä. Öå ÿâèùå ìຠíàçâó çâîðîòíîãî çâ’ÿçêó.

²ç çàñòîñóâàííÿì çâîðîòíèõ çâ’ÿçê³â ìè âæå çóñòð³÷àëèñÿ, êîëè ðîç-

ãëÿäàëè áóäîâó òèðèñòîðà (âíóòð³øí³é ïîçèòèâíèé çâ’ÿçîê) òà òåìïåðà-

òóðíó ñòàá³ë³çàö³þ ðåæèìó ñïîêîþ ï³äñèëþþ÷îãî êàñêàäó (íåãàòèâíèé

çâîðîòíèé çâ’ÿçîê).

Êîëà, çà äîïîìîãîþ ÿêèõ çàáåçïå÷óþòü çâîðîòí³ çâ’ÿçêè, íàçèâàþòü

êîëàìè çâîðîòíîãî çâ’ÿçêó.

Êîëî ïðÿìî¿ ïåðåäà÷³ ñèãíàëó ³ êîëî çâîðîòíîãî çâ’ÿçêó óòâîðþþòü

ïåòëþ çâîðîòíîãî çâ’ÿçêó.

Ñòðóêòóðí³ ñõåìè ïåòëüîâèõ çâ’ÿçê³â íàâåäåí³ íà ðèñ. 3.25.

U

âõ

Ê

χ

U

âèõ

Ê

1

Ê

2

χ

2

χ

1

U

âèõ

U

âõ

                      à)                                              á)

Ðèñ. 3.25 – Ïðèêëàäè ïåòëüîâèõ çâîðîòíèõ çâ’ÿçê³â:

ࠖ îäíîïåòëüîâèé; á – áàãàòîïåòëüîâèé

Çâîðîòí³ çâ’ÿçêè ïîä³ëÿþòüñÿ òàêîæ íà çâ’ÿçêè çà íàïðóãîþ òà çà

ñòðóìîì, ÿê ïîêàçàíî íà ðèñ. 3.26, àáî çì³øàí³.

U

âõ

Ê

χ

I

í

U

âèõ

R

í

U

âõ

Ê

χ

R

ø

R

í

U

âèõ

                     à)                                                         á)

Ðèñ. 3.26 – Çâîðîòí³ çâ’ÿçêè: à – çà íàïðóãîþ; á – çà ñòðóìîì

(øóíò R

ø 

– äàò÷èê ñòðóìó íàâàíòàæåííÿ)

108

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Çàëåæíî â³ä ñïîñîáó ïîäà÷³ ñèãíàëó çâîðîòíîãî çâ’ÿçêó ó âõ³äíå êîëî

ðîçð³çíÿþòü ïàðàëåëüíèé òà ïîñë³äîâíèé çâîðîòí³ çâ’ÿçêè, ÿê ïîêàçàíî

íà ðèñ. 3.27.

U

ÇÇ

U

âõ

Ê

χ

U

âèõ

R

í

U

Ñ

U

ÇÇ

U

âõ

Ê

χ

U

âèõ

R

í

à)                                                             á)

Ðèñ. 3.27 – Ïàðàëåëüíèé (à) òà ïîñë³äîâíèé (á) çâîðîòí³ çâ’ÿçêè

Çàçâè÷àé çâîðîòí³ çâ’ÿçêè ó ï³äñèëþâà÷àõ çàñòîâóþòü äëÿ ñòàá³ë³çàö³¿

³ ïîêðàùåííÿ ïàðàìåòð³â.

Âëàñòèâîñò³ ï³äñèëþâà÷à ³ç çâîðîòíèì çâ’ÿçêîì ðîçãëÿíåìî íà ïðè-

êëàä³ ïîñë³äîâíîãî çâîðîòíîãî çâ’ÿçêó çà íàïðóãîþ.

Îñíîâíèì ïîêàçíèêîì º êîåô³ö³ºíò ïåðåäà÷³ çâîðîòíîãî çâ’ÿçêó

,

âèõ

ÇÇ

U

U

=

χ

(3.22)

ùî âèçíà÷àº, ÿêà ÷àñòêà âèõ³äíî¿ íàïðóãè íàäõîäèòü äî âõ³äíîãî êîëà

ï³äñèëþâà÷à (

ÇÇ

U

 – êîìïëåêñ íàïðóãè çâîðîòíîãî çâ’ÿçêó).

Äëÿ âõ³äíîãî êîëà ìîæíà çàïèñàòè ð³âíÿííÿ

,

ÇÇ

âõ

C

U

U

U

+

=

(3.23)

äå 

C

U

 – êîìïëåêñ íàïðóãè íà âõîä³.

Ç óðàõóâàííÿì âèðàçó (3.22)

.

âèõ

âõ

C

U

U

U

χ

+

=

(3.24)

Çàïðîâàäèìî òàê³ ïîçíà÷åííÿ:

1) êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ ï³äñèëþâà÷à áåç çâîðîòíîãî çâ’ÿçêó

;

C

âèõ

U

U

K

=

(3.25)

2) êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ ï³äñèëþâà÷à, îõîïëåíîãî çâîðîòíèì çâ’ÿçêîì

109

3. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÅËÅÊÒÐÈ×ÍÈÕ ÑÈÃÍÀ˲Â. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÍÀÏÐÓÃÈ Ç̲ÍÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

.

âõ

âèõ

ÇÇ

U

U

K

=

                                                (3.26)

Ìîæíà çàïèñàòè

.

Ñ

âèõ

U

K

U

=

                                               (3.27)

Ç óðàõóâàííÿì âèðàçó (3.24), ìàºìî:

).

(

âèõ

âõ

âèõ

U

U

K

U

χ

+

=

                                    (3.28)

Ïîä³ëèìî îáèäâ³ ÷àñòèíè ð³âíÿííÿ (3.28) íà 

âõ

U

 ³ îäåðæèìî

),

1

(

ÇÇ

ÇÇ

K

K

K

χ

+

=

                                       (3.29)

çâ³äêè

.

1

K

K

K

ÇÇ

χ

−

=

                                              (3.30)

Çîáðàçèìî 

χ

 òà

K

 ó âèãëÿä³

;

K

j

K

K

ϕ

=

                                                (3.31)

,

χ

ϕ

χ

χ

j

=

                                                 (3.32)

äå 

χ

ϕ

ϕ  ,

K

– ôàçîâèé çñóâ ñèãíàëó ó êîë³ ïðÿìî¿ ïåðåäà÷³ òà êîë³ çâî-

ðîòíîãî çâ’ÿçêó â³äïîâ³äíî.

Âèðàç (3.30) íàáóâຠâèãëÿäó

.

1

)

(

χ

ϕ

ϕ

ϕ

χ

+

−

=

K

j

K

j

ÇÇ

Ke

Ke

K

                                    (3.33)

³çüìåìî âèïàäîê, êîëè 

...)

5

,

3

,1

(

, =

π

=

ϕ

+

ϕ

χ

n

n

K

.

Òîä³ 

1

−

=

π

j

e

, à 

0

≈

ϕ

K

 ³ âèðàç (3.33) ìàòèìå âèãëÿä

.

1

K

K

K

ÇÇ

χ

+

=

                                             (3.34)

Îòæå, ÿêùî ñèãíàë çâîðîòíîãî çâ’ÿçêó çñóíóòèé â³äíîñíî âõ³äíîãî

ñèãíàëó  íà  êóò 

p

, òî öåé çâ’ÿçîê íàçèâàºòüñÿ  íåãàòèâíèì  çâîðîò-

íèì çâ’ÿçêîì (ÍÇÇ). Êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ ï³äñèëþâà÷à, îõîïëåíîãî

íåãàòèâíèì çâîðîòíèì çâ’ÿçêîì, çìåíøóºòüñÿ ó 

K

χ

+

1

 ðàç³â. Íåçâà-

æàþ÷è íà öå, ÍÇÇ øèðîêî âèêîðèñòîâóþòü äëÿ ï³äâèùåííÿ ñòàá³ëü-

íîñò³ ðîáîòè ï³äñèëþâà÷³â ³ ïîêðàùåííÿ ³íøèõ ¿õí³õ ïàðàìåòð³â.

110

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Ó ïåðøó ÷åðãó, ÍÇÇ çíèæóº çàëåæí³ñòü Ê

ÇÇ

 â³ä çì³í Ê (íàïðèêëàä,

ïîâ’ÿçàíèõ ç³ çì³íàìè òåìïåðàòóðè).

Ïîêàæåìî öå, äëÿ ÷îãî ïðîäèôåðåíö³þºìî âèðàç (3.34) çà Ê:

(

)

(

)

(

)

.

1

1

1

1

2

2

K

K

K

K

dK

dK

ÇÇ

χ

+

=

χ

+

χ

−

χ

+

=

                        (3.35)

Ïåðåãðóïóºìî òà ïîä³ëèìî ë³âó ³ ïðàâó ÷àñòèíè öüîãî ð³âíÿííÿ íà 

ÇÇ

K

³ ç óðàõóâàííÿì (3.34) îòðèìàºìî:

(

)

K

K

dK

K

dK

ÇÇ

ÇÇ

χ

+

=

1

.                                      (3.36)

Öåé âèðàç ñâ³ä÷èòü, ùî â³äíîñí³ çì³íè Ê

ÇÇ

 ó 

(

)

K

+χ

1

 ðàç³â ìåíø³ â³ä

çì³í Ê.

Ó âèïàäêó ãëèáîêîãî ÍÇÇ ìàºìî:

χ

≈

>>

χ

1

 òîìó 

³ 

,

1

ÇÇ

K

K

 – íå çàëåæèòü â³ä Ê.

ßêùî, íàïðèêëàä, 

.

10

 òî

0,1,

 ,

10

3

≈

=

χ

=

ÇÇ

K

K

ÍÇÇ òàêîæ ï³äâèùóº R

âõ

 ³ çíèæóº R

âèõ

:

(

)

(

)

.

1

 ;

1

=

K

+

R

R

K

+

R

R

âèõ

âèõÇÇ

âõ

âõÇÇ

χ

=

χ

                     (3.37)

Òàêîæ ÍÇÇ çíèæóº íåë³í³éí³ òà ÷àñòîòí³ âèêðèâëåííÿ. Îòæå, çðîçó-

ì³ëî, ÷îìó éîãî øèðîêî çàñòîñîâóþòü ó ï³äñèëþâà÷àõ.

Ðîçãëÿíåìî âèïàäîê, êîëè 

0

=

ϕ

+

ϕ

χ

K

 (òîáòî ñèãíàë çâîðîòíîãî

çâ’ÿçêó ñï³âïàäຠçà ôàçîþ ç âõ³äíèì ñèãíàëîì). Òàêèé çâ’ÿçîê íàçè-

âàºòüñÿ  ïîçèòèâíèì  çâîðîòíèì  çâ’ÿçêîì  (ÏÇÇ).  Ó  âèïàäêó  ÏÇÇ

,

0

 ,

1

0

=

ϕ

=

K

j

e

 ³ âèðàç (3.33) ìຠâèãëÿä

.

1

K

K

K

ÇÇ

χ

−

=

                                             (3.38)

Öå ñâ³ä÷èòü, ùî Ê

ÇÇ

 ó 

K

χ

−

1

1

 ðàç³â á³ëüøèé, í³æ K. Òîáòî ÏÇÇ ñóò-

òºâî ï³äâèùóº êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ ï³äñèëþâà÷à ïðè 

c

Ê < 1. Àëå ó òîé

æå ÷àñ â³í ïîã³ðøóº ³íø³ éîãî ïàðàìåòðè. Òîìó ïðàêòè÷íî çàñòîñîâó-

þòü ãðàíè÷íèé âèïàäîê, êîëè 

c

Ê = 1 ³ 

∞

→

ÇÇ

K

. Öåé ðåæèì ðîáîòè

íàçèâàºòüñÿ ãåíåðàòîðíèì (ï³äñèëþâà÷ ñàìîçáóäæóºòüñÿ) ³ âèêîðèñ-

òîâóºòüñÿ ïðè ñòâîðåíí³ ãåíåðàòîð³â ð³çíîãî âèäó.