6.8. Искажения в области низких частот

Рассмотрим искажения, вызванные емкостями, связывающими от­дельные каскады. Соответствующая эквивалентная схема приведена на рис. 16. Частотная характеристика определяется постоянной времени схемы

Здесь - выходное сопротивление предыдущего каскада ( на рис. 6),

- входное сопротивление каскада с учетом дели­теля в цепи базы.

В телевизионной практике низкочастотные искажения принято оценивать по их влиянию на форму прямоугольных импульсов. Если на вход рассматриваемой схемы подать прямоугольные импульс дли­тельности , пунктир на рис. 17, то плоская часть импульса на выходе будет искажена. Искажения оценивают величиной скола измеряемой в долях от размаха импульса.

Уравнение переходной характеристики схемы (рис. 16) будет

(48)

где

.

При расчете усилителей величина скола обычно не должна превышать 6 - 10% ( ). Тогда, пользуясь разложением

и ограничиваясь первыми двумя членами (поскольку ), запишем .

Откуда получается простая расчетная формула

(49)

где - длительности импульса.

Если в усилителе имеются несколько переходных цепей, то результирующие искажения определяются как

(50)

Из-за относительно небольшого входного сопротивления каскада на биполярном транзисторе приходится устанавливать в схему кон­денсаторы значительное емкости.

Например, при кОм, кОм и на мс величина емкости будет

мкФ.

С целью уменьшения низкочастотных искажений применяют галь­ваническую связь между каскадами, когда это возможно.

С уществуют схемы коррек­ции низкочастотных искажений. Для схемы рис. 18 при уравнение переходной характе­ристики будет

(51)

Здесь

Если ,то переходная характеристика имеет вид

.

На рис. 19 а, б приведены рассчитанные по формулам (48), (51) соответственно переходные характеристики. Хорошо видно, что корректирующая схема существенно уменьшает искажения. Например, при без коррекции величина скола , а с кор­рекцией . При имеем соответственно 0,18 и 0,02. Дополнительные сведения по низкочастотной коррекции име­ются в [3] , [4] .

6.9. Расчет параметров широкополосного усилительного

каскада на калькуляторе МК-56

Из-за существенной зависимости параметров биполярного тран­зистора от величины тока коллектора, отсутствия перед началом расчета сведений о его частотных свойствах в конкретном режиме и т.п., нет возможности за один прием выполнить расчет и опре­делить основные элементы усилительного каскада. Приходится за­даваться исходными данными и по ним получать уточненные резуль­таты, т.е. применять итерационную процедуру.

Этот процесс может быть существенно ускорен при расчете кас­када на ЭВМ по заранее разработанным программам.

В настоящее время в учебном процессе ВЗЭИС широко применяют­ся программируемые калькуляторы МК-56. Студенты могут пользо­ваться, в частности, этими калькуляторами в читальном зале инс­титута. Ниже помещены необходимые пояснения и программа расчета широкополосного усилительного каскада с эмиттерной коррекцией. Кроме МК-56 она может выполняться на совместимых с ним калькуля­торах МК-54 и БЗ-34.

Схема усилительного каскада показана на рис. 20. Он должен на частоте обеспечивать относительную величину коэффициента усиления . Откуда нормированная частота

(52)

Зная , найдем требуемую частоту верхнего среза кас­када

(53)

Для выбранного транзистора известна граничная частота (25) и расчетная величина ко­эффициента усиления тока .

Тогда емкость (25) с учетом (13) и допущении

(54)

Откуда (32) частота верхнего среза

(55)

где

(56)

Тогда величина (с. 26),

(57)

и сопротивление в цепи эмиттера (34)

(58)

Величина корректирующей емкости

(59)

Коэффициент усиления каскада с эмиттерной коррекцией в облас­ти средних частот (20)

(60)

В формулах (54), (58) и (60) сопротивление (13) выражено через ток коллектора, который следует подставлять в миллиамперах. При расчете по программе ток следует подставлять в амперах, для чего в нее записаны измененные коэффициенты, т.е. 0,026 вместо 26.

Из-за ограниченного объема программной памяти МК-56 не удалось данную программу составить в классическом варианте, когда машина автоматически совершает требуемое число итераций, а пользователю выдается окончательный результат.

Здесь пользователь, задавшись исходным значением (догадка) коэффициента усиления каскада наблюдает величины , и каждой итерации, следя за приближением результатов. При этом очередная величина коэффициента усиления вычисляет­ся по условию

(61)

обеспечивающему быстрое схождение. Как показали примеры расчетов, технически разумная точность результатов достигается за три-четы­ре цикла.

Начальная величина не критична; она может быть как меньше, так и больше истинного значения.

Блок-схема алгоритма показана на рис. 21. После ввода всех исходных данных и начального значения начинается расчет по формулам (52) -(58) с выдачей значения . Это самый большой блок программы, на вычисление которого требуется около 18 с.

Далее вычисляется и выдается величина (формула (59)). Затем по формуле (60) для найденного определяется и выдает­ся величина .

После очередного пуска программы вычисляется новое значение , (формула (61)), и осуществляется автоматический возврат к началу программы. Подробнее процесс вычислений иллюстрируется примером.

В вод программы.

1. Включить калькулятор.

2. Перевести калькулятор в режим записи программы, нажав клавиши [ F ] [ ПРГ ]

3. Набрать программу.

4. Проверить правильность введенной программы, сравнив ее коды с кодами исходной программы. Для удобства сравнения информация о шагах программы записана в том ви­де, как она отображается на дисплее калькулятора. Для пошагового движения по про­грамме используются клавиши [ ШГ ]

5. Если введенная программа верна, то калькулятор переводится в режим счета на-жатием клавиш [ F ] [ АВТ ].

Следует помнить, что калькулятор МК-56 даже при кратковременном отключении питания введенную информации не сохраняет!

Программа расчета широкополосного усилительного каскада

Код	Клавиши	Шаг	Код	Клавиши	Шаг	Код	Клавиши	Шаг
61 20 12 00 0- 00 05 02 12 65 13 23 4- 60 69 12 10 6- 13 62 12 61 13 23 4- 67 22 23 01 11 21 66	П - х 1 F  х 0 . 0 5 2 х П - х 5  F 1/x X - Па П - х 0 П - х 9 х  П - х а  П -х 2 х П - х 1  F 1/x x - П а П - х 7 F x^2 F 1/x 1 - F П - х 6	01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32	14 13 6- 13 4L 64 63 10 62 01 10 13 00 0- 00 02 06 65 13 10 6L 01 11 12 4[ 50 6L 12 6- 12 00 0-	  П - х а  х - П в П - х 4 П - х 3  П - х 2 1   0 . 0 2 6 П - х 5   П - х в 1 - х х - П с С/П П - х в х П - х а х 0 .	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	01 13 23 50 62 01 10 00 0- 00 02 06 65 13 6L 10 12 63 10 62 14 13 68 12 50 69 12 21 49 50 51 00	1  F 1/x С/П П - х 2 1  0 . 0 2 6 П - х 5  П - х с  х П - х 3  П - х 2   П - х 8 х С/П П - х 9 х F Х - П 9 С/П БП 00	65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

Инструкция по выполнению программы

Инструкция	Вводимая величина	Клавиши	Результат
1.Ввести программу 2. Ввести исходные данные 3. Вычислить 4. Вычислить 5. Вычислить 6. Вычислить новое значение для очередной итерации 7. Вычислить 8. Вычислить 9. Вычислить 10. Вычислить новое значение ………………………….		[ x-П ] [ 0 ] [ x-П ] [ 1 ] [ x-П ] [ 2 ] [ x-П ] [ 3 ] [ x-П ] [ 4 ] [ x-П ] [ 5 ] [ x-П ] [ 6 ] [ x-П ] [ 7 ] [ x-П ] [ 8 ] [ x-П ] [ 9 ] [ В/О ] [ C/П ] [ C/П ] [ C/П ] [ C/П ] [ C/П ] [ C/П ] [ C/П ] [ C/П ]

Как видно из инструкции, выполнение одного цикла заканчивается выдачей очередного нового значения , п. 6. п. 7 - это как бы возврат к п. 3 без операции [ В/O ].

Чтобы избежать возможного перепутывания результатов, их сле­дует записывать в виде таблицы, как показано в примере расчета.

Пример

	[ x - П ] [ 0 ]
	[ x - П ] [ 1 ]
	[ x - П ] [ 2 ]
	[ x - П ] [ 3 ]
	[ x - П ] [ 4 ]
	[ x - П ] [ 5 ]
	[ x - П ] [ 6 ]
	[ x - П ] [ 7 ]
	[ x - П ] [ 8 ]
	[ x - П ] [ 9 ]

[ В/О ]
[ С/П ]	96,9	[ С/П ]	5,21 - 11	[ С/П ]	14,4	[ С/П ]	8,50
[ С/П ]	113,9	[ С/П ]	4,41 - 11	[ С/П ]	12,3	[ С/П ]	10,26
[ С/П ]	122,5	[ С/П ]	4,12 - 11	[ С/П ]	11,5	[ С/П ]	10,8
[ С/П ]	125,5	[ С/П ]	4,02 - 11	[ С/П ]	11,2	[ С/П ]	11,09

Здесь представлены результаты четырех последовательных итера­ций. Дальнейшее уточнение технически смысла не имеет, поскольку связано с изменениями в третьем знаке. Таким образом, для выбран­ных исходных данных Ом, пФ, .

Если в процессе расчета величина будет отрицательной, то это означает, что заданную полосу частот каскад обеспечивает без эмиттерной коррекции.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕДАЮЩИХ ТРУБОК

Тип трубки	Размер мишени, мм	Ток сигнала, мкА	Разрешающая способность в центре, линии	Емкость выходная, пФ
ЛИ 407 ЛИ 412 ЛИ 415 ЛИ 422 ЛИ 426 ЛИ 429 ЛИ 435 ЛИ 449 ЛИ 450 ЛИ 458 Я	4,5 х 6 11,5 х 11,5 9,5 х 12,7 9,5 х12,7 9,5 х12,7 9,5 х12,7 9,5 х12,7 9,5 х12,7 9,5 х12,7 9,5 х12.7	0,06 0,1 0,3 0,1 0,1 0,16 0,3 0,3 0,5 0,2	350 550 600 600 600 600 600 600 600 600	5 8 5 5 5 8 5 5 5 3

ЛИТЕРАТУРА

1. Телевидение. Под ред. П.В.Шмакова. - М.: Связь, 1979. - 432 с.

2. Самойлов В.Ф., Хромой Б.П. Телевидение. - М.: Связь, 1975. - 400 с.

3. Цыкин Г.С. Усилительные устройства. - М.: Связь, 1971. - 368 с.

4. Войшвилло Г.В. Усилительные устройства. - М.: Связь, 1975.

5. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзис­торных схем.

- М.: Энергия, 1977. - 672 о.

ОГЛАВЛЕНИЕ