Главная  Усилительные устройства 

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 87

7 3.2. ПРИ.ЧЕНЕНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ КОРРЕКТИРУЮЩИХ RC ЦЕПЕЙ

Для обеспечения устойчивости при глубокой ОС (особенно при щирокой полосе пропускания) используются высокочастотные корректирующие цепи.

Недостаточная эффективность способа обеспечения устойчивости, основанного на различии частот полюсов функции Т{р), объ-

70 50

20 15 10

г


Рис 7 5. Эквивалентная схема каскада с высокочастотной корректирующей ?С-цепью

Рис. 7.4. Зависимость отношения частот полюсов трехполюсной функции Т(р) от максимально до-пусти.мой глубины ОС для а:=9дБ

и У=\/6; при fmax>30 /р2,з р1> > 3,68 (fmax-1)

7 10 15 20 F

ясняется тем, что снижение возвратного отношения, начинающееся в ряде случаев сразу за пределами полосы пропускания, происходит с крутизной, близкой к -6 дБ/окт. Корректирующие цепи позволяют увеличить крутизну функции 201gr(/) до -10 дБ/окт при фазовом сдвиге, не выходящем за пределы, определяемые запасом у. При большей крутизне возвратного отношения могут быть взяты .меньшие частоты полюсов некоторых каскадов, что позволит получитьот них большое усиление и, как следствие, более глубокую ОС.

Корректирующие элементы могут находиться как в усилительном каскаде, так и в цепи ОС.

Рассмотрим первый вариант. Выходная пепь одного из резисторных каскадов (рис. 2.16,в) дополнена РС-цепью (рис. 7.5),. ОС частотно-независимая.

Заменим источник ЭДС источником задающего тока

I{p)U,{p)lR, (7.18)

и объединим параллельно соединенные сопротивления R\ и R.

R, = R,R,/{R, + R,).

Выходное напряжение равно отношению тока /(р) к суммарной проводимости трех ветвей:



Объединяя (7.18) и (7.19), находим передаточную функцию

K(p)4lM,-1AI±PCR)-\- (7 20)

и г (Р) RiU+P т + CRi, + + pCC,RRi]

содержащую нуль с частотой

/, =1/2яС/? (7.21)

и два полюса, частоты которых определяются путем рещения характеристического уравнения

1 1 1

4-.

CR C2R 212/ CC2RR

(7.22)

Если CCi (что часто бывает), то можно выявить в более простой форме (приближенно) изменения АЧХ и ФЧХ, вносимые корректирующей цепью. Наряду с нулем, характеризуемым частотой /гк, образуется полюс, частота которого при Сг-О, как видно из (7.22), стремится к пределу

fp,= 1/2я С {R + R12). (7.23)

Этот же результат может быть получен и при С2 = 0. При этом частота второго полюса близка к

/PH2==(+J /2л С, (7.24)

как у той же цепи при короткозамкнуто.м конденсаторе С(1/С = = 0).

Характеристики цепи без корректирующих элементов (рис. 2.7,а, 2.16,в), т. е. с одни.м полюсом, изображены на рис. 2.4,6 и 2.5. Передаточная функция цепи на рпс. 7.5 дополнительно содержит нуль с fzK и полюс с fpKi<.fzK- Вносимыс РС-элементами изменения нормированных АЧХ и ФЧХ показаны на рис. 7.6. Используя выражения (2.15) и (2.31), получаем изменение фазового сдвига

Фк = к1 + к1 = - arctg {f/fp Ki) -Ь arctg ( /, )> откуда следует, что

ё^=-Щ^~~ (7.25)

1 + I lip k1/2 к

На частоте

l = VfpJ, (7.26)

.e9. = -4(/-]/fe)-



Минимальный фазовый сдвиг (рис. 7.7) фк min зависит ОТ ПОЛНОГО изменения коэффициента усиления min = -20 lg(/zK pKi) приблизительно -3° на 1 дБ перепада усиления в предела.х первых 20 дБ). Наибольшая крутизна АЧХ (кривая 3 на рис. 7.6,а) несколько меньше (по абсолютному значению) 6 дБ/окт.

e(f)

in fflog)

г /\ J


Рис. 7.6. Изменения амплнтудно-(fl) и фазочастотны.х (б) характеристик, вносимые корректирующей ?C-цeпью (5), и нх составляющие (/, 2)

Ж 20 10°

1,5 2 2.5 5 /,5 6 Tf.jf,

Рис. 7.7. Зависимость максимального (по абсолютному значению) фазового сдвига от отнощения частот нуля и полюса, вносимого ?С-цепью (рис. 7.5)

У многокаскадного усилителя частоты полюсов в общем случае не совпадают и основную роль в изменении функции G(/) играет полюс с /рь частоту /р2 приходится выбирать большей, при этом /p3fp2 и т. д. Располагая [к в интервале fpi ... \-рч или /р1 ... fr, удается ускорить спад ?(/); вносимый при этом фазовый сдвиг фкт1п обычно НС приводит К потбрс запасз устойчивости по аргументу, так как на.этих частотах фт(/)~-90°; при этом перепад усиления, равный /гк рк1, позволит во столько же раз увеличить возвратное отношение Т в области средних частот.

Другая возможность использования РС-цепи совмещение частоты полюса функции КгХ]\) (и можно считать функции 7 (j/)):

(i-}-j7 7.i)(l-bj7 p2)...

с частотой нуля /zk- При этом новая функция имеет полюс с меньшей частотой fpKi<fp]:

К'е{И) =

(i + i /pb-i)(i + ]7 p2)...



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 87